Glykosylace
On 20 listopadu, 2021 by adminN-vázaná glykosylaceUpravit
N-vázaná glykosylace je velmi rozšířenou formou glykosylace a je důležitá pro skládání mnoha eukaryotických glykoproteinů a pro vazbu mezi buňkou a extracelulární matrix. Proces N-vázané glykosylace se vyskytuje u eukaryot v lumen endoplazmatického retikula a ve velké míře u archeí, ale velmi vzácně u bakterií. Kromě své funkce při skládání bílkovin a jejich připojení k buňce mohou N-vázané glykany bílkoviny modulovat její funkci a v některých případech fungovat jako vypínač.
O-vázaná glykosylaceUpravit
O-vázaná glykosylace je forma glykosylace, která se vyskytuje u eukaryot v Golgiho aparátu, ale vyskytuje se také u archeí a bakterií.
Fosfoserinová glykosylaceEdit
V literatuře byly popsány fosfoserinové glykany s obsahem xylózy, fukózy, manózy a GlcNAc. Fukóza a GlcNAc byly nalezeny pouze u Dictyostelium discoideum, manóza u Leishmania mexicana a xylóza u Trypanosoma cruzi. Mannosa byla nedávno zaznamenána u obratlovce, myši Mus musculus, na buněčném povrchu lamininového receptoru alfa dystroglykanu4. Předpokládá se, že tento vzácný nález může souviset s tím, že alfa dystroglykan je vysoce konzervovaný od nižších obratlovců až po savce.
C-mannosylaceEdit
Cukr mannosa je přidán k prvnímu tryptofanovému zbytku v sekvenci W-X-X-W (W označuje tryptofan; X je libovolná aminokyselina). Mezi prvním uhlíkem alfa-manosy a druhým uhlíkem tryptofanu se vytvoří vazba C-C. Ne všechny sekvence, které mají tento vzorec, jsou však mannosylované. Bylo zjištěno, že ve skutečnosti jsou to pouze dvě třetiny a že existuje jasná preference, aby druhou aminokyselinou byla jedna z polárních (Ser, Ala, Gly a Thr), aby došlo k mannosylaci. Nedávno došlo k průlomu v technice předpovídání, zda sekvence bude mít mannosylační místo, která poskytuje přesnost 93 % oproti 67% přesnosti, pokud bereme v úvahu pouze motiv WXXW.
Trombospondiny jsou jedním z proteinů nejčastěji takto modifikovaných. Existuje však ještě jedna skupina proteinů, které podléhají C-mannosylaci, a to cytokinové receptory typu I. V této skupině proteinů se vyskytují i cytokinové receptory. C-mannosylace je neobvyklá, protože cukr je vázán na uhlík, nikoli na reaktivní atom, jako je dusík nebo kyslík. V roce 2011 byla určena první krystalová struktura proteinu obsahujícího tento typ glykosylace – struktura 8. složky lidského komplementu. V současné době je zjištěno, že procesem C-mannosylace prochází 18 % lidských proteinů, sekrečních i transmembránových. Četné studie ukázaly, že tento proces hraje důležitou roli při sekreci proteinů obsahujících trombospondin typu 1, které jsou zadržovány v endoplazmatickém retikulu, pokud nepodléhají C-mannosylaci To vysvětluje, proč typ cytokinových receptorů, erytropoetinový receptor, zůstal v endoplazmatickém retikulu, pokud postrádal C-mannosylační místa.
Tvorba GPI kotev (glypiace)Edit
Glypiace je zvláštní forma glykosylace, která se vyznačuje tvorbou GPI kotvy. Při tomto druhu glykosylace je protein připojen k lipidové kotvě prostřednictvím glykanového řetězce. (Viz také prenylace.)
Chemická glykosylaceEdit
Glykosylace může být také provedena pomocí nástrojů syntetické organické chemie. Na rozdíl od biochemických postupů se syntetická glykochemie v zájmu dosažení požadované regioselektivity do značné míry spoléhá na ochranné skupiny (např. 4,6-O-benzyliden). Další výzvou chemické glykosylace je stereoselektivita, která spočívá v tom, že každá glykosidická vazba má dva stereo-výstupy, α/β nebo cis/trans. Obecně je syntéza α- nebo cis-glykosidu náročnější. Byly vyvinuty nové metody založené na účasti rozpouštědel nebo na tvorbě bicyklických sulfoniových iontů jako chirálních pomocných skupin.
Neenzymatická glykosylaceEdit
Neenzymatická glykosylace je také známá jako glykace nebo neenzymatická glykace. Jedná se o spontánní reakci a typ posttranslační modifikace proteinů, což znamená, že mění jejich strukturu a biologickou aktivitu. Jedná se o kovalentní vazbu mezi karbonilovou skupinou redukujícího cukru (především glukózy a fruktózy) a postranním řetězcem aminokyseliny proteinu. Při tomto procesu není nutný zásah enzymu. Probíhá napříč a v blízkosti vodních kanálků a vystupujících kanálků.
Nejprve reakce vytváří dočasné molekuly, které později podléhají různým reakcím (Amadoriho přeskupení, reakce Schiffovy báze, Maillardovy reakce, zesíťování….) a vytvářejí trvalé zbytky známé jako konečné produkty pokročilé glykace (AGEs).
AGEs se hromadí v dlouhodobých extracelulárních bílkovinách, jako je kolagen, který je nejvíce glykovanou a strukturně hojnou bílkovinou, zejména u lidí. Některé studie také ukázaly, že lysin může spouštět spontánní neenzymatickou glykosylaci.
Úloha AGEsEdit
AGEs jsou zodpovědné za mnoho věcí. Tyto molekuly hrají důležitou roli zejména ve výživě, jsou zodpovědné za nahnědlou barvu a vůně a chutě některých potravin. Je prokázáno, že vaření při vysoké teplotě má za následek, že různé potraviny mají vysoké hladiny AGEs.
Mít zvýšené hladiny AGEs v těle má přímý vliv na vznik mnoha onemocnění. Má přímý vliv na diabetes mellitus 2. typu, který může vést k mnoha komplikacím, jako jsou: katarakta, selhání ledvin, poškození srdce… A pokud jsou přítomny ve snížené míře, dochází ke snížení elasticity kůže, což je důležitý příznak stárnutí.
Jsou také prekurzory mnoha hormonů a regulují a modifikují mechanismy jejich receptorů na úrovni DNA.
.
Napsat komentář