Glicozilare

Glicozilare N-legatăEdit

Glicozilarea N-legată este o formă foarte răspândită de glicozilare și este importantă pentru plierea multor glicoproteine eucariote și pentru atașarea celulă-celulă și celulă-matrice extracelulară. Procesul de glicozilare legată de N are loc la eucariote în lumenul reticulului endoplasmatic și pe scară largă la archaea, dar foarte rar la bacterii. În plus față de funcția lor în plierea proteinelor și în atașarea celulară, glicanii legați de N ai unei proteine pot modula funcția unei proteine, în unele cazuri acționând ca un comutator pornit/oprit.

Glicozilarea legată de OEdit

Glicozilarea legată de O este o formă de glicozilare care apare la eucariote în aparatul Golgi, dar apare și la archaea și bacterii.

Glicozilarea fosfoserineiEdit

În literatura de specialitate au fost raportate glicozani fosfoserină de xiloză, fucosă, mannoză și GlcNAc. Fucose și GlcNAc au fost găsite doar la Dictyostelium discoideum, mannoza la Leishmania mexicana și xiloza la Trypanosoma cruzi. Mannoza a fost recent raportată la o vertebrată, șoarecele Mus musculus, pe distroglicanul alfa receptor de laminină de pe suprafața celulară4. S-a sugerat că această descoperire rară ar putea fi legată de faptul că distroglicanul alfa este foarte bine conservat de la vertebratele inferioare la mamifere.

C-mannosilareEdit

Molecula de mannoză este atașată la C2 a primului triptofan din secvența

Un zahăr mannoză este adăugat la primul rest de triptofan din secvența W-X-X-W (W indică triptofan; X este orice aminoacid). Se formează o legătură C-C între primul carbon al alfa-mannozei și al doilea carbon al triptofanului. Cu toate acestea, nu toate secvențele care au acest model sunt mannosilate. S-a stabilit că, de fapt, doar două treimi sunt și că există o preferință clară ca al doilea aminoacid să fie unul dintre cei polari (Ser, Ala, Gly și Thr) pentru ca mannosilarea să aibă loc. Recent a avut loc o descoperire în tehnica de predicție a prezicerii dacă secvența va avea sau nu un situs de manosilare care oferă o acuratețe de 93%, spre deosebire de acuratețea de 67% dacă luăm în considerare doar motivul WXXW.

Trombospondinele sunt una dintre proteinele cel mai frecvent modificate în acest mod. Cu toate acestea, există un alt grup de proteine care suferă C-mannosilare, receptorii de citokine de tip I. C-mannosilarea este neobișnuită deoarece zahărul este legat de un carbon mai degrabă decât de un atom reactiv, cum ar fi azotul sau oxigenul. În 2011, a fost determinată prima structură cristalină a unei proteine care conține acest tip de glicozilare – cea a componentei 8 a complementului uman. În prezent, s-a stabilit că 18% din proteinele umane, secretate și transmembranare suferă procesul de C-mannosilare. Numeroase studii au arătat că acest proces joacă un rol important în secreția proteinelor care conțin Trombospondină de tip 1 și care sunt reținute în reticulul endoplasmatic dacă nu suferă C-mannosilare Acest lucru explică de ce un tip de receptori de citokine, receptorul de eritropoietină a rămas în reticulul endoplasmatic dacă nu avea situsuri de C-mannosilare.

Formarea ancorelor GPI (glypiation)Edit

Glypiation este o formă specială de glicozilare care prezintă formarea unei ancore GPI. În acest tip de glicozilare o proteină este atașată de o ancoră lipidică, prin intermediul unui lanț glicanic. (A se vedea, de asemenea, prenilare.)

Glicozilare chimicăEdit

Glicozilarea poate fi, de asemenea, efectuată folosind instrumentele chimiei organice sintetice. Spre deosebire de procesele biochimice, glicochimia de sinteză se bazează în mare măsură pe grupe protectoare (de exemplu, 4,6-O-benzilidena) pentru a obține regioselectivitatea dorită. Cealaltă provocare a glicozilării chimice este stereoselectivitatea, deoarece fiecare legătură glicozidică are două rezultate stereo, α/β sau cis/trans. În general, α- sau cis-glicozidul este mai dificil de sintetizat. Au fost dezvoltate noi metode bazate pe participarea solventului sau pe formarea de ioni de sulfoniu biciclici ca grupări auxiliare chirale.

Glicozilarea neenzimaticăEdit

Glicozilarea neenzimatică este cunoscută și sub numele de glicare sau glicare neenzimatică. Este o reacție spontană și un tip de modificare post-translațională a proteinelor, ceea ce înseamnă că le modifică structura și activitatea biologică. Este vorba de atașarea covalentă între grupul carbonil al unui zahăr reducător (în principal glucoză și fructoză) și lanțul lateral de aminoacizi al proteinei. În acest proces nu este necesară intervenția unei enzime. Are loc de-a lungul și în apropierea canalelor de apă și a tubulilor proeminenți.

La început, reacția formează molecule temporare care ulterior suferă diferite reacții (rearanjări Amadori, reacții de bază Schiff, reacții Maillard, reticulații…) și formează reziduuri permanente cunoscute sub numele de produși finali de glicație avansată (AGE).

AGE se acumulează în proteinele extracelulare cu durată lungă de viață, cum ar fi colagenul, care este proteina cea mai glicata și cea mai abundentă din punct de vedere structural, în special la om. De asemenea, unele studii au arătat că lizina poate declanșa o glicozilare neenzimatică spontană.

Rolul AGEEdit

AGEs sunt responsabili de multe lucruri. Aceste molecule joacă un rol important mai ales în nutriție, ele sunt responsabile de culoarea maronie și de aromele și gusturile unor alimente. S-a demonstrat că gătitul la temperaturi ridicate are ca rezultat faptul că diverse produse alimentare au niveluri ridicate de AGE.

Având niveluri ridicate de AGE în organism are un impact direct asupra dezvoltării multor boli. Are o implicare directă în diabetul zaharat de tip 2 care poate duce la multe complicații precum: cataractă, insuficiență renală, afecțiuni cardiace… Și, dacă sunt prezenți la un nivel scăzut, elasticitatea pielii este redusă, ceea ce reprezintă un simptom important al îmbătrânirii.

Sunt, de asemenea, precursori ai multor hormoni și reglează și modifică mecanismele receptorilor acestora la nivelul ADN.

.