Ce sunt glicoproteinele și ce fac

O glicoproteină este un tip de moleculă de proteine ​​care a avut un carbohidrat atașat la ea. Procesul are loc fie în timpul traducerii proteice, fie ca o modificare post-translațională într-un proces numit glicozilare.

Carbohidratul este un lanț oligosacharidic (glican) care este legat covalent la lanțurile laterale polipeptidice ale proteinei. Din cauza grupelor de zaharuri -OH, glicoproteinele sunt mai hidrofile decât proteinele simple. Aceasta înseamnă că glicoproteinele sunt mai atrase de apă decât proteinele obișnuite. Natura hidrofilă a moleculei duce, de asemenea, la plierea caracteristică a structurii terțiare a proteinei.

Carbohidratul este o moleculă scurtă, adesea ramificată și poate consta din:

• zaharuri simple (de exemplu, glucoză, galactoză, manoză, xiloză)
• zaharuri amino (zaharuri care au o grupare amino, cum ar fi N-acetilglucozamina sau N-acetilgalactosamina)
• zaharuri acide (zaharuri care au o grupare carboxilică, cum ar fi acidul sialic sau acidul N-acetilneuraminic)

Glicoproteine ​​O-legate și N-legate

Glicoproteinele sunt clasificate în funcție de locul de atașare al carbohidratului la un aminoacid din proteină.

• Glicoproteinele legate de O sunt cele în care carbohidrații se leagă de atomul de oxigen (O) al grupării hidroxil (-OH) din grupa R fie a aminoacidului treonină, fie a serinei. Carbohidrații legați de O se pot lega, de asemenea, la hidroxilsinină sau hidroxiprolină. Procedeul se numește O-glicozilare. Glicoproteinele legate de O sunt legate de zahăr în complexul Golgi.
• Glicoproteinele legate de N au un carbohidrat legat de azot (N) din grupa amino (-NH₂) din grupa R a aminoacizului asparagină. Grupul R este de obicei lanțul lateral amid al asparaginei. Procesul de legare se numește N-glicozilare. Glicoproteinele legate de N își câștigă zahărul din membrana reticulului endoplasmic și apoi sunt transportate la complexul Golgi pentru modificare.

În timp ce glicoproteinele legate cu O și cu N sunt cele mai frecvente forme, sunt posibile și alte conexiuni:

• P-glicozilarea are loc atunci când zahărul se atașează de fosforul fosfoserinei.
• C-glicozilarea este atunci când zahărul se atașează de atomul de carbon al unui aminoacid. Un exemplu este atunci când manoaza de zahăr se leagă de carbon în triptofan.
• Glypiation este atunci când un glicolipidolitin glicofosfatidilinositol (GPI) se atașează la capătul de carbon al unui polipeptid.

Exemple și funcții ale glicoproteinei

Glicoproteinele funcționează în structură, reproducere, sistemul imunitar, hormoni și protecția celulelor și organismelor.

Glicoproteinele se găsesc pe suprafața stratului lipidic al membranelor celulare. Natura lor hidrofilă le permite să funcționeze în mediul apos, unde acționează în recunoașterea celulelor celulare și legarea altor molecule. Glicoproteinele de suprafață celulare sunt, de asemenea, importante pentru celulele și proteinele de legătură încrucișată (de exemplu, colagen) pentru a adăuga rezistență și stabilitate unui țesut. Glicoproteinele din celulele plantelor sunt ceea ce permite plantelor să stea în poziție verticală împotriva forței gravitației.

Proteinele glicozilate nu sunt doar critice pentru comunicarea intercelulară. De asemenea, ajută sistemele de organe să comunice între ele. Glicoproteinele se găsesc în materia cenușie a creierului, unde lucrează împreună cu axoni și sinaptozomi.

Hormonii pot fi glicoproteine. Exemple includ gonadotropina corionică umană (HCG) și eritropoietina (EPO).

Coagularea sângelui depinde de protrombina glicoproteinelor, trombină și fibrinogen.

Markerii celulari pot fi glicoproteine. Grupele de sânge MN se datorează a două forme polimorfe ale glicoporinei glicoproteice A. Cele două forme diferă doar de două reziduuri de aminoacizi, dar este suficient pentru a provoca probleme persoanelor care primesc un organ donat de cineva cu o grupă sanguină diferită. Complexul major de histocompatibilitate (MHC) și antigenul H al grupului sanguin ABO se disting prin proteine ​​glicozilate.

Glicophorina A este importantă, de asemenea, deoarece este site-ul de atașament pentru Plasmodium falciparum, un parazit de sânge uman.

Glicoproteinele sunt importante pentru reproducere, deoarece permit legarea celulei spermei de suprafața ovulului.

Mucinele sunt glicoproteine ​​care se găsesc în mucus. Moleculele protejează suprafețele epiteliale sensibile, inclusiv tractul respirator, urinar, digestiv și reproducător.

Răspunsul imun se bazează pe glicoproteine. Carbohidratul anticorpilor (care sunt glicoproteine) determină antigenul specific de care se poate lega. Celulele B și celulele T au glicoproteine ​​de suprafață care leagă antigene.

Glicozilare versus glicatie

Glicoproteinele își obțin zahărul dintr-un proces enzimatic care formează o moleculă care nu ar funcționa altfel. Un alt proces, numit glicare, leagă covalent zaharurile la proteine ​​și lipide. Glicatia nu este un proces enzimatic. Adesea, glicatia reduce sau negă funcția moleculei afectate. Glicatia apare în mod natural în timpul îmbătrânirii și este accelerată la pacienții diabetici cu un nivel ridicat de glucoză în sângele lor.

surse

• Berg, Jeremy M. și colab. Biochimie. Ediția a 5-a, W.H. Freeman and Company, 2002, p. 306-309.
• Ivatt, Raymond J. Biologia glicoproteinelor. Plenum Press, 1984.