glykoproteiinit

Noin puolet kaikista proteiineista on ihmiskehossa glykoproteiinit. Aineilla on merkitys solukomponenteina sekä immuunijärjestelmissä. Ne muodostuvat pääasiassa osana ns. N-glykosylaatiota ja, jos ne kootaan väärin, voivat aiheuttaa vakavia sairauksia.

Mitä glykoproteiinit ovat?

Glykoproteiinit ovat proteiineja, joissa on puumaisia ​​haaroittuneita heteroglykaanitähteitä. Niiden koostumus on yleensä viskoosi. Makromolekyylit sisältävät kovalenttisesti sitoutuneet sokeriryhmät.

Ne koostuvat monosakkarideista, kuten glukoosista, fruktoosista, mannoosista tai asetyloidusta aminosokerista. Siksi niitä tunnetaan myös proteiineihin sitoutuneina oligosakkarideina. Kovalenttinen sidos voi tapahtua eri tavoin ja vastaa joko sidosta aminohappoihin seriini tai asparagiini. Sidos seriiniin kutsutaan O- ja se asparagiini-N-glykosylaatioon. N-glykosylaatioon osallistuvat glykoproteiinit vaihtelevat kooltaan. Ne vastaavat monosakkarideja, di- tai oligosakkarideja ja jopa polysakkarideja.

Monosakkaridien osuuden mukaan ne jaetaan suurmannoosisiin, kompleksi- ja hybridi glykoproteiineihin. Mannoosirikkaassa ryhmässä mannoosijäämät ovat pääosin. Monimutkaisessa ryhmässä sakkaridit ovat hallitsevia. Hybridiryhmä on hybridi. Glykoproteiinien hiilihydraattipitoisuus on välillä muutamia prosentteja ribonukleaaseilla ja jopa 85 prosenttia veriryhmän antigeeneillä.

Toiminto, vaikutukset ja tehtävät

Glykoproteiinit suorittavat lukuisia toimintoja ihmisen organismissa. Ne ovat solukalvojen rakenteellinen komponentti, ja niihin viitataan tässä yhteydessä myös rakenneproteiineina. Mutta ne sisältävät myös limaa ja toimivat nesteiden voiteluaineina.

Kalvoproteiineina ne edistävät solujen vuorovaikutusta. Joillakin glykoproteiineilla on myös hormonaalisia toimintoja, kuten kasvutekijä hCG. Aineet ovat yhtä tärkeitä kuin immunologiset komponentit immunoglobuliinien ja interferonien muodossa. Kaikki kehon vientiproteiinit ja membraaniproteiinit olivat edelleen glykoproteiineja, ainakin biosynteesin aikana. Ne ovat erityisen tärkeitä immuunijärjestelmän tunnistusreaktioissa, koska ne ovat vuorovaikutuksessa immunologisten T-solujen ja T-solureseptoreiden kanssa. Ihmisen veriplasmasta on eristetty erilaisia ​​plasmaproteiineja, joista vain albumiinilla ja esialbumiinilla ei ole sokerijäännöksiä.

Glykoproteiinien runsaus on uskomatonta. Viime kädessä melkein kaikissa solunulkoisesti liukoisissa proteiineissa ja entsyymeissä on sokeritähteitä. Hormonina glykoproteiineilla on pleiotrooppinen vaikutus ja siksi ne ovat kriittisen tärkeitä eri elinjärjestelmien toiminnalle. Hormonit TSH, HCG ja FSH ovat esimerkiksi glykoproteiineja. Kalvoproteiineina ne ovat edustettuina reseptorin, kuljettajan ja stabilointiaineen roolissa. Niillä on stabiloiva vaikutus, etenkin yhdessä glykolipidien kanssa. Yhdessä näiden aineiden kanssa ne muodostavat ns. Glykokalyksin, joka stabiloi soluja ilman soluseinää.

Koulutus, esiintyminen, ominaisuudet ja optimaaliset arvot

Yleisin glykoproteiinin muodostumisen muoto on N-glykosidinen sidos tai N-glykosylaatio asparagiiniksi. Sokeri sitoo itsensä typpivapaisiin happoamidiryhmiin. N-glykosylaatio tapahtuu endoplasmisessa retikulumissa. Siten muodostuneet N-glykosidit ovat merkityksellisin glykoproteiiniryhmä.

N-glykosylaatiossa sokerin esiaste murtaa kantajamolekyylin dolicholia riippumatta kohdeproteiinin aminohapposekvenssistä. OH-ryhmä molekyylin päässä on kytketty difosfaattiin. Molekyylien terminaaliseen fosfaattijäännökseen muodostuu oligosakkaridiprekursori. Seitsemän ensimmäistä sokeria kokoontuvat sytosolipuolelle. Kaksi N-asetyyliglukosamiinia ja viisi manoositähdettä on kiinnittynyt dolicholifosfaattiin. Sokerinukleotidit GDP-mannoosi ja UDP-N-asetyyli-glukosamiini esiintyvät luovuttajina. Prekursori kuljetetaan ER-kalvon läpi kuljetusproteiinin kautta.

Alustava vaihe on siten suunnattu endoplasmisen retikulumin sisäpuolelle, jossa siihen lisätään neljä mannoositähdettä. Lisäksi kasvatetaan glukoositähteitä. 14 sokeria pitkä prekursori siirretään lopulta proteiiniin. Toinen glykoproteiinien muodostumisreitti on O-glykosidinen sidos tai O-glykosylaatio seriiniin, joka tapahtuu solujen Golgi-laitteistossa. Sokeri on sitoutunut seriinin hydroksyyliryhmään. Glykoproteiiniarvot ovat erityisen merkityksellisiä suhteessa plasmaproteiineihin, koska niillä on rooli täydellisessä verimäärissä. Kaikkien glykoproteiinien normaaliarvojen luetteleminen erikseen tässä vaiheessa menisi soveltamisalan ulkopuolelle.

Sairaudet ja häiriöt

Joillakin geneettisillä sairauksilla on vaikutuksia glykosylaatioon. Yksi ryhmä sellaisia ​​sairauksia on CDG. Glykoproteiinien arvot ovat epänormaalit. Ne, joita kärsivät, kärsivät hitaasta kehityksestä, joka liittyy sekä fyysisiin että henkisiin ongelmiin.

Leikkuu voi olla toinen oire geneettiselle häiriölle. Glokoproteiinien muodostumiseen osallistuu yhteensä noin 250 erilaista geeniä. Synnynnäisten glykosylaatiohäiriöiden tapauksessa häiriöt hiilihydraattien sivuketjujen kiinnittymisessä proteiineihin johtuvat geneettisestä jakautumisesta. Translaation jälkeisessä modifikaatiossa proteiinit saavat täyden toiminnallisuutensa. Tässä prosessissa, kun entsyymit tai proteiinit, jotka rakentavat hiilihydraattisia sivuketjuja, kootaan epänormaalisti yhteen, syntyy CDG. Häiriöt vaikuttavat yleisimmin N-glykosylaatioon. Tähän mennessä on löydetty noin 30 entsyymivirhettä, joilla on vaikutusta N-glykosylaatioon.

Geneettiset O-glykosylaatiohäiriöt ovat jonkin verran harvinaisempia. Ne ilmenevät neuromuskulaarisissa monijärjestelmän sairauksissa, kuten Walker-Warburgin oireyhtymässä. Koska glykoproteiineilla on niin monia toimintoja organismissa, kliiniselle kuvalle on ominaista monenlaiset oireet. Syntyneet glykosylaatiohäiriöt voivat vaikuttaa kaikkiin elinjärjestelmiin. Psykomotoriset kehityshäiriöt ovat tärkein oire. Neurologiset poikkeavuudet ovat yhtä yleisiä. Koagulaatiohäiriöt tai endokriiniset häiriöt eivät myöskään ole harvinaisia.