Protein tiplerinin glikosilasyonu, proses ve fonksiyonlar



protein glikosilasyonu bir proteine ​​doğrusal veya dallanmış oligosakarit zincirlerinin eklenmesinden oluşan translasyon sonrası bir modifikasyondur. Elde edilen glikoproteinler genellikle yüzey proteinleri ve salgı yolunun proteinleridir..

Glikosilasyon, ökaryotik organizmalar arasında en yaygın peptit modifikasyonlarından biridir, ancak bazı archaea ve bakteri türlerinde de ortaya çıktığı gösterilmiştir..

Ökaryotlarda, bu mekanizma, hem düzenleyici işlemlerde hem de kovalent protein + oligosakarit bağlarının oluşumunda rol oynayan farklı enzimlerin müdahalesi ile endoplazmik retikulum (ER) ve Golgi kompleksi arasında meydana gelir..

indeks

  • 1 Glikolizasyon Çeşitleri
    • 1.1 N-glikozilasyon
    • 1.2 O-glikosilasyon
    • 1.3 C-mannosilasyon
    • 1.4 Glipiation (İngilizce'den "Glypiation" dan)
  • 2 Süreci
    • 2.1 Ökaryotlarda
    • 2.2 Prokaryotlarda
  • 3 İşlev
    • 3.1 Önemi
  • 4 Kaynakça

Glikolizasyon Çeşitleri

Oligosakaritin proteine ​​bağlanma yerine bağlı olarak glikosilasyon 4 tipte sınıflandırılabilir:

N--glikozilasyon

Hepsinden en yaygın olanıdır ve oligosakaritler, Asn-X-Ser / Thr motifinde X'in herhangi bir amino asit olabileceği Asn-X-Ser / Thr motifindeki amid asparagin kalıntılarının azotuna bağlandıklarında meydana gelir..

Ey-glikozilasyon

Karbonhidratlar, serin, treonin, hidroksilisin veya tirozin hidroksil grubuna bağlandığında. Daha az yaygın bir modifikasyondur ve örnekler kollajen, glikophorin ve müsin gibi proteinlerdir.

C-manosilasyon

Triptofan kalıntılarında indol grubunun C2'sine bir C-C bağı ile proteine ​​bağlanan bir mannoz kalıntısı ilavesinden oluşur..

Glipiación (İngilizce'den "Glypiation ")

Bir polisakarit, bir proteini membrandaki bir glikosilfosfatidilinositol (GPI) çapaya bağlamak için bir köprü görevi görür..

süreç

Ökaryotlarda

N--glikosilasyon, daha ayrıntılı olarak çalışılmış olanıdır. Memeli hücrelerinde, işlem, önceden oluşturulmuş bir polisakaritin, ribozomlardan ortaya çıktıkça proteinlere bağlandığı kaba ER'de başlar..

Adı geçen polisakarit öncüsü, 3 şeker kalıntısından, yani 3 glikoz (Glc), 9 mannoz (Man) ve 2 N-asetil glukozamin (GlcNAc) kalıntısından oluşur..

Bu öncül bitkilerde, hayvanlarda ve tek hücreli ökaryotik organizmalarda yaygındır. ER zarına gömülü bir izoprenoid lipit olan bir dolikol molekülü ile bir bağlantı sayesinde membrana bağlanır..

Sentezinden sonra, oligosakarit, oligosakaril transferaz enzim kompleksi tarafından, bir protein çevrilirken tri-peptidik Asn-X-Ser / Thr dizisinde bulunan bir asparagin tortusuna aktarılır.

Oligosakaritin ucundaki üç Glc tortusu, bunun doğru sentezi için bir sinyal görevi görür ve protein daha ileri işlemler için Golgi aparatına alınmadan önce Man tortularından biri ile birlikte çıkarılır..

Golgi düzeneğinde bir kez, glikoproteinlere bağlı oligosakarit bölümleri, çok daha fazla çeşitlilik ve karmaşıklıkta zincirler veren galaktoz kalıntıları, sialik asit, fukoz ve diğerleri eklenmesiyle modifiye edilebilir.

Glikosilasyon işlemlerini gerçekleştirmek için gereken enzimatik makineler, şekerlerin eklenmesi için çok sayıda glikosiltransferaz, bunların çıkarılması için glikosidazlar ve substrat olarak kullanılan atığın katkısı için farklı nükleotit şekerlerinin taşıyıcılarını içerir..

Prokaryotlarda

Bakteriler hücre içi zar sistemlerine sahip değildir, bu nedenle başlangıç ​​oligosakarit (sadece 7 kalıntıdan) oluşumu plazma zarının sitozolik tarafında meydana gelir..

Bu öncü, daha sonra ATP'ye bağlı bir flipaz ile glikosilasyonun gerçekleştiği periplazmik boşluğa transloküle edilen bir lipit üzerinde sentezlenir..

Ökaryotların ve prokaryotların glikosilasyonu arasındaki diğer bir önemli fark, bakteriyel oligosakarit (oligosakariltransferaz) transferaz enziminin, şeker tortularının, ribozomlar tarafından çevrilmediği gibi, önceden katlanmış proteinlerin serbest kısımlarına transfer edebilmesidir..

Ek olarak, bu enzimi tanıyan peptit motifi aynı ökaryotik tri peptidik sekans değildir.

fonksiyonlar

N--Glikoproteinlere bağlı oligosakaritler, çeşitli amaçlara hizmet eder. Örneğin, bazı proteinler yapılarının yeterli şekilde katlanabilmesi için bu translasyon sonrası modifikasyonunu gerektirir..

Diğerlerine proteolitik bozulmayı önleyerek veya biyolojik işlevini yerine getirmek için bu bölümün gerekli olması nedeniyle stabilite sağlar..

Oligosakaritler, güçlü bir hidrofilik yapıya sahip olduklarından, bir proteine ​​kovalent ilave edilmeleri, fonksiyonel olarak ilgili olabilecek kutupluluklarını ve çözünürlüklerini zorunlu olarak değiştirir..

Zar proteinlerine bir kez eklendiğinde, oligosakaritler değerli bilgi taşıyıcılarıdır. İşaretleme, iletişim, tanıma, göç ve hücre adezyonu süreçlerine katılırlar..

Kan pıhtılaşma, iyileşme ve immün yanıtın yanı sıra glikanlara bağımlı olan ve hücre için vazgeçilmez olan protein kalite kontrolünün işlenmesinde önemli rol oynarlar..

önem

En azından 18 genetik hastalık, bazıları zayıf fiziksel ve zihinsel gelişim içeren, bazılarıdaki proteinlerin glikozilasyonu ile bağlantılıdır, bazıları ise ölümcül olabilir..

Özellikle pediatrik hastalarda, glikozilasyon hastalıkları ile ilgili artan sayıda keşif vardır. Bu hastalıkların birçoğu doğuştandır ve oligosakarit oluşumunun ilk aşamaları ile ilgili kusurlarla ya da bu işlemlerde yer alan enzimlerin düzenlenmesiyle ilgilidir..

Glikosile edilmiş proteinlerin büyük bir kısmı glikoksikeksi oluşturduğundan, glikosilasyon işlemlerinde mutasyonların veya değişikliklerin, tümör hücrelerinin mikro-ortamının değişmesiyle ilişkili olabileceğini ve bununla birlikte ilerlemesini teşvik edebileceğini kontrol etme konusunda artan bir ilgi vardır. kanser hastalarında metastaz tümörleri ve gelişimi.

referanslar

  1. Aebi, M. (2013). ER'de N bağlantılı protein glikosilasyon. Biochimica et Biophysica Acta, 1833(11), 2430 - 2437.
  2. Dennis, J.W., Granovsky, M., ve Warren, C.E. (1999). Gelişim ve hastalıkta protein glikozilasyonu. BıoEssays, 21(5), 412-421.
  3. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C.A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., ... Martin, K. (2003). Moleküler Hücre Biyolojisi (5. basım). Freeman, W.H. & Company.
  4. Luckey, M. (2008). Membran yapısal biyoloji: biyokimyasal ve biyofiziksel temelleri olan. Cambridge Üniversitesi Basını. Www.cambrudge.org/9780521856553 adresinden alındı
  5. Nelson, D.L., & Cox, M.M. (2009). Biyokimyanın Lehninger İlkeleri. Omega sürümleri (5. basım).
  6. Nothaft, H., ve Szymanski, C.M. (2010). Bakterilerde protein glikozilasyonu: Her zamankinden daha tatlı. Doğa Değerlendirmeleri Mikrobiyoloji, 8(11), 765-778.
  7. Ohtsubo, K., ve Marth, J.D. (2006). Sağlık ve Hastalıkların Hücresel Mekanizmalarında Glikozilasyon. hücre, 126(5), 855-867.
  8. Spiro, R.G. (2002). Protein glikozilasyon: glikopeptid bağlarının doğası, dağılımı, enzimatik oluşumu ve hastalık etkileri. Glikobiyoloji, 12(4), 43R-53R;.
  9. Stowell, S.R., Ju, T. ve Cummings, R.D. (2015). Kanserde Protein Glikosilasyon. Patolojinin Yıllık Değerlendirmesi: Hastalık Mekanizmaları, 10(1), 473-510.
  10. Strasser, R. (2016). Bitki proteini glikosilasyonu. Glikobiyoloji, 26(9), 926-939.
  11. Xu, C. ve Ng, D.T. W. (2015). Glikosilasyona yönelik protein katlanmasının kalite kontrolü. Moleküler Hücre Biyolojisi, 16(12), 742-752.
  12. Zhang, X., ve Wang, Y. (2016). Golgi Yapısı ile Glikozilasyon Kalite Kontrolü. Moleküler Biyoloji Dergisi, 428(16), 3183-3193.