GlykokalyxGlykokalyx (Glycocalyx oder "surface coat") ist ein Oberbegriff für Hüllschichten auf der Außenseite aller Zellen. Grob gesagt handelt es sich um den nach außen ragenden Kohlenhydratanteil von in der Zellmembran liegenden Glykoproteinen und Glykolipiden.
Die Glykokalyx kommt bei prokaryotischen und eukaryotischen Zellen vor und besteht hauptsächlich aus einem Filz von Oligosaccharidketten, der wie ein Miniaturwald nach außen ragt. Die Glykokalyx wirkt durch ihren Enzymgehalt auch mit an der Aufnahme von Substraten in die Zelle.a) Glykokalyx bei eukaryotischen Zellen:
b) Glykokalyx bei prokaryotischen Zellen:
Die Glykokalyx tritt z.B. auch an der Oberfläche der Mikrovilli der absorbierenden Zellen der Darmschleimhaut als 0,1–0,3 Mikrometer dicke Filamentschicht auf. Sie enthält saure und neutrale Mukoide (schleimartige Proteine) mit Carboxyl- und Sulfatgruppen, ferner Ig-Rezeptoren (Immunoglobine, Immunproteine), außerdem zahlreiche Antigene.
Bei Eucyten ist sie ein Produkt des Golgi-Apparats und wird der Zellmembran im Zuge ihrer Aufgabendifferenzierung aufgelagert. Die Glykokalyxmoleküle sind an die integralen Membranproteine (Glykoproteine) oder Membranlipide (Glykolipide) kovalent gebunden und können, abhängig von der jeweiligen Funktion der Glykokalyx, mit weiteren extrazellulären Mucopolysaccharid-, Glykolipid- oder Glykoproteinschichten verknüpft sein.
Funktionsformen der Glykokalyx
Im Laufe der Evolution hat die Glykokalyx eine Vielzahl von Funktionen erhalten und entsprechend den spezifischen Erfordernissen bei den einzelnen Zelltypen eine unterschiedliche Strukturausprägung erfahren. Ausgebildet werden von ihr zum Beispiel:
- Signalstrukturen der Zell-Zell-Erkennung (Membranantigene);
- Rezeptor- und "Fangstrukturen" im Dienst der Stoffaufnahme (z.B. Endocytose);
- Zellhaftstrukturen;
- Abdichtungsstrukturen (dicke Membranauflagerungen an der Basis von Zellen);
- Strukturen des mechanischen Schutzes (Zellwand bei Protocyten und Pflanzenzellen, Kapsel der Bakterien);
- Schutzschichten gegen chemische Einwirkungen (Mucopolysaccharidschicht auf Verdauungsepithelien zum Schutz gegen Selbstverdauung).