Кіріспе
Олигосахаридтермен модификацияланған ақуыздар. Гликопротеиндер – аминқышқылдарының жанама тізбектеріне ковалентті байланысқан олигосахарид тізбектерін қамтитын ақуыздар. Көмірсулар ақуызға бірдей трансляция немесе посттрансляциялық модификация арқылы қосылады. Бұл процесс гликозилдеу деп аталады. Сыртқа бөлінетін жасушадан тыс ақуыздар көбінесе гликозилденген. Ақуыздарда жасушадан тыс кеңейтімдер болған жағдайда, олардың сыртқы сегменттері де жиі гликозилденеді. Гликопротеиндер жасуша-жасуша өзара әрекеттесуде маңызды интегралды мембраналық ақуыздар болып табылады. Секреторлық жүйенің эндоплазмалық ретикулумға негізделген гликозилдеуін, цитозольдік ядролық гликозилдеуден ажырату маңызды, ол қайтымды болып табылады. Цитозоль мен ядроның гликопротеиндері фосфорилдануға кері болатын жалғыз GlcNAc қалдығын қосу арқылы модификациялана алады және олардың функциялары фосфорилдануға негізделген сигналды басқаратын қосымша реттеу механизмі болуы мүмкін. Керісінше, классикалық секреторлық гликозилдеу құрылымдық тұрғыдан маңызды болуы мүмкін. Мысалы, аспарагинге байланысты, яғни N-байланысты гликозилдеуді тежеу гликопротеиннің дұрыс бүктелуіне кедергі келтіруі мүмкін, ал толық тежеу жеке жасуша үшін уытты болуы мүмкін. Гликан өңдеу процесінің (гликанға көмірсу қалдықтарын ферменттік жолмен қосу/алып тастау) бұзылуы, эндоплазмалық ретикулумда да, Гольджи аппаратында да жүреді, оқшауланған жасушалар үшін қажет емес (гликозидтерді тежеушілермен тірі қалу дәлелі), бірақ адам ауруларына (гликозилдеудің туа біткен бұзылуларына) әкелуі және жануарлар моделінде өлімге ұшыратуы мүмкін. Сондықтан гликандардың нақты өңделуі жасушалардың тасымалдануы сияқты эндогендік функциялар үшін маңызды, бірақ бұл, әдетте, хост-патоген өзара әрекеттесудегі рөліне екіншілік болуы мүмкін. Бұл соңғы әсердің танымал мысалы – ABO қан тобы жүйесі. Гликопротеиндердің әртүрлі түрлері бар, бірақ ең көп таралғандары N-байланысты және O-байланысты гликопротеиндер. Бұл екі типті гликопротеиндер олардың атауларын беретін құрылымдық айырмашылықтармен ерекшеленеді. Гликопротеиндердің құрамы әртүрлі, сондықтан антиденелер немесе гормондар сияқты көптеген қосылыстарды құрайды. Денедегі кең функциялық спектріне байланысты, медициналық қолдану үшін гликопротеин синтезіне қызығушылық артып келеді. Гликопротеиндерді синтездеудің бірнеше әдістері бар, соның ішінде рекомбинация және ақуыздардың гликозилделуі.
Glycoproteins are proteins which contain oligosaccharide chains covalently attached to amino acid side chains. The carbohydrate is attached to the protein in a cotranslational or posttranslational modification. This process is known as glycosylation. Secreted extracellular proteins are often glycosylated. In proteins that have segments extending extracellularly, the extracellular segments are also often glycosylated. Glycoproteins are also often important integral membrane proteins, where they play a role in cell–cell interactions. It is important to distinguish endoplasmic reticulum based glycosylation of the secretory system from reversible cytosolic nuclear glycosylation. Glycoproteins of the cytosol and nucleus can be modified through the reversible addition of a single GlcNAc residue that is considered reciprocal to phosphorylation and the functions of these are likely to be an additional regulatory mechanism that controls phosphorylation based signalling. In contrast, classical secretory glycosylation can be structurally essential. For example, inhibition of asparagine linked, i. e. N linked, glycosylation can prevent proper glycoprotein folding and full inhibition can be toxic to an individual cell. In contrast, perturbation of glycan processing (enzymatic removal/addition of carbohydrate residues to the glycan), which occurs in both the endoplasmic reticulum and Golgi apparatus, is dispensable for isolated cells (as evidenced by survival with glycosides inhibitors) but can lead to human disease (congenital disorders of glycosylation) and can be lethal in animal models. It is therefore likely that the fine processing of glycans is important for endogenous functionality, such as cell trafficking, but that this is likely to have been secondary to its role in host pathogen interactions. A famous example of this latter effect is the ABO blood group system. Though there are different types of glycoproteins, the most common are N linked and O linked glycoproteins. These two types of glycoproteins are distinguished by structural differences that give them their names. Glycoproteins vary greatly in composition, making many different compounds such as antibodies or hormones. Due to the wide array of functions within the body, interest in glycoprotein synthesis for medical use has increased. There are now several methods to synthesize glycoproteins, including recombination and glycosylation of proteins.
Гликозилдеу түрлері
Гликозилдеудің бірнеше түрі бар, бірақ ең көп кездесетіні алғашқы екеуі. N гликозилдеуде қанттар азотқа, әдетте аспарагиннің амидтік тізбегіне қосылады. O гликозилдеуде қанттар оттегіге, әдетте серинге немесе треонинге, сондай-ақ тирозинге немесе гидроксилизин және гидроксипролин сияқты канондық емес аминқышқылдарына қосылады. P гликозилдеуде қанттар фосфоссериндегі фосфорға қосылады. C гликозилдеуде қанттар тікелей көміртекке қосылады, мысалы, триптофанға манноза қосылуында. S гликозилдеуде бета-GlcNAc цистеин қалдығының күкірт атомына қосылады. Глипиацияда GPI гликолипиді мембраналық бекіткіш ретінде қызмет ететін полипептидтің C ұшына қосылады. Гликация, сондай-ақ ферменттік емес гликозилдеу деп те аталады, қанттар ферменттің бақылауысыз, бірақ Майлард реакциясы арқылы ақуыз немесе липид молекуласына ковалентті байланысады.
Құрылымы
Барлық гликопротеиндердің негізгі құрылымдық ерекшелігі – олигосахаридтердің ақуызға коваленттік байланыс арқылы тіркелуі.
Мысалдар
Олигосахаридтік тізбектердің бірегей өзара әрекеттесуінің әртүрлі қолданылулары бар. Біріншіден, ол бұрыс бүлінген ақуыздарды анықтап, сапаны бақылауға көмектеседі. Өзгергіш беткі гликопротеиндер ұйқы ауруы трипанозома паразитіне қабылдаушының иммундық жауабынан қашуға мүмкіндік береді. Адам иммуножеткіліксіздігі вирусының вирус тікені ауыр гликозильденген. Тікеннің шамамен жартысы гликозильдеу болып табылады және гликандар антиденелердің тануын шектейді, себебі гликандар қабылдаушы жасушалармен құрастырылады және сондықтан көбінесе «өзіндік» болып табылады. Уақыт өте келе, кейбір пациенттерде ВИЧ гликандарын танитын антиденелер пайда болады және «жоғары бейтараптандыратын антиденелер» (bnAbs) деп аталатындардың көбісі кейбір гликандарды таниды. Бұл негізінен гликандардың ерекше жоғары тығыздығы гликандардың қалыпты жетілуіне кедергі келтіреді, сондықтан олар ерте, жоғары маннозалы күйде қалады. Бұл иммундық тануға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, бұл гликандар негізгі ақуызға қарағанда әлдеқайда аз өзгермелі болғандықтан, вакцина әзірлеу үшін перспективті нысаналар ретінде пайда болды. P-гликопротеиндер ісікке қарсы зерттеулер үшін маңызды, себебі олар ісікке қарсы препараттардың әсерін тоқтатуға қабілетті. P-гликопротеин немесе көп дәрілік тасымалдаушы (MDR1) – бұл қосылыстарды жасушалардан шығаратын ABC тасымалдаушының түрі. text=Гликопротеин – ақуызға ковалентті байланысқан көмірсутектерден (немесе гликандардан) тұратын қосылыс. Көмірсутектер моносахарид, дисахарид(тер), олигосахарид(тер), полисахарид(тер) немесе олардың туындылары (мысалы, сульфо- немесе фосфо-субститутталған) түрінде болуы мүмкін. Бір, бірнеше немесе көптеген көмірсутек бірліктері болуы мүмкін. Протеогликандар – гликопротеиндердің бір түрі, онда көмірсутек бірліктері амин қанттарын қамтитын полисахаридтер болып табылады. Мұндай полисахаридтер гликозаминогликандар деп те аталады.