Glikozilacija proteinskih tipova, procesa i funkcija



glikozilacija proteina "Post-translacijska modifikacija" sastoji se od dodavanja linearnih ili razgranatih oligosaharidnih lanaca u protein. Nastali glikoproteini su uglavnom površinski proteini i proteini sekrecijskog puta.

Glikozilacija je jedna od najčešćih modifikacija peptida među eukariotskim organizmima, ali se pokazalo da se javlja i kod nekih vrsta arheja i bakterija..

Kod eukariota taj mehanizam se javlja između endoplazmatski retikulum (ER) i Golgi kompleksu sa intervencijom različitih enzima uključenim u regulacijskim procesima i formiranje kovalentne veze oligosaharidnih proteina +.

indeks

  • 1 Vrste glikolizacije
    • 1,1 N-glikozilacija
    • 1.20-glikozilacija
    • 1,3 C-manozilacija
    • 1.4 Glipiation (iz engleskog "Glipiation")
  • 2 Proces
    • 2.1 Kod eukariota
    • 2.2 U prokariotima
  • 3 Funkcije
    • 3.1 Važnost
  • 4 Reference

Vrste glikolizacije

Ovisno o mjestu vezanja oligosaharida za protein, glikozilacija se može podijeliti u 4 tipa:

N-glikozilacije

Je najčešći od svih nastaje kada su oligosaharidi vezani na dušikov amid skupine asparaginske ostatke u motiva Asn-X-Ser / Thr, gdje X može biti bilo koja aminokiselina osim prolina.

O-glikozilacije

Kada se ugljikohidrati vežu na hidroksilnu skupinu serina, treonina, hidroksilizina ili tirozina. To je manje uobičajena modifikacija, a primjeri su proteini kao što su kolagen, glikoforin i mucini.

C-manozilacijsko

Sastoji se od dodatka ostatka manoze koji je vezan za protein C-C vezom s C2 indolske skupine u ostacima triptofana..

Glipiación (s engleskog jezika)Glipiacija ")

Polisaharid djeluje kao most za vezanje proteina na sidro glikozilfosfatidilinozitola (GPI) u membrani.

proces

Kod eukariota

N-glikozilacija je ona koja je detaljnije proučavana. U stanicama sisavaca proces počinje u grubom ER, gdje se predoblikovani polisaharid veže na proteine ​​dok one izlaze iz ribosoma.

Navedeni prekursor polisaharida sastoji se od 14 ostataka šećera, i to: 3 glukoze (Glc), 9 manoze (Man) i 2 N-acetil glukozamina (GlcNAc) ostataka.

Ovaj prekursor je čest kod biljaka, životinja i jednoćelijskih eukariotskih organizama. Povezan je s membranom zahvaljujući vezi s molekulom dolichol, izoprenoidnim lipidom ugrađenim u ER membranu.

Nakon sinteze, oligosaharid prenosi od oligosaccharyl enzimskog kompleksa u asparaginskog ostatka u peptidu, uključujući tri slijeda Asn-X-Ser / Thr proteina, a to se prevodi.

Tri GLC ostatka na kraju oligosaharida služe kao sinteza signala točni toga i cijepaju s jednim od ostataka Man prije proteina se izvodi u Golgi za daljnju obradu.

Jednom u Golgijevom aparatu, oligosaharidni dijelovi vezani za glikoproteine ​​mogu se modificirati dodavanjem galaktoznih ostataka, sijalinske kiseline, fukoze i mnogih drugih, što daje lance mnogo veće raznolikosti i složenosti.

Strojevi enzimatski potrebni za obavljanje procesa uključuje brojne glikozilacijskih glikoziltransferaze za dodavanjem šećera, glikozidaza za uklanjanje, te različiti nukleotid šećerni nosači za isporuku otpada koristiti kao supstrati.

U prokariotima

Bakterije nemaju unutarstanične membranske sustave, tako da nastajanje početnog oligosaharida (od samo 7 ostataka) nastaje na citosoličnoj strani plazma membrane.

Ovaj prekursor se sintetizira na lipidu koji se zatim translocira pomoću ATP-ovisne flipaze u periplazmički prostor, gdje se pojavljuje glikozilacija..

Druga važna razlika između glikozilacije eukariota i prokariota je da enzim bakterijske oligosaharidne (oligosakaril-transferazne) transferaze može prenijeti ostatke šećera na slobodne dijelove već presavijenih proteina, ne kao što su prevedeni ribosomima..

Dodatno, peptidni motiv koji prepoznaje ovaj enzim nije isti eukariotski tri peptidni slijed.

funkcije

N-Oligosaharidi povezani s glikoproteinima imaju nekoliko namjena. Na primjer, neki proteini zahtijevaju ovu post-translacijsku modifikaciju kako bi se postiglo odgovarajuće preklapanje njihove strukture.

Drugima osigurava stabilnost, bilo izbjegavanjem proteolitičke razgradnje ili zato što je taj dio potreban za ispunjavanje njegove biološke funkcije.

Budući da oligosaharidi imaju jaku hidrofilnu prirodu, njihovo kovalentno dodavanje proteinu nužno mijenja njihov polaritet i topljivost, što može biti funkcionalno relevantno.

Nakon što se vežu na membranske proteine, oligosaharidi su vrijedni nositelji informacija. Sudjeluju u procesima signalizacije, komunikacije, prepoznavanja, migracije i stanične adhezije.

Oni imaju važnu ulogu u zgrušavanju krvi, iscjeljivanju i imunom odgovoru, kao iu obradi kontrole kvalitete proteina, koji je ovisan o glikanima i neophodan je za stanicu.

važnost

Najmanje 18 genetskih bolesti povezano je s glikozilacijom bjelančevina kod ljudi, od kojih neki uključuju loš fizički i mentalni razvoj, dok drugi mogu biti fatalni..

Sve je veći broj otkrića vezanih uz glikozilacijske bolesti, osobito u pedijatrijskih bolesnika. Mnogi od ovih poremećaja su prirođeni i povezani su s defektima povezanim s početnim stadijima stvaranja oligosaharida ili s regulacijom enzima uključenih u te procese.

Budući da mnogo glikoziliranog proteina čine glycocalyx, postoji rastući interes za provjeru da mutacije ili promjene u glikozilacije procesima može se odnositi na promjenu mikro-tumorskih stanica i na taj način promovirati napredovanje tumora i razvoj metastaza u pacijenata s karcinomom.

reference

  1. Aebi, M. (2013). N-vezana glikosilacija proteina u ER. Biochimica et Biophysica Acta, 1833(11), 2430-2437.
  2. Dennis, J.W., Granovsky, M., & Warren, C.E. (1999). Glikozilacija proteina u razvoju i bolesti. BioEssays, 21(5), 412-421.
  3. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C.A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., ... Martin, K. (2003). Molekularna stanična biologija (5. izd.). Freeman, W. H. & Company.
  4. Luckey, M. (2008). Strukturna biologija membrane: s biokemijskim i biofizičkim temeljima. Cambridge University Press. Preuzeto s www.cambrudge.org/9780521856553
  5. Nelson, D.L., & Cox, M. M. (2009). Lehningerova načela biokemije. Omega izdanja (5. izdanje).
  6. Nothaft, H., & Szymanski, C.M. (2010). Glikozilacija proteina u bakterijama: Slatka nego ikad. Nature Reviews Mikrobiologija, 8(11), 765-778.
  7. Ohtsubo, K., & Marth, J.D. (2006). Glikozilacija u staničnim mehanizmima zdravlja i bolesti. ćelija, 126(5), 855-867.
  8. Spiro, R. G. (2002). Glikozilacija proteina: priroda, distribucija, stvaranje enzima i implikacije glikopeptidnih veza na bolesti. Glycobiology, 12(4), 43R-53R.
  9. Stowell, S.R., Ju, T., & Cummings, R.D. (2015). Proteinska glikozilacija u raku. Godišnji pregled patologije: mehanizmi bolesti, 10(1), 473-510.
  10. Strasser, R. (2016). Glikozilacija biljnog proteina. Glycobiology, 26(9), 926-939.
  11. Xu, C., & Ng, D.T.W. (2015). Kontrola glikozilacije usmjerene na savijanje proteina. Prirodni osvrti Molekularna stanična biologija, 16(12), 742-752.
  12. Zhang, X., & Wang, Y. (2016). Kontrola kvalitete glikozilacije po Golgijevoj strukturi. Časopis za molekularnu biologiju, 428(16), 3183-3193.