Glykoproteiny

Glykoproteiny (zastaralé glykoproteiny ) jsou dvousložkové proteiny , ve kterých je proteinová ( peptidová ) část molekuly kovalentně spojena s jednou nebo více skupinami heterooligosacharidů . Kromě glykoproteinů existují také proteoglykany a glykosaminoglykany .

Glykoproteiny jsou důležitou strukturní složkou buněčných membrán živočišných a rostlinných organismů. Glykoproteiny zahrnují většinu proteinových hormonů. Glykoproteiny membrány erytrocytů , specificky glykosylované určitými sacharidovými zbytky, ale mající homologní proteinovou část, předurčují krevní skupinu u lidí . Glykoproteiny jsou také všechny protilátky , interferony , složky komplementu , proteiny krevní plazmy , mléčné proteiny, receptorové proteiny atd.

Typy glykosylace

Existuje několik typů glykosylace, ačkoli první dva jsou nejběžnější:

  1. Při N-glykosylaci jsou cukry připojeny k dusíku, obvykle k amidovému postrannímu řetězci asparaginu,
  2. Při O-glykosylaci jsou cukry navázány na kyslík, obvykle serin nebo threonin, ale také tyrosin nebo nekanonické aminokyseliny, jako je hydroxylysin a hydroxyprolin
  3. Při P-glykosylaci jsou cukry navázány na fosfor na fosfoserin
  4. Při C-glykosylaci jsou cukry připojeny přímo k uhlíku, například když je k tryptofanu přidána manóza
  5. Během S-glykosylace je beta-GlcNAc připojen k atomu síry cysteinového zbytku [2]
  6. Při glykaci, známé také jako neenzymatická glykosylace, jsou cukry kovalentně připojeny k molekule proteinu nebo lipidu bez řídícího působení enzymu, ale prostřednictvím Maillardovy reakce (např. glykosylovaný hemoglobin )

Monosacharidy

Monosacharidy běžně se vyskytující v eukaryotických glykoproteinech zahrnují: může to být glukóza , fukóza , manóza , glukosamin , galaktosamin , xylóza , kyseliny sialové , galaktóza atd. [3] :526

Určité monosacharidy spojené s proteinem mění biochemické a imunologické vlastnosti proteinu, jeho prostorovou konfiguraci atd. Důležitým speciálním případem je vazba proteinů na kyselinu sialovou, vedoucí ke vzniku sialoglykoproteinů. V typických případech je to vazba na kyselinu sialovou, která určuje zvýšení T 1/2 proteinu v krevní plazmě . V proteinech, které mají segmenty, které se rozprostírají mimo buňku, jsou extracelulární segmenty také často glykosylovány. Glykoproteiny jsou důležité integrální membránové proteiny, kde hrají roli v mezibuněčných interakcích.

Hlavní cukry obsažené v lidských glykoproteinech [4]
Cukr Typ zkratka
β-D- glukóza Hexóza glc
β-D- galaktóza Hexóza Gal
p-D- manóza Hexóza Muž
a-L- fukóza Deoxyhexóza Do prdele
N-acetylgalaktosamin Aminohexóza GalNAc
N-acetylglukosamin Aminohexóza GlcNAc
kyselina N-acetylneuraminová Kyselina aminonulosonová (kyselina sialová ) NeuNAc
Xylóza pentóza xyl

Příklady

Jedním z příkladů glykoproteinů nalezených v těle jsou muciny , které jsou vylučovány v hlenu dýchacích a trávicích cest. Cukry navázané na muciny jim dávají významnou schopnost zadržovat vodu a také je činí odolnými vůči proteolýze trávicími enzymy. Glykoproteiny jsou důležité pro rozpoznávání leukocytů :

Mezi další příklady glykoproteinů patří:

  1. gonadotropiny (folikuly stimulující hormon luteinizační hormon)
  2. glykoprotein IIb/IIIa, integrin nacházející se na krevních destičkách, který je nezbytný pro normální agregaci krevních destiček a jejich připojení k endotelu
  3. složky pellucidu, který obklopuje vajíčko a je nezbytný pro interakci se spermií
  4. strukturální glykoproteiny, které se nacházejí v pojivové tkáni. Pomáhají vázat dohromady vlákna, buňky a základní látku pojivové tkáně. Mohou také pomoci tkáňovým složkám vázat se na anorganické látky, jako je vápník v kostech.
  5. Glykoprotein-41 ( gp41 ) a glykoprotein-120 ( gp120 ) jsou obalové proteiny viru HIV.
  6. Rozpustné glykoproteiny jsou často vysoce viskózní, jako ty, které se nacházejí ve vaječných bílcích nebo krevní plazmě
  7. Miraculin , je glykoprotein extrahovaný ze Synsepalum dulcificum , přírodní sladidlo, které mění schopnost receptorů lidského jazyka rozpoznat kyselé potraviny jako sladké [5] .
  8. Různé povrchové glykoproteiny umožňují trypanosomovému parazitovi spavé nemoci uniknout imunitní reakci hostitele.

Hormony

Mezi hormony, které jsou glykoproteiny, patří:

Rozdíl mezi glykoproteiny a proteoglykany

Citace z doporučení IUPAC [6] :

Glykoprotein je sloučenina obsahující sacharidy (nebo glykan) kovalentně spojené s proteinem. Sacharid může být ve formě monosacharidu, disacharidu(ů). oligosacharidy, polysacharidy nebo jejich deriváty (např. sulfo- nebo fosfo-substituované). Může být přítomna jedna, několik nebo mnoho sacharidových jednotek. Proteoglykany jsou podtřídou glykoproteinů, ve kterých jsou sacharidovými jednotkami polysacharidy obsahující aminocukry. Takové polysacharidy jsou také známé jako glykosaminoglykany.

Funkce

Některé funkce prováděné glykoproteiny: [3] :524
Funkce Glykoproteiny
Pojivové tkáně a šlachy kolageny
Mazivo a ochrana Mucins
transportní molekula Transferin , ceruloplasmin
imunologická molekula Imunoglobuliny , [7] histokompatibilní antigeny
Hormon Lidský choriový gonadotropin (hCG), hormon stimulující štítnou žlázu (TSH)
Enzym Například alkalická fosfatáza, patatin
Místo rozpoznání přílohy buňky Různé proteiny zapojené do intercelulárních (např. sperma-oocyt), virus-buňka, bakterie-buňka a hormonálně-buněčné interakce
Nemrznoucí protein Některé plazmatické proteiny studenovodních ryb
Interakce s určitými sacharidy Lektiny, selektiny (lektiny buněčné adheze), protilátky
Receptor Různé proteiny podílející se na působení hormonů a léků
Ovlivňuje skládání určitých proteinů Kalnexin, kalretikulin
Regulace rozvoje Notch a jeho analogy, klíčové proteiny
Hemostáza (a trombóza) Specifické glykoproteiny na povrchových membránách krevních destiček

Poznámky

  1. ↑ Ruddock, LW; Molinari, M. (2006). „Zpracování N-glykanu v kontrole kvality ER“. Journal of Cell Science . 119 (21): 4373-4380. DOI : 10.1242/jcs.03225 . PMID  17074831 .
  2. ↑ Stepper, Judith; Shastri, Shilpa; Loo, Trevor S.; Preston, Joanne C.; Novák, Petr; Člověk, Petr; Moore, Christopher H.; Havlíček, Vladimír; Patchett, Mark L. (2011-01-18). "Glykosylace cysteinu S, nová posttranslační modifikace nalezená v glykopeptidových bakteriocinech." Dopisy F.E.B.S. _ ]. 585 (4): 645-650. DOI : 10.1016/j.febslet.2011.01.023 . ISSN 0014-5793 . PMID21251913 . _  
  3. ↑ 1 2 Robert K. Murray, Daryl K. Granner & Victor W. Rodwell: "Harper's Illustrated Biochemistry 27th Ed.", McGraw–Hill, 2006
  4. ↑ Glykanová klasifikace Archivováno 27. října 2012 na Wayback Machine SIGMA
  5. ↑ Theerasilp S., Kurihara Y. Kompletní čištění a charakterizace chuťově modifikujícího proteinu, miraculinu, ze zázračného ovoce  //  J. Biol. Chem.  : deník. - 1988. - Srpen ( roč. 263 , č. 23 ). - S. 11536-11539 . — PMID 3403544 .
  6. ↑ Nomenklatura glykoproteinů, glykopeptidů a peptidoglykanů, Doporučení 1985 . www.qmul.ac.uk. _ Získáno 16. března 2021. Archivováno z originálu dne 3. června 2021.
  7. ↑ Maverakis E, Kim K, Shimoda M, Gershwin M, Patel F, Wilken R, Raychaudhuri S, Ruhaak LR, Lebrilla CB (2015). „Glykany v imunitním systému a The Altered Glycan Theory of Autoimmunity“ . J Autoimunitní . 57 (6): 1-13. DOI : 10.1016/j.jaut.2014.12.002 . PMC  4340844 . PMID  25578468 .

Viz také