PROTEIN GLYCOSYLATION: MGA URI, PROSESO AT PAG-ANDAR - BIOLOGY - 2026

Ang glycosylation ng protina ay isang pagbabago sa posttranslational ay ang pagdaragdag ng mga oligosaccharide chain linear o branched protein. Ang nagresultang mga glycoproteins ay karaniwang mga protina sa ibabaw at protina ng pathoryo.

Ang Glycosylation ay isa sa mga pinakakaraniwang pagbabago ng peptide sa mga eukaryotic na organismo, ngunit ipinakita rin na maganap sa ilang mga species ng archaea at bacteria.

Halimbawa ng mga kadena ng oligosaccharide na maaaring magbigkis sa mga protina sa pamamagitan ng glycosylation (Dna 621, mula sa Wikimedia Commons)

Sa mga eukaryotes, ang mekanismo na ito ay nangyayari sa pagitan ng endoplasmic reticulum (ER) at Golgi complex, kasama ang interbensyon ng iba't ibang mga enzymes na kapwa sa mga proseso ng regulasyon at sa pagbuo ng mga bono + ng oligosaccharide covalent bond.

Mga uri ng glycolysis

Depende sa nagbubuklod na site ng oligosaccharide sa protina, ang glycosylation ay maaaring maiuri sa 4 na uri:

N-

Ito ang pinaka-karaniwan sa lahat at nangyayari kapag ang mga oligosaccharides ay nagbubuklod sa nitrogen ng grupo ng amide ng mga asparagine na nalalabi sa motibo ng Asn-X-Ser / Thr, kung saan ang X ay maaaring maging anumang amino acid maliban sa prolyo.

O

Kapag ang mga karbohidrat ay nagbubuklod sa hydroxyl group ng serine, threonine, hydroxylysine, o tyrosine. Ito ay isang hindi gaanong karaniwang pagbabago at mga halimbawa ay mga protina tulad ng collagen, glycophorin, at mga mucins.

C-

Binubuo ito ng pagdaragdag ng isang nalalabi na mannose na nagbubuklod sa protina sa pamamagitan ng isang CC bond na may C2 ng grupo ng indole sa mga nalalabi na tryptophan.

Pagkuha (mula sa Ingles "

Ang isang polysaccharide ay kumikilos bilang isang tulay upang maglakip ng isang protina sa isang glycosylphosphatidylinositol (GPI) anchor sa lamad.

Proseso

Sa mga eukaryotes

N -glycosylation ay ang isa na napag-aralan sa pinaka detalyado. Sa mga selula ng mammalian ang proseso ay nagsisimula sa magaspang na ER, kung saan ang isang preformed polysaccharide ay nagbubuklod sa mga protina habang lumabas mula sa mga ribosom.

Ang nasabing precursor polysaccharide ay binubuo ng 14 na nalalabi ng asukal, ay: 3 glucose (Glc), 9 mannose (Man) at 2 N-acetyl glucosamine (GlcNAc) na nalalabi.

Ang hudyat na ito ay karaniwan sa mga halaman, hayop, at mga single-celled eukaryotic organism. Ito ay nakasalalay sa lamad salamat sa isang bono na may isang molekula dolichol, isang isoprenoid lipid na naka-embed sa ER lamad.

Matapos ang synthesis nito, ang oligosaccharide ay inilipat ng oligosacaryltransferase enzyme complex sa isang nalalabi na asparagine na kasama sa sunud-sunod na tri-peptide na Asn-X-Ser / Thr ng isang protina habang ito ay isinalin.

Ang tatlong labi ng Glc sa dulo ng oligosaccharide ay nagsisilbing isang senyas para sa tamang synthes na oligosaccharide, at na-clear kasama ang isa sa mga natitirang Man bago ang protina ay dinala sa Golgi apparatus para sa karagdagang pagproseso.

Sa sandaling sa Golgi apparatus, ang mga bahagi ng oligosaccharide na nakakabit sa glycoproteins ay maaaring mabago sa pamamagitan ng pagdaragdag ng galactose, sialic acid, fucose, at marami pang iba pang nalalabi, na nagbubunga ng mga kadena na mas malaki ang pagkakaiba-iba at pagiging kumplikado.

Pagproseso ng Oliosaccharide (Dna 621, mula sa Wikimedia Commons)

Ang makinarya ng enzymatic na kinakailangan upang maisagawa ang mga proseso ng glycosylation ay may kasamang maraming glycosyltransferases para sa pagdaragdag ng mga asukal, glycosidases para sa kanilang pagtanggal, at iba't ibang mga transportasyon ng asukal sa nucleotide para sa kontribusyon ng mga nalalabi na ginagamit bilang mga substrates.

Sa prokaryotes

Ang mga bakterya ay walang mga system ng intracellular membrane, kaya ang pagbuo ng paunang oligosaccharide (na may 7 na nalalabi) ay nangyayari sa cytosolic na bahagi ng lamad ng plasma.

Ang nasabing precursor ay synthesized sa isang lipid na pagkatapos ay isinalin ng isang ATP na umaasa sa flipase sa periplasmic space, kung saan nangyayari ang glycosylation.

Ang isa pang mahalagang pagkakaiba sa pagitan ng eukaryotic at prokaryotic glycosylation ay ang enzyme oligosaccharide transferase (oligosacaryltransferase) mula sa bakterya ay maaaring maglipat ng mga nalalabi ng asukal sa libreng mga bahagi ng mga nakatiklop na mga protina, hindi tulad ng isinalin ng mga ribosom.

Bukod dito, ang motibo ng peptide na kinikilala ng enzim na ito ay hindi magkatulad na pagkakasunud-sunod ng eukaryotic tri-peptide.

Mga Tampok

Ang mga N-oligosaccharides na nakakabit sa glycoproteins ay naglilingkod sa iba't ibang mga layunin. Halimbawa, ang ilang mga protina ay nangangailangan ng pagbabago sa post-translational na ito upang makamit ang tamang pagtitiklop ng kanilang istraktura.

Sa iba ay nagbibigay ito ng katatagan, alinman sa pamamagitan ng pag-iwas sa pagbawas ng proteolytic o dahil ang bahaging ito ay kinakailangan para sa kanila upang matupad ang kanilang biological function.

Dahil ang oligosaccharides ay may isang malakas na hydrophilic character, ang kanilang covalent karagdagan sa isang protina ay kinakailangang baguhin ang polarity at pagkasunud-sunod nito, na maaaring magkaroon ng kaugnayan mula sa isang functional point of view.

Kapag nakalakip sa mga protina ng lamad, ang oligosaccharides ay mahalagang mga carrier ng impormasyon. Nakikilahok sila sa mga proseso ng pagbibigay ng senyas ng cell, komunikasyon, pagkilala, paglipat at pagdirikit.

Mayroon silang isang mahalagang papel sa pangangalap ng dugo, pagpapagaling at pagtugon sa immune, pati na rin sa pagproseso ng kontrol ng kalidad ng protina, na kung saan ay umaasa sa glycan at kailangang-kailangan para sa cell.

Kahalagahan

Hindi bababa sa 18 mga sakit sa genetic na na-link sa glycosylation ng protina sa mga tao, na ang ilan ay nagsasangkot sa hindi magandang pisikal at mental na pag-unlad, habang ang iba ay maaaring nakamamatay.

Mayroong isang lumalagong bilang ng mga pagtuklas na may kaugnayan sa mga sakit na glycosylation, lalo na sa mga pasyente ng pediatric. Marami sa mga karamdaman na ito ay congenital at may kinalaman sa mga depekto na nauugnay sa mga unang yugto ng pagbuo ng oligosaccharide o sa regulasyon ng mga enzymes na nakikilahok sa mga prosesong ito.

Dahil ang isang malaking bahagi ng glycosylated protein ay bumubuo ng glycocalyx, mayroong isang pagtaas ng interes sa pagpapatunay na ang mga mutasyon o pagbabago sa mga proseso ng glycosylation ay maaaring nauugnay sa pagbabago sa microenvironment ng mga cells ng tumor at sa gayon ay nagtaguyod ng pag-unlad ng mga bukol at pagbuo ng metastases sa mga pasyente ng cancer.

Mga Sanggunian

1. Aebi, M. (2013). N-naka-link na protina glycosylation sa ER. Biochimica et Biophysica Acta, 1833 (11), 2430–2437.
2. Dennis, JW, Granovsky, M., & Warren, CE (1999). Protein glycosylation sa pag-unlad at sakit. BioEssays, 21 (5), 412-421.
3. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., … Martin, K. (2003). Molekular na Cell Biology (Ika-5 ed.). Freeman, WH & Company.
4. Luckey, M. (2008). Ang biology na istruktura ng lamad: na may mga pundasyong biochemical at biophysical. Pressridge University Press. Nakuha mula sa www.cambrudge.org/9780521856553
5. Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Mga Prinsipyo ng Lehninger ng Biochemistry. Mga Edisyon ng Omega (Ika-5 ed.).
6. Nothaft, H., & Szymanski, CM (2010). Protina glycosylation sa bakterya: Mas matamis kaysa dati. Mga Review ng Kalikasan Mikrobiolohiya, 8 (11), 765-758.
7. Ohtsubo, K., & Marth, JD (2006). Glycosylation sa Cellular Mekanismo ng Kalusugan at Sakit. Cell, 126 (5), 855-867.
8. Spiro, RG (2002). Protein glycosylation: kalikasan, pamamahagi, pagbuo ng enzymatic, at mga implikasyon ng sakit ng mga bono ng glycopeptide. Glycobiology, 12 (4), 43R-53R.
9. Stowell, SR, Ju, T., & Cummings, RD (2015). Protina Glycosylation sa Kanser. Taunang Pagsusuri sa Patolohiya: Mga Mekanismo ng Sakit, 10 (1), 473–510.
10. Strasser, R. (2016). Magtanim ng protina glycosylation. Glycobiology, 26 (9), 926–939.
11. Xu, C., & Ng, DTW (2015). Glycosylation-nakadirekta kalidad na kontrol ng protina natitiklop. Mga Review ng Kalikasan ng Molecular Cell Biology, 16 (12), 742-752.
12. Zhang, X., & Wang, Y. (2016). Glycosylation Quality Control ng Golgi Structure. Journal of Molecular Biology, 428 (16), 3183–3193.