Tipi, processo e funzioni della glicosilazione delle proteine

Il glicosilazione proteica È una modifica post-traduzionale che consiste nell'aggiunta di catene oligosaccaridiche lineari o ramificate a una proteina. Le glicoproteine ​​risultanti sono generalmente proteine ​​di superficie e proteine ​​della via secretoria..

La glicosilazione è una delle modificazioni peptidiche più comuni tra gli organismi eucarioti, ma è stato dimostrato che si verifica anche in alcune specie di archaea e batteri..

Negli eucarioti questo meccanismo si verifica tra il reticolo endoplasmatico (ER) e il complesso del Golgi, con l'intervento di diversi enzimi coinvolti sia nei processi regolatori che nella formazione di legami covalenti proteina + oligosaccaride..

Indice articolo

• 1 Tipi di glicolisi
  • 1.1 N-glicosilazione
  • 1.2 O-glicosilazione
  • 1.3 C-mannosilazione
  • 1.4 Glypiation (dall'inglese "Glypiation")
• 2 Processo
  • 2.1 Negli eucarioti
  • 2.2 Nei procarioti
• 3 funzioni
  • 3.1 Importanza
• 4 Riferimenti

Tipi di glicolisi

A seconda del sito di legame dell'oligosaccaride alla proteina, la glicosilazione può essere classificata in 4 tipi:

N-glicosilazione

È il più comune di tutti e si verifica quando gli oligosaccaridi si legano all'azoto del gruppo ammidico dei residui di asparagina nel motivo Asn-X-Ser / Thr, dove X può essere qualsiasi amminoacido eccetto la prolina.

O-glicosilazione

Quando i carboidrati sono attaccati al gruppo idrossile di serina, treonina, idrossilisina o tirosina. È una modifica meno comune e sono esempi di proteine ​​come collagene, glicoforina e mucine..

C-mannosilazione

Consiste nell'aggiunta di un residuo di mannosio che si lega alla proteina mediante un legame C-C con il C2 del gruppo indolo nei residui di triptofano.

Glipiazione (dall'inglese "Glypiation ")

Un polisaccaride funge da ponte per attaccare una proteina a un ancoraggio glicosilfosfatidilinositolo (GPI) sulla membrana.

Processi

Negli eucarioti

Il N-la glicosilazione è quella che è stata studiata più in dettaglio. Nelle cellule di mammifero, il processo inizia nel pronto soccorso, dove un polisaccaride preformato si lega alle proteine ​​mentre emergono dai ribosomi..

Detto polisaccaride precursore è composto da 14 residui di zucchero, ovvero: 3 residui di glucosio (Glc), 9 mannosio (Man) e 2 residui di N-acetil glucosamina (GlcNAc).

Questo precursore è comune nelle piante, negli animali e negli organismi eucarioti unicellulari. È legato alla membrana grazie a un legame con una molecola di dolicol, un lipide isoprenoide incorporato nella membrana ER..

Dopo la sua sintesi, l'oligosaccaride viene trasferito dal complesso enzimatico oligosacryltransferase a un residuo di asparagina incluso nella sequenza tripeptidica Asn-X-Ser / Thr di una proteina durante la traduzione.

I tre residui di Glc all'estremità dell'oligosaccaride servono come segnale per la corretta sintesi dell'oligosaccaride e vengono scissi insieme a uno dei residui di Man prima che la proteina venga trasportata nell'apparato di Golgi per l'ulteriore elaborazione..

Una volta nell'apparato di Golgi, le porzioni oligosaccaridiche attaccate alle glicoproteine ​​possono essere modificate mediante l'aggiunta di galattosio, acido sialico, fucosio e molti altri residui, producendo catene di varietà e complessità molto maggiori..

Il macchinario enzimatico necessario per eseguire i processi di glicosilazione comprende numerose glicosiltransferasi per l'aggiunta di zuccheri, glicosidasi per la loro rimozione e diversi trasportatori di zuccheri nucleotidici per l'apporto dei residui usati come substrati..

Nei procarioti

I batteri non hanno sistemi di membrana intracellulare, quindi la formazione dell'oligosaccaride iniziale (di soli 7 residui) avviene sul lato citosolico della membrana plasmatica..

Detto precursore viene sintetizzato su un lipide che viene poi traslocato da una flipasi dipendente dall'ATP nello spazio periplasmatico, dove avviene la glicosilazione..

Un'altra importante differenza tra la glicosilazione eucariotica e procariotica è che l'enzima oligosaccaride transferasi (oligosacaryltransferase) dai batteri può trasferire residui di zucchero a porzioni libere di proteine ​​già piegate, non come vengono tradotte dai ribosomi..

Inoltre, il motivo peptidico riconosciuto da questo enzima non è la stessa sequenza eucariotica tri-peptidica..

Caratteristiche

Il N-gli oligosaccaridi attaccati alle glicoproteine ​​servono a vari scopi. Ad esempio, alcune proteine ​​richiedono questa modifica post-traduzionale per ottenere il corretto ripiegamento della loro struttura..

Per altri, fornisce stabilità, evitando la degradazione proteolitica o perché questa porzione è necessaria per svolgere la loro funzione biologica..

Poiché gli oligosaccaridi hanno un forte carattere idrofilo, la loro aggiunta covalente a una proteina ne modifica necessariamente la polarità e la solubilità, che possono avere rilevanza dal punto di vista funzionale..

Una volta attaccati alle proteine ​​di membrana, gli oligosaccaridi sono preziosi vettori di informazioni. Partecipano ai processi di segnalazione, comunicazione, riconoscimento, migrazione e adesione cellulare.

Hanno un ruolo importante nella coagulazione del sangue, nella guarigione e nella risposta immunitaria, nonché nell'elaborazione del controllo della qualità delle proteine, che è dipendente dai glicani e indispensabile per la cellula..

Importanza

Almeno 18 malattie genetiche sono state collegate alla glicosilazione delle proteine ​​negli esseri umani, alcune delle quali comportano uno scarso sviluppo fisico e mentale, mentre altre possono essere fatali.

Esiste un numero crescente di scoperte relative alle malattie da glicosilazione, soprattutto nei pazienti pediatrici. Molti di questi disturbi sono congeniti e hanno a che fare con difetti associati alle fasi iniziali della formazione di oligosaccaridi o alla regolazione degli enzimi che partecipano a questi processi..

Poiché gran parte delle proteine ​​glicosilate costituiscono il glicocalice, c'è un crescente interesse nel verificare che mutazioni o alterazioni nei processi di glicosilazione possano essere correlate al cambiamento nel microambiente delle cellule tumorali e quindi promuovere la progressione dei tumori e lo sviluppo di metastasi in pazienti affetti da cancro.

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