Гликопротеин

редактировать
Белок с модификациями олигосахаридов

N-связанное гликозилирование белка (N-гликозилирование N-гликанов) по остаткам Asn (Asn-x -Ser / Thr мотивы) в гликопротеинах.

Гликопротеины - это белки, которые содержат олигосахаридные цепи (гликаны ) ковалентно присоединены к боковым цепям аминокислоты. Углевод присоединяется к белку посредством котрансляционной или посттрансляционной модификации. Этот процесс известен как гликозилирование. Секретируемые внеклеточные белки часто гликозилированы.

В белках, которые имеют сегменты, простирающиеся вне клетки, внеклеточные сегменты также часто гликозилированы. Гликопротеины также часто являются важными интегральными мембранными белками, где они играют роль в межклеточных взаимодействиях. Важно отличать гликозилирование секреторной системы на основе эндоплазматического ретикулума от обратимого цитозольно-ядерного гликозилирования. Гликопротеины цитозоля и ядра могут быть модифицированы посредством обратимого добавления одного остатка GlcNAc, который считается реципрокным фосфорилированию, и их функции, вероятно, будут дополнительным регуляторным механизмом, который контролирует основанную на фосфорилировании передачу сигналов. Напротив, классическое секреторное гликозилирование может быть структурно важным. Например, ингибирование аспарагин-связанного, то есть N-связанного, гликозилирования может препятствовать правильной укладке гликопротеина, а полное ингибирование может быть токсичным для отдельной клетки. Напротив, нарушение процессинга гликана (ферментативное удаление / добавление углеводных остатков к гликану), которое происходит как в эндоплазматическом ретикулуме, так и в аппарате Гольджи, является незаменимым для изолированных клеток (как доказательство выживаемости с ингибиторами гликозидов), но может привести к заболеванию человека (врожденные нарушения гликозилирования) и может быть летальным в моделях на животных. Следовательно, вероятно, что тонкий процессинг гликанов важен для эндогенной функциональности, такой как перенос клеток, но это, вероятно, было вторичным по отношению к его роли во взаимодействиях хозяин-патоген. Известным примером этого последнего эффекта является система группы крови ABO.

Также известно, что гликозилирование происходит на нуклеоцитоплазматических белках в форме O-GlcNAc.

Содержание

  • 1 Типы гликозилирования
  • 2 Моносахариды
  • 3 Примеры
  • 4 Гормоны
  • 5 Функции
  • 6 Анализ
  • 7 См. Также
  • 8 Примечания и ссылки
  • 9 Внешние ссылки

Типы гликозилирования

Существует несколько типов гликозилирования, хотя первые два являются наиболее распространенными.

Моносахариды

Восемь сахаров, обычно встречающихся в гликопротеинах.

Моносахариды, обычно встречающиеся в гликопротеинах эукариот, включают:

Основные сахара, содержащиеся в гликопротеинах человека
СахарТипАббревиатура
β-D-глюкоза гексоза Glc
β-D-галактоза гексозаGal
β-D-манноза ГексозаMan
α-L-фукоза Дезоксигексоза Fuc
N-ацетилгалактозамин аминогексоза GalNAc
N-ацетилглюкозамин аминогексозаGlcNAc
N-ацетилнейраминовая кислота Аминононулозоновая кислота. (Сиаловая кислота )NeuNAc
Ксилоза Пентоза Xyl

Сахарная группа (ы) может способствовать сворачивание белка, улучшают стабильность белков и участвуют в передаче сигналов клетки.

Примеры

Одним из примеров гликопротеинов, обнаруживаемых в организме, является муцины, которые секретируются в слизи дыхательных и пищеварительных трактов. Сахара, присоединенные к муцинам, придают им значительную водоудерживающую способность, а также делают их устойчивыми к протеолизу пищеварительными ферментами.

Гликопротеины важны для распознавания белых кровяных телец. Примерами гликопротеинов в иммунной системе являются:

  • молекулы, такие как антитела (иммуноглобулины), которые напрямую взаимодействуют с антигенами.
  • молекулами основных комплекс гистосовместимости (или MHC), которые экспрессируются на поверхности клеток и взаимодействуют с Т-клетками как часть адаптивного иммунного ответа.
  • сиалиловый антиген Льюиса X на поверхности лейкоцитов.

H антиген антигенов совместимости крови ABO. Другие примеры гликопротеинов включают:

  • гонадотропины (лютеинизирующий гормон, фолликулостимулирующий гормон)
  • гликопротеин IIb / IIIa, интегрин, обнаруженный в тромбоцитах, который необходим для нормальной агрегации и прикрепления тромбоцитов. к компонентам эндотелия.
  • zona pellucida, которая окружает ооцит и важна для взаимодействия сперма -яйцо.
  • структурные гликопротеины, которые встречаются в соединительной ткани. Они помогают связывать вместе волокна, клетки и основное вещество соединительной ткани. Они также могут способствовать связыванию компонентов ткани с неорганическими веществами, такими как кальций в кости.
  • гликопротеин-41 (gp41 ) и гликопротеин-120 (gp120 ) представляют собой белки оболочки вируса ВИЧ.

Растворимые гликопротеины часто имеют высокую вязкость, например, в яичном белке и плазме крови.

  • миракулине, представляет собой гликопротеин, извлеченный из Synsepalum dulcificum ягоды, который изменяет рецепторы человеческого языка, чтобы распознавать кислую пищу как сладкую.

Гликопротеины с переменной поверхностью вызывают сонную болезнь Паразит трипаносомы, чтобы избежать иммунного ответа хозяина.

Вирусный спайк вируса иммунодефицита человека сильно гликозилирован. Примерно половина массы спайка приходится на гликозилирование, и гликаны действуют, ограничивая распознавание антител, поскольку гликаны собираются клеткой-хозяином и, таким образом, в значительной степени являются «самими». Со временем у некоторых пациентов могут развиваться антитела для распознавания гликанов ВИЧ, и почти все так называемые «широко нейтрализующие антитела» (bnAbs) распознают некоторые гликаны. Это возможно главным образом потому, что необычно высокая плотность гликанов препятствует нормальному созреванию гликанов, и поэтому они оказываются в ловушке в преждевременном, высокоманнозном состоянии. Это дает окно для иммунного распознавания. Кроме того, поскольку эти гликаны гораздо менее вариабельны, чем лежащий в их основе белок, они стали многообещающими мишенями для разработки вакцины.

Гормоны

Гормоны, которые являются гликопротеинами, включают:

Функции

Некоторые функции, выполняемые гликопротеинами
ФункцияГликопротеины
Структурная молекулаКоллагены
Лубрикант и защитный агентМуцины
Транспортная молекулаТрансферрин, церулоплазмин
Иммунологическая молекулаИммуноглобулины, гистосовместимость антигены
ГормонХорионический гонадотропин человека (ХГЧ), тиреотропный гормон (ТТГ)
ФерментРазличные, например, щелочная фосфатаза, пататин
Сайт распознавания клеточного прикрепленияРазличные белки, участвующие в межклеточной деятельности (например, сперматозоид - ооцит ), взаимодействия вирус-клетка, бактерия-клетка и гормон-клетка
Белок-антифриз Некоторые белки плазмы холодноводных рыб
Взаимодействуют со специфическими углеводамиЛектины, селектины (лектины клеточной адгезии), антитела
Рецептор Различные белки, участвующие в действии гормонов и лекарств
Влияют на сворачивание определенных белковКалнексин, кальретикулин
Регуляция развитияNotch и его аналоги, ключевые белки в развитии
Гемостазтромбоз )Специфические гликопротеины на поверхностных мембранах тромбоцитов

Анализ

Разнообразные методы, используемые для обнаружения, очистки и структурного анализа гликопротеинов:

Некоторые важные методы, используемые для изучения гликопротеинов
МетодИспользование
Периодная кислота-краситель Шиффа Обнаруживает гликопротеины в виде розовых полос после электрофоретического разделения.
Инкубация культивируемых клеток с гликопротеинами в виде полос радиоактивного распада приводит к обнаружению радиоактивного сахара после электрофоретического разделения.
Обработка соответствующей эндо- или экзогликозидазой или фосфолипазами Результирующие сдвиги в электрофоретической миграции помогают различать белки с N-гликаном, O-гликаном или GPI связи, а также между высоким содержанием маннозы и сложными N-гликанами.
Агароза -лектин колоночная хроматография, лектиновая аффинная хроматография Для очистки гликопротеинов или гликопептидов, которые связывают конкретный используемый лектин.
Лектин аффинный электрофорез Результирующие сдвиги в электрофоретической миграции помогают отличить и охарактеризовать гликоформы, то есть варианты гликопротеина, различающиеся по углеводам.
Составной анализ после кислотного гидролиза Идентифицирует сахара, которые содержит гликопротеин, и их стехиометрию.
Масс-спектрометрия Предоставляет информацию о молекулярной массе, составе, последовательности и иногда разветвлении гликановой цепи. Его также можно использовать для профилирования сайт-специфического гликозилирования.
ЯМР-спектроскопия Для идентификации конкретных сахаров, их последовательности, связей и аномерной природы гликозидной цепи.
Многоугловое рассеяние света В сочетании с эксклюзионной хроматографией, абсорбцией в УФ / видимом диапазоне и дифференциальной рефрактометрией предоставляет информацию о молекулярной массе, соотношении белков и углеводов, состоянии агрегации, размере и иногда разветвление гликановой цепи. В сочетании с анализом градиента состава анализирует само- и гетероассоциацию для определения аффинности и стехиометрии связывания с белками или углеводами в растворе без мечения.
Интерферометрия с двойной поляризацией Измеряет механизмы, лежащие в основе биомолекулярных взаимодействий, включая скорости реакций, аффинности и связанные конформационные изменения.
Анализ метилирования (сцепления)Для определения взаимосвязи между сахара.
Аминокислотная или кДНК секвенированиеОпределение аминокислотной последовательности.

См. Также

Примечания и ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-21 11:25:38
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте