Glykosylace

Glykosylace je reakce enzym lepení tak kovalentní je sacharid do peptidového řetězce , a protein , v lipidu nebo jiné molekuly . Nesmí být zaměňována s glykací , čistě chemickou a spontánní reakcí. Proces glykosylace začíná v hrubém endoplazmatickém retikulu (RER) a končí v Golgiho aparátu . Glykosylace se týká hlavně membránových proteinů a také sekretovaných proteinů.

Ke změnám v primární glykosylaci, jako je odstranění určitých zbytků sacharidů, dochází v distálním Golgiho aparátu ( pozdní Golgi ).

Je nicméně důležité upřesnit, že pouze N-glykosylace začíná v endoplazmatickém retikulu (pouze REG s ohledem na proteiny) a končí v Golgiho aparátu, protože O-glykosylace, která probíhá na hydroxylových zbytcích (hydroxy lysin , hydroxy tyrosin , hydroxy prolin ) provádí výhradně Golgiho aparát.

Glykosylace zvyšuje odolnost polypeptidů proti proteolýze . Existují dva hlavní typy glykosylace.

N-glykosylace

Jedná se o přidání sacharidů do rostoucích peptidových řetězců, když vstupují do lumen endoplazmatického retikula . Během této reakce se oligosid „  N-acetylglukosamin  “ původně navázaný na membránový lipid, dolichol, váže na aminokyselinu asparagin (Asn) dostupnou v sekvenci Asn-X-serin / threonin, kde Xn není prolin . Tato reakce je katalyzována membránovým enzymem typu glykosyltransferázy .

N-glykosylace probíhá (globálně) na budoucích membránových glykoproteinech a vede k krátkým a rozvětveným cukrovým řetězcům.

O-glykosylace

Jedná se o přidání sacharidů k ​​-OH zbytkům serinových a threoninových aminokyselin peptidových řetězců přítomných v lumen Golgiho aparátu . Tato reakce je také katalyzována enzymem typu glykosyl-transferázy a obvykle začíná N-acetyl-galaktosaminem .

O-glykosylace se často provádí na proteoglykanech a vede k dlouhým a nerozvětveným cukrovým řetězcům, které mají velkou schopnost zadržovat vodu. V extracelulární matrici živočišných buněk se nachází mnoho proteoglykanů .

Některé glykoproteiny mohou být také O-glykosylované.

C-glykosylace

Jedná se o přidání manózy na uhlíku C2 indolového jádra prvního tryptofanu sekvence W xxW. Tento typ glykosylace již byl prokázán na následujících proteinech: interleukin 12, ribonukleáza 2, frakce komplementu C6, C7, C8, C9.

Biomedicínské důsledky

Jak O-, tak N-glykosylace mají velký význam v buněčné signalizaci a rozpoznávání, zejména v případě protilátek, u nichž bylo prokázáno, že reakce typu Th2 modifikuje glykosylaci IgA a IgM, která se podílí na patogenezi glomerulonefritidy u IgA ( Bergerova choroba ).

• Zdá se, že porucha buněčné glykosylace je zapojena do prionových onemocnění (včetně BSE). To bylo studováno jako součást práce založené na myším modelu klusavky pomocí „vyčerpávající analýzy exprese myšího glykogenomu“ .
• Studie publikovaná v Nature Communication (Mkhikian et al.,31. května 2011) [Zdroj?] Navrhuje, aby pokles N-glykosylace mohl podporovat roztroušenou sklerózu (MS). U myší s genetickým deficitem N-glykosylace vědci pozorovali výskyt zánětlivé demyelinizace a neurodegenerace, dvou charakteristik MS. Analýzou 13 000 vzorků krve od lidí vědci zjistili, že lidé s MS mají genetický faktor, který zhoršuje glykosylaci. Doplňky vitaminu D3 a N-acetylglukosamin obnovují dobrou glykosylaci proteinů na buňkách in vitro . U těchto mutantních myší je zlepšení glykosylace doprovázeno snížením symptomů MS.

Reference

1. Florence Guillerme (2006). Glykogenomové a prionové nemoci; Studium experimentální klusavky (disertační práce z biologie, věd, zdraví; University of Limoges)

Podívejte se také

Související článek

• Proteomika
• Fukosylace

externí odkazy

• C-mannosylace proteinu, interleukin 12
• C-mannosylace proteinu, ribonukleáza 2
• C-mannosylace proteinu, frakce komplementu, C6, C7, C8, C9

Bibliografie

• Dennis, JW, Lau, KS, Demetriou, M. & Nabi, IR (2009) Adaptivní regulace na povrchu buněk pomocí N-glykosylace . Provoz 10, 10, 1569–1578
• Elias, JE & Gygi, SP (2007) Strategie vyhledávání cílených návnad pro zvýšení důvěry v identifikaci proteinů ve velkém měřítku hmotnostní spektrometrií . Nat. Metody 4, 207–214
• Ginis, I. a kol. Rozdíly mezi lidskými a myšími embryonálními kmenovými buňkami . Dev. Biol. 269, 360–380 (2004)
• Goto, Y., Uematsu, S. & Kiyono, H. (2016) Epiteliální glykosylace ve střevní homeostáze a zánětu . Nat. Immunol. 17, 1244–1251
• Hart, GW, Housley, MP & Slawson, C. (2007) Cycling of O-linked β-N-acetylglucosamine on nucleocytoplasmic protein . Příroda 446,
• Hellbusch, CC a kol. Golgiho myši s deficitem GDP-fukózy v transportéru napodobují vrozenou poruchu deficitu adheze glykosylace IIc / leukocytů II . J. Biol. Chem. 282, 10762–10772
• Lee, J., Sundaram, S., Shaper, NL, Raju, TS & Stanley, P. (2001) Ovariální buňky čínského křečka (CHO) mohou exprimovat šest β4-galaktosyltransferáz (β4GalTs). Důsledky ztráty funkčního β4GalT-1, β4GalT-6 nebo obou u glykosylačních mutantů CHO . J. Biol. Chem. 276, 13924–13934
• Moremen`` KW, Tiemeyer, M. & Nairn, AV (2012) Glykosylace proteinu obratlovců: rozmanitost, syntéza a funkce . Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 13, 448–462
• Nairn, A. a kol. (2012) Změny transkriptů genů souvisejících s glykanem po diferenciaci lidských embryonálních kmenových buněk na buněčné typy odvozené z linií ektodermu, mezodermu nebo endodermu . Glycobiology 22, 1590
• Nairn, AV a kol. (2012) Regulace glykánových struktur v myších embryonálních kmenových buňkách: kombinované transkripční profilování genů souvisejících s glykanem a glykanová strukturní analýza . J. Biol. Chem. 287, 37835–37856
• Patnaik, SK & Stanley, P. Lektin-rezistentní CHO glykosylační mutanti . Metody Enzymol. 416, 159–182 (2006)
• Ray, C. (1998). N-glykosylace v rostlinách. Studie modelového glykoproteinu: fytohemaglutinin (disertační práce).
• Thompson, A. a kol. (2003) Tandemové hromadné značky: nová strategie kvantifikace pro srovnávací analýzu komplexních proteinových směsí pomocí MS / MS . Anální. Chem. 75, 1895–1904
• Varki, A. a kol. (2017) Symbol nomenklatura pro grafická znázornění glykanů . Glycobiology 25, 1323–1324 (2015)
• Varki, A. Biologické role glykanů . Glycobiology 27, 3–49
• Wollscheid, B. a kol. (2009) Masová spektrometrická identifikace a relativní kvantifikace N-vázaných glykoproteinů na povrchu buněk . Nat. Biotechnol. 27, 378–386
• Yin, X. a kol. Glykoproteomická analýza sekretomu lidských endotelových buněk . Mol. Buňka. Proteomics 12, 956–978 (2013)
• Zhao, P., Stalnaker, SH & Wells, L. (2013) Přístupy k mapování místa a kvantifikaci O-vázaných glykopeptidů . Methods Mol. Biol. 951, 229–244
• Zielinska, DF, Gnad, F., Wis´niewski, JR & Mann, M. (2010) Přesné mapování in vivo N-glykoproteomu odhaluje přísná topologická a sekvenční omezení . Buňka 141, 897–907