Гликозилација протеинских типова, процеса и функција



Тхе гликозилација протеина је пост-транслацијска модификација која се састоји од додавања линеарних или разгранатих олигосахаридних ланаца протеину. Настали гликопротеини су углавном површински протеини и протеини секреторног пута.

Гликозилација је једна од најчешћих модификација пептида међу еукариотским организмима, али се показало да се јавља и код неких врста археа и бактерија..

Код еукариота, овај механизам се јавља између ендоплазматског ретикулума (ЕР) и Голгијевог комплекса, уз интервенцију различитих ензима укључених у оба регулаторна процеса и формирање ковалентних протеина + олигосахаридних веза..

Индек

  • 1 Врсте гликолизације
    • 1.1 Н-гликозилација
    • 1.2 О-гликозилација
    • 1.3 Ц-манозилација
    • 1.4 Глипиатион (из енглеског "Глипиатион")
  • 2 Процесс
    • 2.1 Код еукариота
    • 2.2 У прокариотима
  • 3 Функције
    • 3.1 Важност
  • 4 Референце

Врсте гликолизације

У зависности од места везивања олигосахарида за протеин, гликозилација се може класификовати у 4 типа:

Н-гликозилација

То је најчешћи од свих и јавља се када се олигосахариди везују за азот амидне групе остатака аспарагина у Асн-Кс-Сер / Тхр мотиву, где Кс може бити било која амино киселина осим пролина.

О-гликозилација

Када се угљени хидрати вежу за хидроксилну групу серина, треонина, хидроксилизина или тирозина. То је мање уобичајена модификација, а примери су протеини као што су колаген, гликофорин и муцини.

Ц-манилатион

Састоји се од додавања остатка манозе који је везан за протеин Ц-Ц везом са Ц2 индолске групе у остацима триптофана..

Глипиацион (са енглеског)Глипиатион ")

Полисахарид делује као мост за везивање протеина за гликозилфосфатидилинозитол (ГПИ) сидра у мембрани.

Процес

Код еукариота

Тхе Н-гликозилација је она која је детаљније проучена. У ћелијама сисара процес почиње у грубим ЕР, где се преформирани полисахарид везује за протеине док оне излазе из рибозома.

Наведени прекурсор полисахарида је састављен од 14 остатака шећера, и то: 3 глукозе (Глц), 9 манозе (Ман) и 2 Н-ацетил глукозамина (ГлцНАц) остатака.

Овај прекурсор је чест код биљака, животиња и једноћелијских еукариотских организама. Повезан је са мембраном захваљујући вези са молекулом долицхол, изопреноидним липидом уграђеним у ЕР мембрану.

Након његове синтезе, олигосахарид се преноси ензимским комплексом олигосакарил-трансферазе у остатак аспарагина укључен у секвенцу три-пептидног Асн-Кс-Сер / Тхр протеина док се преводи.

Три остатка Глц на крају олигосахарида служе као сигнал за правилну синтезу овога, и они се искачу заједно са једним од Манових остатака пре него што се протеин одведе у Голги апарат за даљу обраду..

Једном у Голги апарату, олигосахаридни делови везани за гликопротеине могу се модификовати додавањем галактозних остатака, сијалинске киселине, фукозе и многих других, чиме се добијају ланци много веће разноликости и сложености.

Ензиматске машине потребне за спровођење процеса гликозилације обухватају бројне гликозилтрансферазе за додавање шећера, гликозидазе за њихово уклањање и различите транспортере нуклеотидних шећера за допринос отпада који се користи као супстрат.

Ин прокариотес

Бактерије немају системе интрацелуларне мембране, тако да се формирање почетног олигосахарида (од само 7 остатака) дешава на цитосолној страни плазма мембране.

Овај прекурсор се синтетизује на липиду који се затим транслоцира помоћу АТП-зависне флипазе у периплазматски простор, где се јавља гликозилација..

Друга важна разлика између гликозилације еукариота и прокариота је да ензим бактеријске олигосахаридне (олигосакарил-трансферазне) трансферазе може да пренесе шећерне остатке на слободне делове већ пресавијених протеина, не као што су преведени рибозомима..

Поред тога, мотив пептида који препознаје овај ензим није иста еукариотска три пептидна секвенца.

Функције

Тхе Н-Олигосахариди повезани са гликопротеинима имају више сврхе. На пример, неки протеини захтевају ову пост-транслацијску модификацију да би се постигло адекватно преклапање њихове структуре.

Другима обезбеђује стабилност, било избегавањем протеолитичке разградње или зато што је овај део неопходан да би се испунила његова биолошка функција.

Пошто олигосахариди имају јаку хидрофилну природу, њихов ковалентни додатак протеину нужно мења њихов поларитет и растворљивост, што може бити функционално релевантно.

Једном везани за мембранске протеине, олигосахариди су вриједни носиоци информација. Учествују у процесима сигнализације, комуникације, препознавања, миграције и ћелијске адхезије.

Они имају важну улогу у згрушавању крви, исцељењу и имуном одговору, као иу процесу контроле квалитета протеина, који зависи од гликана и неопходан је за ћелије.

Значај

Најмање 18 генетских болести је повезано са гликозилацијом протеина код људи, од којих неки укључују лош физички и ментални развој, док други могу бити фатални..

Постоји све већи број открића везаних за болести гликозилације, посебно код педијатријских пацијената. Многи од ових поремећаја су урођени и имају везе са дефектима који су повезани са почетним фазама стварања олигосахарида или са регулацијом ензима укључених у ове процесе.

Пошто велики део гликозилираних протеина чини гликокаликс, постоји све већи интерес за проверу да ли мутације или промене у гликозилационим процесима могу бити повезане са променом микроокружења туморских ћелија и тиме промовисати напредовање тумори и развој метастаза код оболелих од рака.

Референце

  1. Аеби, М. (2013). Н-везана гликозилација протеина у ЕР. Биоцхимица ет Биопхисица Ацта, 1833(11), 2430-2437.
  2. Деннис, Ј.В., Грановски, М., & Варрен, Ц.Е. (1999). Гликозилација протеина у развоју и болести. БиоЕссаис, 21(5), 412-421.
  3. Лодисх, Х., Берк, А., Каисер, Ц.А., Криегер, М., Бретсцхер, А., Плоегх, Х., ... Мартин, К. (2003). Молецулар Целл Биологи (5. изд.). Фрееман, В. Х. & Цомпани.
  4. Луцкеи, М.. Структурна биологија мембране: са биохемијским и биофизичким основама. Цамбридге Университи Пресс. Преузето са ввв.цамбрудге.орг/9780521856553
  5. Нелсон, Д.Л., & Цок, М. М. (2009). Лехнингер Принциплес оф Биоцхемистри. Омега издања (5. изд.).
  6. Нотхафт, Х., & Сзимански, Ц.М. (2010). Гликозилација протеина у бактеријама: Сладнија него икад. Натуре Ревиевс Мицробиологи, 8(11), 765-778.
  7. Охтсубо, К., & Мартх, Ј.Д. (2006). Гликозилација у ћелијским механизмима здравља и болести. Целл, 126(5), 855-867.
  8. Спиро, Р. Г. (2002). Протеинска гликозилација: природа, дистрибуција, формирање ензима и импликације болести гликопептида. Глицобиологи, 1243Р-53Р.
  9. Стовелл, С.Р., Ју, Т., & Цуммингс, Р.Д. (2015). Протеинска гликозилација у раку. Годишњи преглед патологије: Механизми болести, 10(1), 473-510.
  10. Страссер, Р. (2016). Гликозилација биљног протеина. Глицобиологи, 26(9), 926-939.
  11. Ксу, Ц., & Нг, Д.Т.В. (2015). Контрола гликозилације усмјерена на савијање протеина. Натуре Ревиевс Молецулар Целл Биологи, 16(12), 742-752.
  12. Зханг, Кс., & Ванг, И. (2016). Контрола квалитета гликозилације по Голги структури. Јоурнал оф Молецулар Биологи, 428(16), 3183-3193.