Glikosilasyon

Glikosilasyon edilmiş bir dizi enzimatik içinde veya kimyasal reaksiyonlar karbonhidratlar bağlı için proteinler , lipidler veya başka aglikonlar . Elde edilen reaksiyon ürünü, proteinler söz konusu olduğunda bir glikoprotein veya peptidoglikan olarak bir glikozit olarak anılır .

özellikleri

Glikosilasyon, yaşamın her alanında, ancak farklı bir sıra ve sayıda karbonhidratta meydana gelir. Biyolojik sinyalleme süreçlerinde yer alan glikosilasyon modelleri çok spesifiktir ve bunların biyosentezleri, proteinlerin önemli bir translasyon sonrası modifikasyonudur . Çoğunluğu ökaryotik proteinler glikosillenmiş. Dahil olan oldukça spesifik enzimler, glikosiltransferazlar olarak adlandırılır . Bu tür post-translasyonel modifikasyonlar edilir incelenen çerçevesinde biyokimya Glikomik ve çerçevesinde biyolojide Glikobiyoloji . Çoğu bağırsak enfeksiyonu ajanı, bir enfeksiyon durumunda hücreye bağlanmak için glikosilasyonlara bağlanır.

Laboratuvar sentezi için kimyasal glikosilasyon yöntemleri de geliştirilmiştir. Amin ve indirgen şeker arasında enzim katılımı olmaksızın kimyasal bir reaksiyon olarak glikosilasyon ve glikasyon arasında bir ayrım yapılır .

işlevi

Glikosilasyon, çok farklı işlevlere hizmet eder. Bir yandan bazı proteinlerin stabilitesini arttırır ve proteolitik bozunmaya karşı korur . Birçok protein , önceden glikosile edilmemişlerse doğru şekilde katlanmazlar - bu nedenle glikosilasyon, fizyolojik olarak işlevsel protein yapısına hizmet edebilir . Aynı zamanda bağlanma partnerleri (örneğin insülin reseptörü ) için afiniteyi değiştirebilir . Sinyal peptitlerine ek olarak , glikosilasyon ayrıca hücre içi taşıma ( protein hedefleme ) ve ekzositoza hizmet eder : glikoproteinler hücre membranına taşınır. Glikosile olmayan proteinler, hücre dışı matrise salınamaz . Sakkaritler ayrıca hücre zarlarının yapısal bileşenleri olarak görev yapar ve hücre etkileşimine katkıda bulunur . Eritrosit yüzey proteinlerinin farklı glikosilasyonu, birçok memelide farklı kan gruplarına yol açar . Glikosilasyon , mukoza zarında veya mukusta bir yağlayıcı olarak da işlev görebilir .

Proteinlerin Glikosilasyonu

Enzimler tarafından katalize edilen çeşitli yöntemler endoplazmik retikulum , kısmen, daha sonra içinde (RER) ve Golgi aygıtı gibi proteinlerin glikosilasyon, kurşun, N- glikosilasyon ile ilgili asparagin veya O -glikosilasyon ile ilgili serin veya treonin . Bu işlemlerin ortak özelliği, çok spesifik olmalarıdır: yalnızca belirli amino asitler glikosile edilir ve ilgili karbonhidrat grubunun bileşimi çok spesifiktir. O - glikosilasyonda, glikoproteinler rER'de glikosilasyondan sonra nihai formlarında değildir, ancak bazen Golgi aparatında hala modifiye edilmektedir. Golgi aparatında tam glikosilasyon gerçekleşmez.

Glikoproteinleri tarafından bakterilerde olan Oligosaccharyltransferasen (OTasen) ve proteinin N - ve proteini O -Glycosyltransferasen (PGTasen) glikosile.

Lipidlerin Glikosilasyonu

Glikolipidler, lipidlerin enzimatik olarak aracılık edilen glikosilasyonu sırasında oluşur. Oligosakarid parçası glikolipitler, genellikle dış sunulmuştur hücre membranı tek tek hücreler arasında veya sinyal iletimi (etkileşim önemli bir rol oynar, Glikokaliks ).

Glikosilasyon mutasyonları

Çeşitli kalıtsal hastalıklar , fizyolojik olarak daha az etkili olan yanlış veya eksik glikosilasyona yol açar. Mutasyona bağlı olarak, glikosile edilecek biyopolimer veya glikosile edici enzim kusurlu olabilir. Örneğin, Marfan sendromunun bir formu , fibrillinin uygunsuz glikosilasyonundan kaynaklanır .

Bakteriyel ekspresyon sistemleri , genellikle proteinleri glikosile etmemeleri için genetik olarak modifiye edilmiştir. Yol tasarımı yoluyla , farklı insan dışı ekspresyon sistemlerindeki glikosilasyon, insan glikosilasyon modellerine adapte edilebilir .

Glikasyon

Azalan karbonhidratlar ve aminler arasında (örneğin amino asitlerde ) enzim katılımı olmayan bir kimyasal reaksiyona glikasyon denir. Bu Maillard reaksiyonu , ilerlemektedir bir ile Schiff bazı ile Amadori ürünü , bir glikosit oluşumuna neden ancak daha ziyade bir α-aminoketon için yeniden düzenlenişi yoluyla değil, R-NH-CH ₂ -C (O) -R'.

Ayrıca bakınız

• Glikobiyoloji

Edebiyat

• SA Brooks: Çeşitli hücre sistemlerinde protein glikosilasyon: rekombinant proteinlerin modifikasyonu ve analizi için çıkarımlar. In: Expert Rev Proteomics. 3 (3), 2006, s. 345-359. PMID 16771706 .
• FY Tan, CM Tang, RM Exley: Şeker kaplama: bakteriyel protein glikosilasyonu ve konakçı-mikrop etkileşimleri. İçinde: Biyokimyasal Bilimlerdeki Eğilimler . Cilt 40, sayı 7, Temmuz 2015, sayfa 342-350, doi: 10.1016 / j.tibs.2015.03.016 . PMID 25936979
• HH Donma: İnsan gebeliğindeki genetik kusurlar. İçinde: Nat Rev Genet . 7 (7), 2006, s. 537-551. PMID 16755287 .
• Hubert Rehm : Deneyci : Protein Biyokimyası / Proteomik . 5. baskı. Spectrum Akademik Yayınevi, Heidelberg 2006, ISBN 3-8274-1726-0 .

İnternet linkleri

• GlyProt : Proteinlerin in-silico N-glikosilasyonu
• "Şeker Kodu" kitabından ek materyal

Bireysel kanıt

1. ^ ^{A b} E. Valguarnera, RL Kinsella, MF Feldman: Şeker ve Baharat Bakterileri Güzel Yapmaz : Protein Glikosilasyonu ve Patogenezdeki Etkisi. İçinde: Moleküler biyoloji dergisi. Cilt 428, sayı 16, Ağustos 2016, sayfa 3206–3220, doi: 10.1016 / j.jmb.2016.04.013 . PMID 27107636 .
2. ↑ K. Kato, A. Ishiwa: Enterik patojenlerin enfeksiyon stratejilerinde karbonhidratların rolü. İçinde: Tropikal tıp ve sağlık. Cilt 43, sayı 1, Mart 2015, sayfa 41–52, doi: 10.2149 / tmh.2014-25 . PMID 25859152 , PMC 4361345 (ücretsiz tam metin).
3. ↑ ^{a b} A. Naegeli, M. Aebi: Bakterilerde N-Bağlı Protein Glikosilasyon Mühendisliğinde Güncel Yaklaşımlar. İçinde: Moleküler biyolojide yöntemler. Cilt 1321, 2015, s. 3–16, doi : 10.1007 / 978-1-4939-2760-9_1 . PMID 26082211 .
4. ^ AH Khan, H. Bayat, M. Rajabibazl, S. Sabri, A. Rahimpour: Ökaryotik ifade sistemlerinde glikosilasyon yollarını insanlaştırmak . İçinde: Dünya mikrobiyoloji ve biyoteknoloji dergisi. Cilt 33, sayı 1, Ocak 2017, s.4 , doi: 10.1007 / s11274-016-2172-7 . PMID 27837408 .