Γλυκοπρωτεΐνες

Περίπου οι μισές από όλες τις πρωτεΐνες βρίσκονται στο ανθρώπινο σώμα Γλυκοπρωτεΐνες. Οι ουσίες παίζουν ρόλο ως συστατικά των κυττάρων καθώς και ως ανοσοποιητικές ουσίες. Σχηματίζονται κυρίως ως μέρος της λεγόμενης Ν-γλυκοσυλίωσης και μπορούν να προκαλέσουν σοβαρές ασθένειες εάν συναρμολογούνται λανθασμένα.

Τι είναι οι γλυκοπρωτεΐνες;

Οι γλυκοπρωτεΐνες είναι πρωτεΐνες με υποκαταστήματα ετερογλυκάνων που μοιάζουν με δέντρο. Συνήθως έχουν παχύρρευστη συνοχή. Τα μακρομόρια περιέχουν ομοιοπολικά δεσμευμένες ομάδες σακχάρου.

Αποτελούνται από μονοσακχαρίτες όπως γλυκόζη, φρουκτόζη, μαννόζη ή ακετυλιωμένο αμινο σάκχαρο. Αυτός είναι ο λόγος που είναι επίσης γνωστοί ως ολιγοσακχαρίτες δεσμευμένοι σε πρωτεΐνες. Ο ομοιοπολικός δεσμός μπορεί να πραγματοποιηθεί με διαφορετικούς τρόπους και αντιστοιχεί είτε σε δεσμό με τη σερίνη αμινοξέων είτε με την ασπαραγίνη. Ο δεσμός με τη σερίνη ονομάζεται Ο- και αυτός με την Ν-γλυκοζυλίωση της ασπαραγίνης. Οι γλυκοπρωτεΐνες που εμπλέκονται στην Ν-γλυκοσυλίωση ποικίλουν σε μέγεθος. Αντιστοιχούν σε μονοσακχαρίτες, δι- ή ολιγοσακχαρίτες και ακόμη και πολυσακχαρίτες.

Ανάλογα με την αναλογία των μονοσακχαριτών, διαιρούνται σε υψηλή μαννόζη, σύνθετες και υβριδικές γλυκοπρωτεΐνες. Στην ομάδα πλούσια σε μαννόζη υπερισχύουν τα κατάλοιπα μαννόζης. Στην πολύπλοκη ομάδα, κυριαρχούν οι σακχαρίτες. Η υβριδική ομάδα είναι ένα υβρίδιο. Η περιεκτικότητα των γλυκοπρωτεϊνών σε υδατάνθρακες κυμαίνεται μεταξύ λίγων τοις εκατό για τις ριβονουκλεάσες και έως 85 τοις εκατό για τα αντιγόνα της ομάδας αίματος.

Λειτουργία, εφέ & εργασίες

Οι γλυκοπρωτεΐνες εκτελούν πολλές λειτουργίες στον ανθρώπινο οργανισμό. Είναι ένα δομικό συστατικό των κυτταρικών μεμβρανών και αναφέρονται επίσης ως δομικές πρωτεΐνες σε αυτό το πλαίσιο. Βρίσκονται επίσης στη βλέννα και χρησιμοποιούνται ως λιπαντικά σε υγρά.

Ως πρωτεΐνες μεμβράνης, συμβάλλουν στην αλληλεπίδραση των κυττάρων. Ορισμένες γλυκοπρωτεΐνες έχουν επίσης ορμονικές λειτουργίες, όπως ο αυξητικός παράγοντας hCG. Οι ουσίες είναι εξίσου σημαντικές με τα ανοσολογικά συστατικά με τη μορφή ανοσοσφαιρινών και ιντερφερόνων. Όλες οι πρωτεΐνες εξαγωγής και οι μεμβρανικές πρωτεΐνες στο σώμα ήταν ακόμα γλυκοπρωτεΐνες, τουλάχιστον κατά τη διάρκεια της βιοσύνθεσης. Είναι ιδιαίτερα σημαντικές για τις αντιδράσεις αναγνώρισης στο ανοσοποιητικό σύστημα, καθώς αλληλεπιδρούν με ανοσολογικά κύτταρα Τ και υποδοχείς Τ κυττάρων. Διάφορες πρωτεΐνες πλάσματος έχουν απομονωθεί στο ανθρώπινο πλάσμα αίματος, εκ των οποίων μόνο η λευκωματίνη και η πρααλβουμίνη δεν έχουν υπολείμματα σακχάρου.

Η αφθονία των γλυκοπρωτεϊνών είναι καταπληκτική. Τελικά, σχεδόν όλες οι εξωκυτταρικά διαλυτές πρωτεΐνες και ένζυμα έχουν υπολείμματα σακχάρου. Ως ορμόνες, οι γλυκοπρωτεΐνες έχουν πλειοτροπικό αποτέλεσμα και επομένως είναι ζωτικής σημασίας για τη δραστηριότητα διαφόρων οργάνων. Οι ορμόνες TSH, HCG και FSH είναι για παράδειγμα γλυκοπρωτεΐνες. Ως πρωτεΐνες μεμβράνης, αντιπροσωπεύονται στο ρόλο του υποδοχέα καθώς και του μεταφορέα και του σταθεροποιητή. Έχουν σταθεροποιητικό αποτέλεσμα, ειδικά μαζί με γλυκολιπίδια. Μαζί με αυτές τις ουσίες σχηματίζουν το λεγόμενο γλυκοκάλιξ, το οποίο σταθεροποιεί τα κύτταρα χωρίς κυτταρικό τοίχωμα.

Εκπαίδευση, εμφάνιση, ιδιότητες και βέλτιστες τιμές

Η πιο κοινή μορφή σχηματισμού γλυκοπρωτεϊνών είναι ο Ν-γλυκοσιδικός δεσμός ή η Ν-γλυκοσυλίωση με την ασπαραγίνη. Η ζάχαρη προσκολλάται στις ομάδες αμιδίου οξέος χωρίς άζωτο. Η Ν-γλυκοσυλίωση λαμβάνει χώρα στο ενδοπλασματικό δίκτυο. Οι Ν-γλυκοσίδες που σχηματίζονται έτσι είναι η πιο σχετική ομάδα γλυκοπρωτεϊνών.

Στην Ν-γλυκοζυλίωση, ο πρόδρομος σακχάρου συντίθεται στο μόριο φορέας ντολιχόλη ανεξάρτητα από την αλληλουχία αμινοξέων της πρωτεΐνης στόχου. Η ομάδα ΟΗ στο τέλος του μορίου συνδέεται με διφωσφορικό. Ένας πρόδρομος ολιγοσακχαρίτη σχηματίζεται στο τελικό υπόλειμμα φωσφορικών των μορίων. Τα πρώτα επτά από τα σάκχαρα συγκεντρώνονται στην κυτοσολική πλευρά. Στο φωσφορικό ντολιχόλη προστίθενται δύο Ν-ακετυλο-γλυκοζαμίνες και πέντε υπολείμματα μανόζης. Τα νουκλεοτίδια σακχάρου GDP-μαννόζη και UDP-N-ακετυλο-γλυκοζαμίνη εμφανίζονται ως δότες. Ο πρόδρομος μεταφέρεται μέσω της μεμβράνης ER μέσω πρωτεΐνης μεταφοράς.

Το προκαταρκτικό στάδιο προσανατολίζεται έτσι προς το εσωτερικό του ενδοπλασματικού συστήματος, όπου προστίθενται τέσσερα υπολείμματα μαννόζης. Επιπλέον, αναπτύσσονται κατάλοιπα γλυκόζης. Ο πρόδρομος 14 ζάχαρης μεταφέρεται τελικά σε μια πρωτεΐνη. Μια άλλη οδός σχηματισμού γλυκοπρωτεϊνών είναι ο Ο-γλυκοσιδικός δεσμός ή η Ο-γλυκοσυλίωση με τη σερίνη, η οποία λαμβάνει χώρα στη συσκευή Golgi των κυττάρων. Το σάκχαρο συνδέεται με μια ομάδα υδροξυλίου της σερίνης. Οι τιμές της γλυκοπρωτεΐνης είναι ιδιαίτερα σχετικές με τις πρωτεΐνες του πλάσματος, καθώς παίζουν ρόλο σε έναν πλήρη αριθμό αίματος. Η απαρίθμηση όλων των κανονικών τιμών για τις γλυκοπρωτεΐνες ξεχωριστά σε αυτό το σημείο θα ήταν πέρα ​​από το πεδίο εφαρμογής.

Ασθένειες & Διαταραχές

Ορισμένες γενετικές ασθένειες έχουν επιπτώσεις στη γλυκοσυλίωση. Μία ομάδα τέτοιων ασθενειών είναι το CDG. Οι γλυκοπρωτεΐνες εμφανίζουν ανώμαλες τιμές. Εκείνοι που πάσχουν πάσχουν από αργή ανάπτυξη, η οποία σχετίζεται τόσο με σωματικά όσο και με διανοητικά ζητήματα.

Ο στραβισμός μπορεί να είναι ένα άλλο σύμπτωμα της γενετικής διαταραχής. Συνολικά περίπου 250 διαφορετικά γονίδια εμπλέκονται στο σχηματισμό γλυκοπρωτεϊνών. Στην περίπτωση συγγενών διαταραχών γλυκοζυλίωσης, υπάρχουν διαταραχές στη σύνδεση πλευρικών αλυσίδων υδατανθράκων σε πρωτεΐνες λόγω γενετικής διάθεσης. Στην μετα-μεταφραστική τροποποίηση, οι πρωτεΐνες λαμβάνουν την πλήρη λειτουργικότητά τους. Σε αυτήν τη διαδικασία, όταν τα ένζυμα ή οι πρωτεΐνες που δημιουργούν πλευρικές αλυσίδες υδατανθράκων συναρμολογούνται ασυνήθιστα, δημιουργείται CDG. Η Ν-γλυκοζυλίωση επηρεάζεται συχνότερα από διαταραχές. Μέχρι σήμερα, έχουν ανακαλυφθεί περίπου 30 ενζυματικά ελαττώματα που επηρεάζουν τη Ν-γλυκοσυλίωση.

Οι γενετικές διαταραχές Ο-γλυκοζυλίωσης είναι κάπως πιο σπάνιες. Εκδηλώνονται σε νευρομυϊκές ασθένειες πολλαπλών συστημάτων όπως το σύνδρομο Walker-Warburg. Δεδομένου ότι οι γλυκοπρωτεΐνες αναλαμβάνουν τόσες πολλές λειτουργίες στον οργανισμό, η κλινική εικόνα χαρακτηρίζεται από μια ποικιλία συμπτωμάτων. Όλα τα συστήματα οργάνων μπορεί να επηρεαστούν από συγγενείς διαταραχές γλυκοσυλίωσης. Οι ψυχοκινητικές αναπτυξιακές διαταραχές είναι το κύριο σύμπτωμα. Οι νευρολογικές ανωμαλίες είναι εξίσου συχνές. Διαταραχές πήξης ή ενδοκρινικές διαταραχές επίσης δεν είναι ασυνήθιστες.