Glykokalyx
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Die Glykokalyx ist eine Schicht an der Außenfläche der Zellmembran bei eukaryotischen und prokaryotischen Zellen, aber auch an der Außenseite der Zellwand bei prokaryotischen Zellen. Die Glykokalyx wird auch Kapsel oder Schleimhülle genannt, wobei sich Kapsel und Schleimhülle im Detail unterscheiden. Die Kapsel ist mit der Zellwand fest verbunden, dies trifft nicht für die Schleimhülle zu. Die Glykokalyx besteht aus Polysacchariden, die kovalent an die Membranproteine (Glycoproteine) und Membranlipide (Glycolipide, Phospholipide, Cholesterol und Sphingolipide) gebunden sind.
Lebende Zellen, sowohl von Pro- als auch Eukaryonten, werden von einer Membran, der Zell- bzw. Plasmamembran, umhüllt. Sie stellt gewissermaßen eine halbdurchlässige Grenze zur "äußeren Umgebung" dar. Fast alle biologischen Membranen tragen auf ihrer Oberfläche eine unterschiedlich dicke Schicht aus Zuckerresten. Die Glykokalyx besteht aus Oligosacchariden, welche an fast allen membranösen Proteinen (dann Glykoproteine), aber auch in geringerer Zahl an Lipiden (dann Glykolipide) kovalent gebunden sind. Bei Zuckerresten handelt es sich nur um eine begrenzte Anzahl von Zuckern, nämlich Glucose, Fucose, Mannose, Glucosamin, Sialinsäuren und Galaktosamin. Die Sialinsäuren verursachen an der Zellmembranoberfläche eine negative Ladung (siehe Kathode). Die Glykokalyx wird regelmäßig erneuert. Zu beachten ist, dass bei Pflanzen keine Glykokalyx vorhanden ist.
Ihre Dicke kann variieren und sie kann bei grampositiven wie gramnegativen Bakterien (Gramfärbung) vorkommen. Die Kapsel kann das Volumen des Bakteriums stark vergrößern. Es bleiben unter der Kapselschicht alle anderen Zellwandschichten erhalten.
Bei Biomembranen hängt dieser verzweigte Zucker zu 90 % an Membranproteinen und zu 10 % an Glykolipiden.
In der Glykokalyx insbesondere tierischer Zellen bzw. Gewebe lassen sich fünf phylogenetisch hochkonservierte Moleküle bzw. Molekülfamilien, die für die interzellulare Kommunikation (Zellerkennung, -kontakt und -haftung) von Bedeutung sind, unterscheiden: Immunglobuline, Integrine, Cadherine, Selektin und Zelladhäsionsmoleküle.
Eine große Anzahl der Mitglieder der einzelnen Molekülfamilien stehen mit dem Mikrofilament-System der Zellen in Beziehung oder sind an GTP-bindende Proteine aus der Zellmembran angekoppelt, andere stehen mit dem MAP-Kinase-Weg in Verbindung.