Гликопротеин
Гликопротеини су протеини који садрже олигосахаридне ланце (гликане) ковалентно везане за полипептидне бочне ланце. Угљени хидрати се везују за протеин током котранслационих или посттранслационих модификација. Тај процес је познат као гликозилација. Излучени екстрацелуларни протеини су често гликозиловани. У протеинима чији се сегменти налазе у екстрацелуларном простору, спољашњи сегменти су такође гликозиловани. Гликопротеини су често важни интегрални мембрански протеини, који учествују у међућелијским интеракцијама. Гликопротеини се такође формирају у цитосолу, али су њихове функције и начин на који се формирају те модификације мање познате.[2] Насупрот томе, класична секреторна гликозилација може бити структурно битна. На пример, инхибиција аспарагин-везане, тј. N-везане, гликозилације може спречити правилно савијање гликопротеина и пуна инхибиција може бити токсична за појединачну ћелију. Насупрот томе, поремећај процесирања гликана (ензимско уклањање/додавање остатака угљених хидрата у гликан), који се јавља и у ендоплазматском ретикулуму и у Голгијевом апарату, је неопходан за изоловане ћелије (као доказ преживљавања са инхибиторима гликозида), али може довести до људске болест (урођени поремећаји гликозилације) и може бити смртоносан у животињским моделима. Стога је вероватно да је фина обрада гликана важна за ендогену функционалност, као што је размена ћелијама, али да је то вероватно било секундарно у односу на његову улогу у интеракцијама домаћин-патоген. Чувени пример овог последњег ефекта је АБО систем крвних група.
Такође је познато да се гликозилација јавља на нуклеоцитоплазматским протеинима у облику O-GlcNAc.[3]
Типови гликозилације уреди
Постоји неколико врста гликозилације, иако су прве две најчешће.
- У N-гликозилацији, шећери су везани за азот, обично на бочном ланцу амида аспарагина.
- У O-гликозилацији, шећери су везани за кисеоник, обично на серин или треонин, али и на тирозин или неканонске аминокиселине као што су хидроксилизин и хидроксипролин.
- У P-гликозилацији, шећери су везани за фосфор на фосфосерину.
- У C-гликозилацији, шећери се везују директно за угљеник, као што је додавање манозе триптофану.
- У S-гликозилацији, бета-ГлцНАц је везан за атом сумпора цистеинског остатка.[4]
- У глипијацији, ГПИ гликолипид је везан за C-терминус полипептида, служећи као мембранско сидро.
- У гликацији, такође познатој као неензимска гликозилација, шећери су ковалентно везани за протеин или липидни молекул, без контролног дејства ензима, већ кроз Мајлардову реакцију.
Моносахариди уреди
Моносахариди који се обично налазе у еукариотским гликопротеинима укључују:[5]:526
| Шећер | Тип | Скраћеница |
|---|---|---|
| β-D-Глукоза | Хексоза | Glc |
| β-D-Галактоза | Хексоза | Gal |
| β-D-Маноза | Хексоза | Man |
| α-L-Фукоза | Деоксихексоза | Fuc |
| N-Ацетилгалактозамин | Аминохексоза | GalNAc |
| N-Ацетилглукозамин | Аминохексоза | GlcNAc |
| N-Ацетилнеураминска киселина | Аминононулосонска киселина (Сијалинска киселина) |
NeuNAc |
| Ксилоза | Пентоза | Xyl |
Шећерне групе могу помоћи у савијању протеина, побољшати стабилност протеина и укључене су у ћелијску сигнализацију.
Примери уреди
Један пример гликопротеина који се налази у телу су муцини, који се лучи у слузи респираторног и дигестивног тракта. Шећери када су везани за муцине дају им значајан капацитет задржавања воде и такође их чине отпорним на протеолизу дигестивних ензима.
Гликопротеини су важни за препознавање белих крвних зрнаца. Примери гликопротеина у имунолошком систему су:
- молекули као што су антитела (имуноглобулини), који директно ступају у интеракцију са антигенима.
- молекули главног комплекса хистокомпатибилности (или МХЦ), који се експримирају на површини ћелија и ступају у интеракцију са Т ћелијама као део адаптивног имунског одговора.
- сиалил Луисов X антиген на површини леукоцита.
H антиген припада групи АБО антигена компатибилности крви.
Други примери гликопротеина укључују:
- гонадотропини (лутеинизирајући хормон, голикул-стимулишући хормон)
- гликопротеин ИИб/ИИИа, интегрин који се налази на тромбоцитима који је неопходан за нормалну агрегацију тромбоцита и пријањање на ендотел.
- компоненте омотача јаја, која окружује ооцит, и важна је за интеракцију сперматозоида и јајета.
- структурни гликопротеини, који се јављају у везивном ткиву. Они помажу у везивању влакана, ћелија и основне супстанце везивног ткива. Они такође могу помоћи компонентама ткива да се вежу за неорганске супстанце, као што је калцијум у костима.
- Гликопротеин-41 (гп41) и гликопротеин-120 (гп120) су протеини омотача ХИВ вируса.
Растворљиви гликопротеини често показују висок вискозитет, на пример, у беланцима јајета и крвној плазми.
- Миракулин, је гликопротеин екстрахован из бобице Synsepalum dulcificum који мења рецепторе људског језика да препозна киселу храну као слатку.[7]
Варијабилни површински гликопротеини омогућавају паразиту Trypanosoma који је узрочник болести спавања да избегне имуни одговор домаћина.
Вирусни шиљак вируса хумане имунодефицијенције је у знатној мери гликозилиран.[8] Приближно половина масе шиљака је исход гликозилације, и гликани делују тако да ограничавају препознавање антитела, јер гликане саставља ћелија домаћин и тако су углавном „својствени“ њој. Временом, неки пацијенти могу да еволуирају антитела да препознају ХИВ гликане, а скоро сва такозвана „широко неутралишућа антитела (bnAbs) препознају неке гликане. Ово је могуће углавном зато што неуобичајено висока густина гликана омета нормално сазревање гликана и због тога су заробљени у прераном стању са високим садржајем манозе.[9][10] Ово пружа прозор за имунолошко препознавање. Поред тога, пошто су ови гликани много мање варијабилни од основног протеина, они су се појавили као обећавајуће мете за дизајн вакцине.[11]
Хормони уреди
Хормони који су гликопротеини обухватају:
Разлика између гликопротеина и протеогликана уреди
Цитирање препорука за IUPAC:[12]
Гликопротеин је једињење које садржи угљене хидрате (или гликане) ковалентно везане за протеин. Угљени хидрат може бити у облику моносахарида, дисахарида, олигосахарида, полисахарида или њихових деривата (нпр. сулфо- или фосфо-супституисаних). Може бити присутна једна, неколико или више јединица угљених хидрата. Протеогликани су подкласа гликопротеина у којима су јединице угљених хидрата полисахариди који садрже аминошећере. Такви полисахариди су такође познати као гликозаминогликани.
Функције уреди
| Функција | Гликопротеини |
|---|---|
| Структурни молекул | Колагени |
| Лубрикант и заштитни агенс | Муцини |
| Транспортни молекул | Трансферин, церулоплазмин |
| Имунолошки молекул | Имуноглобулини,[13] антигени хистокомпатибилности |
| Хормон | Хумани хорионски гонадотропин (HCG), тиреостимулишући хормон (TSH) |
| Ензим | Разни, е.г., алкална фосфатаза, пататин |
| Место за препознавање везивања ћелије | Различити протеини укључени у интеракцију ћелија-ћелија (нпр. сперма-ооцит), вирус-ћелија, бактерија-ћелија и хормон-ћелија |
| Антифризни протеин | Одређени протеини плазме хладноводних риба |
| Интеракција са специфичним угљеним хидратима | Лектини, селектини (лектини ћелијске адхезије), антитела |
| Рецептор | Различити протеини укључени у деловање хормона и лекова |
| Утиче на савијање одређених протеина | Калнексин, калретикулин |
| Регулација развоја | Ноч и његови аналози, кључни протеини у развићу |
| Хемостаза (и тромбоза) | Специфични гликопротеини на површинским мембранама тромбоцита |
Анализа уреди
Различите методе које се користе у детекцији, пречишћавању и структурној анализи гликопротеина су[5]:525[13][14]
| Метхода | Употреба |
|---|---|
| Периодична киселина-Шифова боја | Открива гликопротеине као ружичасте траке након електрофоретског одвајања. |
| Инкубација култивисаних ћелија са гликопротеинима као тракама радиоактивног распада | Доводи до детекције радиоактивног шећера након електрофоретског одвајања. |
| Третман одговарајућом ендо- или егзогликозидазом или фосфолипазама. | Резултирајуће промене у електрофоретској миграцији помажу да се направи разлика између протеина са N-гликаном, O-гликаном или GPI везама, као и између високо манозних и комплексних N-гликана. |
| Агарозно-лектинска хроматографска колона, хроматографија лектинског афинитета | За пречишћавање гликопротеина или гликопептида који везују одређени лектин који се користи. |
| Лектинска афинитетна електрофореза | Настали помаци у електрофоретској миграцији помажу у разликовању и карактеризацији гликоформа, тј. варијанте гликопротеина које се разликују у угљеним хидратима. |
| Анализа састава након киселе хидролизе | Идентификује шећере које гликопротеин садржи и њихову стехиометрију. |
| Масена спектрометрија | Пружа информације о молекуларној маси, саставу, секвенци и понекад гранању ланца гликана. Такође се може користити за локационо специфично профилисање гликозилације.[13] |
| НМР спектроскопија | Да се идентификују специфични шећери, њихов редослед, везе и аномерна природа гликозидног ланца. |
| Вишеугаоно расипање светлости | У спрези са хроматографијом величинског искључивања, УВ/Вис апсорпцијом и диференцијалном рефрактометријом, пружа информације о молекуларној маси, односу протеина и угљених хидрата, стању агрегације, величини и понекад гранању гликанског ланца. У споју са анализом градијента композиције, анализира само- и хетеро-асоцијацију да би се одредио афинитет везивања и стехиометрија са протеинима или угљеним хидратима у раствору без обележавања. |
| Дуална поларизациона интерферометрија | Мери механизме који леже у основи биомолекуларних интеракција, укључујући брзине реакција, афинитете и повезане конформационе промене. |
| Метилациона (везна) анализа | Да би се утврдила веза између шећера. |
| Аминокиселинско или цДНК секвенцирање | Детерминација аминокиселинске секвенце. |
Види још уреди
Референце уреди
- ^ Ruddock & Molinari (2006) Journal of Cell Science 119, 4373–4380
- ^ Фунакосхи Y, Сузуки Т (2009). „Глyцобиологy ин тхе цyтосол: Тхе биттер сиде оф а сwеет wорлд”. Биоцхим. Биопхyс. Ацта. 1790 (2): 81—94. ПМИД 18952151. дои:10.1016/ј.ббаген.2008.09.009.
- ^ Гw, Харт (2014-10-27). „Тхрее Децадес оф Ресеарцх он О-ГлцНАцyлатион - А Мајор Нутриент Сенсор Тхат Регулатес Сигналинг, Трансцриптион анд Целлулар Метаболисм”. Фронтиерс ин ендоцринологy (на језику: енглески). ПМИД 25386167. Приступљено 2020-06-01.
- ^ Степпер, Јудитх; Схастри, Схилпа; Лоо, Тревор С.; Престон, Јоанне C.; Новак, Петр; Ман, Петр; Мооре, Цхристопхер Х.; Хавлíчек, Владимíр; Патцхетт, Марк L. (2011-01-18). „ЦyстеинеС-глyцосyлатион, а неw пост-транслатионал модифицатион фоунд ин глyцопептиде бацтериоцинс”. ФЕБС Леттерс (на језику: енглески). 585 (4): 645—650. ИССН 0014-5793. ПМИД 21251913. дои:10.1016/ј.фебслет.2011.01.023
.
- ^ а б в Роберт К. Мурраy, Дарyл К. Граннер & Вицтор W. Родwелл: "Харпер'с Иллустратед Биоцхемистрy 27тх Ед.", МцГраw–Хилл, 2006
- ^ Глyцан цлассифицатион Архивирано на сајту Wayback Machine (27. октобар 2012) СИГМА
- ^ Тхеерасилп С, Курихара Y (август 1988). „Цомплете пурифицатион анд цхарацтеризатион оф тхе тасте-модифyинг протеин, мирацулин, фром мирацле фруит”. Ј. Биол. Цхем. 263 (23): 11536—9. ПМИД 3403544. Архивирано из оригинала 27. 08. 2005. г. Приступљено 02. 11. 2021.
- ^ Притцхард, Лаура К.; Васиљевиц, Снезана; Озороwски, Габриел; Сеабригхт, Гемма Е.; Цупо, Алберт; Ринге, Рајесх; Ким, Хелен Ј.; Сандерс, Рогиер W.; Доорес, Катие Ј. (2015-06-16). „Струцтурал Цонстраинтс Детермине тхе Глyцосyлатион оф ХИВ-1 Енвелопе Тримерс”. Целл Репортс (на језику: енглески). 11 (10): 1604—1613. ИССН 2211-1247. ПМЦ 4555872 . ПМИД 26051934. дои:10.1016/ј.целреп.2015.05.017.
- ^ Притцхард, Лаура К.; Спенцер, Даниел I. Р.; Роyле, Лоуисе; Бономелли, Цамилле; Сеабригхт, Гемма Е.; Бехренс, Анна-Јанина; Кулп, Даниел W.; Менис, Сергеy; Крумм, Стефание А. (2015-06-24). „Глyцан цлустеринг стабилизес тхе манносе патцх оф ХИВ-1 анд пресервес вулнерабилитy то броадлy неутрализинг антибодиес”. Натуре Цоммуницатионс (на језику: енглески). 6: 7479. Бибцоде:2015НатЦо...6.7479П. ПМЦ 4500839 . ПМИД 26105115. дои:10.1038/нцоммс8479.
- ^ Бехренс, Анна-Јанина; Васиљевиц, Снезана; Притцхард, Лаура К.; Харвеy, Давид Ј.; Андев, Рајиндер С.; Крумм, Стефание А.; Струwе, Wестон Б.; Цупо, Алберт; Кумар, Абхинав (2016-03-10). „Цомпоситион анд Антигениц Еффецтс оф Индивидуал Глyцан Ситес оф а Тримериц ХИВ-1 Енвелопе Глyцопротеин”. Целл Репортс (на језику: енглески). 14 (11): 2695—2706. ИССН 2211-1247. ПМЦ 4805854 . ПМИД 26972002. дои:10.1016/ј.целреп.2016.02.058.
- ^ Цриспин, Маx; Доорес, Катие Ј (2015-04-01). „Таргетинг хост-деривед глyцанс он енвелопед вирусес фор антибодy-басед ваццине десигн”. Цуррент Опинион ин Вирологy. Вирал патхогенесис • Превентиве анд тхерапеутиц ваццинес. 11: 63—69. ПМЦ 4827424 . ПМИД 25747313. дои:10.1016/ј.цовиро.2015.02.002.
- ^ „Номенцлатуре оф глyцопротеинс, глyцопептидес анд пептидоглyцанс, Рецоммендатионс 1985”. www.qмул.ац.ук. Приступљено 16. 3. 2021.
- ^ а б в Маверакис Е, Ким К, Схимода M, Герсхwин M, Пател Ф, Wилкен Р, Раyцхаудхури С, Рухаак ЛР, Лебрилла ЦБ (2015). „Глyцанс ин тхе иммуне сyстем анд Тхе Алтеред Глyцан Тхеорy оф Аутоиммунитy”. Ј Аутоиммун. 57 (6): 1—13. ПМЦ 4340844 . ПМИД 25578468. дои:10.1016/ј.јаут.2014.12.002.
- ^ Делл А (2001). „Глyцопротеин Струцтуре Детерминатион бy Масс Спецтрометрy”. Сциенце. 291 (5512): 2351—2356. Бибцоде:2001Сци...291.2351Д. ИССН 0036-8075. ПМИД 11269315. дои:10.1126/сциенце.1058890.
Спољашње везе уреди
- Structure of Glycoprotein and Carbohydrate Chain – Home Page for Learning Environmental Chemistry
- Biochemistry 5thE 11.3. Carbohydrates Can Be Attached to Proteins to Form Glycoproteins
- Carbohydrate Chemistry and Glycobiology: A Web Tour SPECIAL WeB SUPPLEMENT Science 23 March 2001 Vol 291, Issue 5512, Pages 2263–2502
- Глyцопротеинс на US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
- Глyцан Рецогнизинг Протеинс
- Царбохyдрате Цхемистрy анд Глyцобиологy: А Wеб Тоур СПЕЦИАЛ WеБ СУППЛЕМЕНТ Сциенце 23 Марцх 2001 Вол 291, Иссуе 5512, Пагес 2263–2502
- Емануал Маверакис; et al. „Глyцанс ин тхе иммуне сyстем анд Тхе Алтеред Глyцан Тхеорy оф Аутоиммунитy” (ПДФ).
- Биологицал Импортанце оф тхе глyцосyлатион оф а протеин Архивирано на сајту Wayback Machine (30. новембар 2020)
