Glycosylering
On november 20, 2021 by adminN-gekoppelde glycosyleringEdit
N-gekoppelde glycosylering is een zeer veel voorkomende vorm van glycosylering en is belangrijk voor de vouwing van veel eukaryote glycoproteïnen en voor de cel-cel en cel-extracellulaire matrixhechting. Het N-gekoppelde glycosylatieproces komt bij eukaryoten voor in het lumen van het endoplasmatisch reticulum en op grote schaal bij archaea, maar zeer zelden bij bacteriën. Naast hun functie in eiwitvouwing en cellulaire binding, kunnen de N-gekoppelde glycanen van een eiwit de functie van een eiwit moduleren, in sommige gevallen fungerend als een aan/uit schakelaar.
O-gekoppelde glycosyleringEdit
O-linked glycosylation is een vorm van glycosylation die bij eukaryoten voorkomt in het Golgi-apparaat, maar ook bij archaea en bacteriën.
Fosfoserine glycosylationEdit
Xylose, fucose, mannose, en GlcNAc fosfoserine glycanen zijn in de literatuur gerapporteerd. Fucose en GlcNAc zijn alleen gevonden in Dictyostelium discoideum, mannose in Leishmania mexicana, en xylose in Trypanosoma cruzi. Mannose is onlangs gemeld in een gewerveld dier, de muis, Mus musculus, op het cel-oppervlak laminine receptor alpha dystroglycan4. Er is geopperd dat deze zeldzame bevinding verband zou kunnen houden met het feit dat alpha dystroglycan sterk geconserveerd is van lagere gewervelde dieren tot zoogdieren.
C-mannosyleringEdit
Een mannose-suiker wordt toegevoegd aan het eerste tryptofaanresidu in de sequentie W-X-X-W (W staat voor tryptofaan; X is een willekeurig aminozuur). Er wordt een C-C binding gevormd tussen de eerste koolstof van de alfa-mannose en de tweede koolstof van het tryptofaan. Niet alle sequenties die dit patroon vertonen zijn echter gemannosyleerd. Er is vastgesteld dat slechts twee derde van de sequenties gemannosyleerd wordt en dat er een duidelijke voorkeur is voor een polair tweede aminozuur (Ser, Ala, Gly en Thr) om mannosylering mogelijk te maken. Onlangs is er een doorbraak geweest in de techniek om te voorspellen of de sequentie al dan niet een mannosyleringsplaats zal hebben, die een nauwkeurigheid van 93% oplevert tegenover de 67% nauwkeurigheid als we alleen naar het WXXW motief kijken.
Thrombospondines zijn een van de eiwitten die het vaakst op deze manier gemodificeerd worden. Er is echter nog een andere groep proteïnen die C-mannosylering ondergaan, type I cytokinereceptoren. C-mannosylering is ongewoon omdat de suiker gekoppeld is aan een koolstof in plaats van aan een reactief atoom zoals stikstof of zuurstof. In 2011 werd de eerste kristalstructuur van een eiwit met dit type glycosylering bepaald – die van de menselijke complementcomponent 8. Momenteel staat vast dat 18% van de menselijke eiwitten, afgescheiden en transmembraan, het proces van C-mannosylering ondergaan. Talrijke studies hebben aangetoond dat dit proces een belangrijke rol speelt bij de secretie van Trombospondin type 1 bevattende proteïnen die in het endoplasmatisch reticulum worden vastgehouden indien zij geen C-mannosylering ondergaan Dit verklaart waarom een type cytokinereceptoren, de erytropoëtinereceptor, in het endoplasmatisch reticulum bleef indien het geen C-mannosyleringsplaatsen had.
Vorming van GPI-ankers (glypiation)Edit
Glypiation is een speciale vorm van glycosylering die de vorming van een GPI-anker kenmerkt. Bij deze vorm van glycosylering wordt een eiwit via een glycaanketen aan een lipideanker gehecht. (Zie ook prenylering.)
Chemische glycosyleringEdit
Glycosylering kan ook worden uitgevoerd met behulp van de instrumenten van de synthetische organische chemie. In tegenstelling tot de biochemische processen is de synthetische glycochemie sterk afhankelijk van beschermende groepen (b.v. het 4,6-O-benzylideen) om de gewenste regioselectiviteit te bereiken. De andere uitdaging van chemische glycosylering is de stereoselectiviteit: elke glycosidebinding heeft twee stereo-uitkomsten, α/β of cis/trans. Over het algemeen is de synthese van de α- of cis-glycoside een grotere uitdaging. Er zijn nieuwe methoden ontwikkeld op basis van de deelname van oplosmiddelen of de vorming van bicyclische sulfoniumionen als chirale hulpgroepen.
Niet-enzymatische glycosyleringEdit
De niet-enzymatische glycosylering is ook bekend als glycatie of niet-enzymatische glycatie. Het is een spontane reactie en een soort post-translationele modificatie van eiwitten, wat betekent dat hun structuur en biologische activiteit erdoor wordt gewijzigd. Het is de covalente binding tussen de carbonilgroep van een reducerende suiker (vooral glucose en fructose) en de aminozuurzijketen van het eiwit. Bij dit proces is de tussenkomst van een enzym niet nodig. Het vindt plaats over en dicht bij de waterkanalen en de uitstekende tubuli.
In het begin vormt de reactie tijdelijke moleculen die later verschillende reacties ondergaan (Amadori-herschikkingen, Schiff-basisreacties, Maillard-reacties, crosslinkings….) en permanente residuen vormen die bekend staan als Advanced Glycation end-products (AGE’s).
AGE’s hopen zich op in langlevende extracellulaire eiwitten zoals collageen, dat het meest geglycosyleerde en structureel overvloedig aanwezige eiwit is, vooral bij de mens. Ook hebben sommige studies aangetoond dat lysine spontane niet-enzymatische glycosylering kan veroorzaken.
Rol van AGEsEdit
AGEs zijn verantwoordelijk voor veel dingen. Deze moleculen spelen vooral in de voeding een belangrijke rol, zij zijn verantwoordelijk voor de bruinachtige kleur en de aroma’s en smaken van sommige levensmiddelen. Aangetoond is dat koken bij hoge temperatuur tot gevolg heeft dat verschillende voedingsmiddelen een hoog gehalte aan AGE’s hebben.
Het hebben van een verhoogd gehalte aan AGE’s in het lichaam heeft een directe invloed op de ontwikkeling van veel ziekten. Het heeft een directe invloed op diabetes mellitus type 2 die kan leiden tot vele complicaties zoals: cataract, nierfalen, hartschade… En, als ze op een verlaagd niveau aanwezig zijn, vermindert de elasticiteit van de huid wat een belangrijk symptoom van veroudering is.
Ze zijn ook de voorlopers van vele hormonen en reguleren en wijzigen hun receptor mechanismen op DNA niveau.
Geef een antwoord