Glikoproteini

Približno polovica vseh beljakovin je v človeškem telesu Glikoproteini. Snovi igrajo vlogo celičnih sestavin in imunskih snovi. V glavnem nastajajo kot del tako imenovane N-glikozilacije in lahko povzročijo resne bolezni, če niso pravilno sestavljene.

Kaj so glikoproteini?

Glikoproteini so beljakovine z drevesno razvejanimi ostanki heteroglikana. Običajno so viskozne konsistence. Makromolekule vsebujejo kovalentno vezane skupine sladkorja.

Sestavljeni so iz monosaharidov, kot so glukoza, fruktoza, manoza ali acetilirani amino sladkor. Zato so znani tudi kot beljakovinski oligosaharidi. Kovalentna vez lahko poteka na različne načine in ustreza bodisi vezi z aminokislininim serinom ali asparaginom. Vezo na serin imenujemo O- in to za asparaginiranje N-glikozilacije. Glikoproteini, ki sodelujejo pri N-glikozilaciji, se razlikujejo po velikosti. Ustrezajo monosaharidi, di- ali oligosaharidi in celo polisaharidi.

Po deležu monosaharidov jih delimo na glikoproteine ​​z visoko manozo, kompleksnimi in hibridnimi glikoproteini. V skupini, ki je bogata z manozo, prevladujejo ostanki manoze. V kompleksni skupini prevladujejo saharidi. Hibridna skupina je hibrid. Vsebnost ogljikovih hidratov glikoproteinov je med nekaj odstotki za ribonukleaze in do 85 odstotkov za antigene krvne skupine.

Funkcija, učinek in naloge

Glikoproteini izpolnjujejo številne funkcije v človeškem organizmu. So strukturna sestavina celičnih membran in v tem kontekstu jih imenujemo tudi strukturni proteini. Najdemo jih tudi v sluzi in jih uporabljamo kot maziva v tekočinah.

Kot membranski proteini prispevajo k celični interakciji. Nekateri glikoproteini imajo tudi hormonske funkcije, na primer rastni faktor hCG. Snovi so prav tako pomembne kot imunološke komponente v obliki imunoglobulinov in interferonov. Vsi izvozni proteini in membranske beljakovine v telesu so bili še vedno glikoproteini, vsaj med biosintezo. Zlasti so pomembne za prepoznavne reakcije v imunskem sistemu, saj medsebojno delujejo z imunološkimi T-celicami in T-celičnimi receptorji. V človeški krvni plazmi so bile izolirane različne beljakovine v plazmi, od katerih le albumin in prealbumin nimata ostankov sladkorja.

Obilje glikoproteinov je neverjetno. Navsezadnje skoraj vsi zunajtelesno topni proteini in encimi vsebujejo ostanke sladkorja. Kot hormoni imajo glikoproteini pleiotropni učinek in so zato ključni za delovanje različnih organskih sistemov. Hormoni TSH, HCG in FSH so na primer glikoproteini. Kot membranski proteini so predstavljeni v vlogi receptorjev, pa tudi prenašalcev in stabilizatorjev. Imajo stabilizirajoč učinek, zlasti skupaj z glikolipidi. Skupaj s temi snovmi tvorijo tako imenovani glikokaliks, ki stabilizira celice brez celične stene.

Izobraževanje, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti

Najpogostejša tvorba glikoproteinov je N-glikozidna vez ali N-glikozilacija z asparaginom. Sladkor se veže na amidne skupine brez dušika. N-glikozilacija poteka v endoplazmatskem retikulu. Tako nastali N-glikozidi so najpomembnejša skupina glikoproteinov.

Pri N-glikoziliranju se predhodnik sladkorja sintetizira na molekuli dohohola, neodvisno od aminokislinskega zaporedja ciljnega proteina. Skupina OH na koncu molekule je povezana z difosfatom. Na terminalnem ostanku molekul nastane predhodnik oligosaharida. Prvih sedem sladkorjev se sestavi na strani citosole. Na dolichol fosfat sta pritrjena dva N-acetil-glukozamina in pet manoznih ostankov. Kot darovalca se pojavljata sladkorna nukleotida GDP-manoza in UDP-N-acetil-glukozamin. Prekursor se skozi ER membrano transportira prek transportnega proteina.

Predhodnik je tako usmerjen v notranjost endoplazmatskega retikuluma, kjer se vanj dodajo štirje ostanki manoze. Poleg tega se gojijo ostanki glukoze. 14 predhodnikov sladkorja se na koncu prenese v beljakovine. Druga tvorbena pot glikoproteinov je O-glikozidna vez ali O-glikozilacija na serin, ki poteka v Golgijevem aparatu celic. Sladkor je vezan na hidroksilno skupino serina. Vrednosti glikoproteina so še posebej pomembne glede na plazemske beljakovine, saj igrajo vlogo pri celotni krvni sliki. Če bi našteli vse normalne vrednosti glikoproteinov posamično, bi to preseglo področje uporabe.

Bolezni in motnje

Nekatere genetske bolezni vplivajo na glikozilacijo. Ena skupina takih bolezni je CDG. Glikoproteini kažejo nenormalne vrednosti. Prizadeti trpijo zaradi upočasnjenega razvoja, kar se nanaša na fizična in duševna vprašanja.

Squint je lahko še en simptom genetske motnje. Skupno približno 250 različnih genov sodeluje pri tvorbi glokoproteinov. V primeru prirojenih motenj glikozilacije so motnje pri navezavi ogljikovih hidratov na verige beljakovin posledica genetske dispozicije. V posttralacijski modifikaciji beljakovine dobijo svojo polno funkcionalnost. Pri tem procesu, ko so encimi ali beljakovine, ki tvorijo stranske verige ogljikovih hidratov, nenormalno sestavljeni skupaj, nastane CDG. Na motnje najpogosteje vplivajo N-glikozilacija. Do danes so odkrili približno 30 encimskih napak, ki vplivajo na N-glikozilacijo.

Genetske motnje O-glikozilacije so nekoliko redkejše. Manifestirajo se v nevromuskularnih multisistemskih boleznih, kot je Walker-Warburgov sindrom. Ker glikoproteini prevzamejo toliko funkcij v organizmu, so za klinično sliko značilni raznoliki simptomi. Na prirojene motnje glikozilacije lahko vplivajo vsi organski sistemi. Psihomotorne motnje v razvoju so glavni simptom. Nevrološke nepravilnosti so prav tako pogoste. Motnje koagulacije ali endokrine motnje prav tako niso redke.