Кіріспе
Гликозилфосфатидил инозитол немесе гликофосфатидил инозитол (GPI) – белоктарға қосыла алатын фосфоглицерид. Посттрансляциялық модификация кезінде GPI белоктың C-терминалына жалғастырылады. Нәтижесінде пайда болатын GPI-бекітілген ақуыздар әртүрлі биологиялық процестерде маңызды рөл атқарады. GPI фосфатидил инозитол тобынан, көмірсутектерден тұратын байланыстырушы тізбек арқылы (глюкозамин және манноза инозитол қалдықтарына гликозидтік байланыс арқылы) және этаноламин фосфаты (EtNP) көпірі арқылы піскен белоктың C-терминалды аминқышқылына жалғанады. Гидрофобты фосфатидил инозитол тобындағы екі май қышқылы ақуызды жасуша мембранасына бекітеді.
Glycosylphosphatidylinositol or glycophosphatidylinositol (GPI) is a phosphoglyceride that can be attached to the C terminus of a protein during posttranslational modification. The resulting GPI anchored proteins play key roles in a wide variety of biological processes. GPI is composed of a phosphatidylinositol group linked through a carbohydrate containing linker (glucosamine and mannose glycosidically bound to the inositol residue) and via an ethanolamine phosphate (EtNP) bridge to the C terminal amino acid of a mature protein. The two fatty acids within the hydrophobic phosphatidyl inositol group anchor the protein to the cell membrane.
Синтез
Гликозильденген (GPI-ге бекітілген) ақуыздар сигналдық тізбекке ие, осылайша оларды эндоплазмалық ретикулумға (ER) бағыттайды. Ақуыз ко-трансляциялық түрде транслокон арқылы ER мембранасына енгізіледі және гидрофобтық C ұшы арқылы ER мембранасына бекітіледі; ақуыздың басым бөлігі ER люменіне дейін созылады. Гидрофобтық C терминалды тізбек кесіліп алынып, GPI анкерімен алмастырылады. Ақуыз секреторлық жолмен өңделгенде, ол везикулалар арқылы Гольги аппаратына және соңында плазмалық мембранаға жеткізіледі, онда ол жасуша мембранасының қапталына бекітіледі. Глипиляция мұндай ақуыздарды мембранаға бекітудің жалғыз тәсілі болғандықтан, фосфолипазалармен оны кесу нәтижесінде ақуыз мембранадан бақыланатын түрде босатылады. Бұл механизм in vitro жағдайында қолданылады; яғни, ферменттік талдауларда мембраналардан босатылған мембраналық ақуыздар глипиляцияланған ақуыздар болып табылады.
Қиылысу
Фосфолипаза С (ФЛС) – GPI-ге бекітілген белоктардағы фосфоглицерол байланысын кесетін фермент. ФЛС-пен өңдеу сыртқы жасушалық мембранадан GPI-мен байланысты белоктардың босауына алып келеді. Т-жасуша маркері Thy 1 және ацетилхолинестераза, сондай-ақ ішек және плаценталық сілтілік фосфатазалар GPI-мен байланысты екені белгілі және ФЛС-пен өңдеу кезінде босатылады. GPI-мен байланысты белоктар липидтік салдарда орналасқан деп есептеледі, бұл плазмалық мембрананың микродомендерінде жоғары деңгейде ұйымдасқандығын көрсетеді.
Адамда
GPI анкерінің синтезіндегі ақаулар сирек кездесетін, мысалы, пароксизмалық түнгі гемоглобинурия (PNH) және ақыл-ой кемістігі синдромымен гиперфосфатазия (HPMRS) сияқты тұқым қуалау ауруларында кездеседі. ПНХ кезінде, GPI синтезі үшін қажетті қан түбіршік жасушаларындағы соматикалық ақаулық, қызыл қан жасушаларында ыдырауды жеделдететін фактордың (DAF) және CD59-ның бұрыс GPI байланысына алып келеді. ПНХ-тың ең көп таралған себебі – Х хромосомалық PIGA геніндегі соматикалық мутациялар. Дегенмен, аутосомалық PIGT геніндегі ұрпақтан мұраға қалған мутациясы және екінші соматикалық зақымдануы бар ПНХ жағдайы да хабарланған. Егер осы ақуыздар жасуша бетіне байланыспаса, комплемент жүйесі жасушаны лиздеуі мүмкін, ал көптеген қызыл қан жасушалары жойылып, гемоглобинурияға әкеледі. HPMRS ауруымен ауыратын науқастарда PIGV, PIGO, PGAP2 және PGAP3 гендерінде ауруды тудыратын мутациялар анықталған.
Басқа түрлерде
Ұйқы ауруын қоздыратын Trypanosoma brucei протозонының өзгермелі беткі гликопротеиндері GPI тірегі арқылы плазмалық мембранаға бекітіледі.