גליקוזילציה של סוגי חלבון, תהליכים ופונקציות

ה גליקוזילציה של חלבון הוא שינוי שלאחר טרנסלוציוני המורכב בהוספת שרשראות אוליגוסכרידים ליניאריות או מסועפות לחלבון. גליקופרוטאינים וכתוצאה מכך הם בדרך כלל חלבונים פנימיים חלבונים של המסלול הפרשני.

Glycosylation הוא אחד השינויים הנפוצים ביותר פפטיד בקרב אורגניזמים אורגני, אבל זה הוכח גם להתרחש בכמה מינים של ארכאה וחיידקים.

אאוקריוטים מנגנון זה מתרחש בין reticulum endoplasmic (ER) ואת המורכבות גולגי, עם ההתערבות של אנזימים שונים המעורבים הוא תהליכים רגולטוריים ויצירת קשרים קוולנטיים oligosaccharide חלבון +.

אינדקס

• סוגי הגליקוליזציה
  • 1.1 N- glycosylation
  • 1.2 O- glycosylation
  • 1.3 C- מנוסילציה
  • 1.4 Glipiation (מתוך "Glypiation" באנגלית)
• תהליך
  • 2.1 באוקריוטים
  • 2.2 בפרוקריוטים
• 3 פונקציות
  • 3.1 חשיבות
• 4 הפניות

סוגי glycolisation

בהתאם לאתר מחייב של oligosaccharide לחלבון, glycosylation ניתן לסווג ל 4 סוגים:

N-גליקוזילציה

זה הנפוץ ביותר של כל מתרחשת כאשר oligosaccharides לאגד את החנקן של קבוצת amide של שאריות אספרגין במוטיב Asn-X-Ser / Thr, שבו X יכול להיות כל חומצת אמינו למעט proline.

הו-גליקוזילציה

כאשר פחמימות לאגד לקבוצה hydroxyl של serine, threonine, hydroxylysine או טירוזין. זהו שינוי פחות נפוץ ודוגמאות הן חלבונים כגון קולגן, glycophorin ו mucins.

ג-מניפולציה

זה מורכב תוספת של שאריות mannose כי קשורה לחלבון על ידי C-C הקשר עם C2 של קבוצת אינדולה בשאריות טריפטופן.

Glipiación (מאנגלית "Glypiation ")

פוליסכריד פועל כגשר כדי לאגד חלבון לעוגן glycosylphosphatidylinositol (GPI) בקרום.

תהליך

באוקריוטים

ה N-glycosylation הוא אחד כי כבר למד בפירוט רב יותר. בתאי יונקים התהליך מתחיל ב- ER מחוספס, שם פוליסכריד preformed נקשר חלבונים כפי שהם נובעים הריבוזומים.

מבשר הסוכרים מורכב מ -14 שאריות סוכר, דהיינו: 3 גלוקוז (Glc), 9 מאנוז (מאן) ו- 2 N-acetyl glucosamine (GlcNAc) שאריות.

מבשר זה נפוץ בצמחים, בבעלי חיים ובאורגניזמים אאוקריוטיים חד-תאיים. זה מקושר לקרום בזכות קישור עם מולקולה dolichol, השומן isoprenoid מוטבע קרום ER.

לאחר סינתזה, oligosaccharide מועבר על ידי הקומפלקס אנזים oligosaccharyl אל שאריות asparagine של הפפטיד כולל תלת רצף ASN-X-Ser / Thr של חלבון תוך הזו מתורגמת.

שלושת שאריות Glc בסוף oligosaccharide לשמש אות סינתזה נכונה של זה, והם נכרת יחד עם אחד שאריות אדם לפני החלבון נלקח למנגנון Golgi לעיבוד נוסף..

ברגע של המערכה גולג'י, חלקים של אוליגוסכרידים מצורף גליקופרוטאינים ניתן לשנות על ידי התוספת של שאריות גלקטוז, חומצת sialic ורבי פוקוז שרשרות ועוד מניב מגוון הרבה יותר ומורכב.

מנגנון אנזימטי צורך לבצע את תהליכי glycosylation כולל glycosyltransferases רב עבור התוספת של סוכרים, glycosidases להסרה, מובילי סוכר נוקלאוטיד שונים למסירה של הפסולת משמשים מצעים.

ב prokaryotes

חיידקים אין מערכות קרום תאיים, ולכן היווצרות oligosaccharide הראשונית (של רק 7 שאריות) מתרחשת בצד cytosolic של קרום הפלזמה.

מבשר זה הוא מסונתז על השומנים כי הוא translocated אז על ידי פליפז תלויי ATP למרחב periplasmic, שבו מתרחשת glycosylation.

הבדל חשוב נוסף בין glycosylation של אאוקריוטים פרוקריוטים ו הוא אוליגוסכרידים אנזים transferase (oligosaccharyl) חיידקים יכולים להעביר שאריות סוכר מנות ללא חלבונים מקופלים ולא מתורגמים אלה על ידי ריבוזומים.

בנוסף, מוטיב הפפטיד שמכיר באנזים זה אינו זהה לרצף הפופטידי של האיקריוטים.

פונקציות

ה N-Oligosaccharides המקושרים גליקופרוטאינים לשרת מטרות אחדות. לדוגמה, חלבונים מסוימים דורשים שינוי זה שלאחר התרגום כדי להשיג קיפול נאות של המבנה שלהם.

לאחרים הוא מספק יציבות, או על ידי הימנעות השפלה proteolytic או כי חלק זה נחוץ כדי למלא את תפקידה הביולוגי.

מאז oligosaccharides יש אופי hydrophilic חזק, תוספת קוולנטית שלהם חלבון בהכרח משנה את הקוטביות שלהם מסיסות, אשר עשוי להיות רלוונטי מבחינה תפקודית.

לאחר המצורפת חלבונים הממברנה, oligosaccharides הם נושאות ערך של מידע. הם משתתפים בתהליכי איתות, תקשורת, הכרה, הגירה והדבקה של תאים.

יש להם תפקיד חשוב בקרישת דם, ריפוי ותגובה חיסונית, כמו גם בעיבוד של בקרת איכות חלבון, אשר תלויה גליקנים חיוניים לתא.

משמעות

לפחות 18 מחלות גנטיות נקשרו לגליקוזילציה של חלבונים בבני אדם, שחלקן כרוכות בהתפתחות פיזית ומנטאלית ירודה, בעוד שאחרות יכולות להיות קטלניות.

יש מספר הולך וגדל של תגליות הקשורות למחלות glycosylation, במיוחד בחולים ילדים. רבות מהפרעות אלה הן מולדות ויש להן קשר עם פגמים הקשורים בשלבים הראשונים של היווצרות oligosaccharide או עם הרגולציה של האנזימים המעורבים בתהליכים אלה.

מאז הרבה של חלבונים glycosylated מהווים את glycocalyx, יש התעניינות גוברת בדיקת מוטציות או שינויים בתהליכי glycosylation עשוי להתייחס לשינוי במיקרו-סביבה של תאים סרטניים ובכך לקדם התקדמות גידולים ופיתוח גרורות אצל חולי סרטן.

הפניות

1. Aebi, M. (2013). N- חלבון glycosylation ב ER. Biochimica et ביופיסיקה Acta, 1833(11), 2430-2437.
2. Dennis, J. W., Granovsky, M., & Warren, C. E. (1999). חלבון glycosylation בפיתוח ומחלות. BioEssays, 21(5), 412-421.
3. לודג, ח ', מ', ברטשר, א ', פלו, ח', מ '(2003). ביולוגיה תא מולקולרית (מהד 'ה -5). פרימן, וו. ח.
4. Luckey, M. (2008). ביולוגיה מבנית בממברנה: עם יסודות ביוכימיים וביופיזיים. הוצאת אוניברסיטת קיימברידג '. מקור: www.cambrudge.org/9780521856553
5. Nelson, D. L., & Cox, M. (2009). Lehninger עקרונות ביוכימיה. מהדורות אומגה (מהדורה חמישית).
6. Nothaft, H., & Szymanski, C. M. (2010). חלבון glycosylation חיידקים: מתוק יותר מתמיד. טבע ביקורות מיקרוביולוגיה, 8(11), 765-778.
7. Ohtsubo, K., & Marth, J. D. (2006). גליקוזילציה במנגנונים סלולריים של בריאות ומחלות. תא, 126(5), 855-867.
8. Spiro, R. G. (2002). חלבון glycosylation: הטבע, הפצה, היווצרות אנזימטית, ואת ההשלכות המחלה של קשרים glycopeptide. גליקוביולוגיה, 12(4), 43R-53R.
9. Stowell, S.R, Ju, T., & Cummings, R. D. (2015). חלבון גליקוזילציה בסרטן. סקירה שנתית של הפתולוגיה: מנגנוני מחלות, 10(1), 473-510.
10. Strasser, R. (2016). גליקוזילציה של חלבון הצמח. גליקוביולוגיה, 26(9), 926-939.
11. Xu, C., & Ng, D. T. W. (2015). Glycosylation מכוונת בקרת איכות של קיפול חלבונים. טבע ביקורות מולקולרית תא ביולוגיה, 16(12), 742-752.
12. ג'אנג, X., & Wang, Y. (2016). גליקוזילציה בקרת איכות על ידי מבנה גולגי. כתב העת לביולוגיה מולקולרית, 428(16), 3183-3193.