הגדרת גליקופרוטאין ותפקוד

גליקופרוטאין הוא א סוג חלבון מולקולה שעברה א פחמימות מחובר אליו. התהליך מתרחש במהלך תרגום חלבונים או כשינוי לאחר הניתוח בתהליך שנקרא גליקוזילציה.

הפחמימה היא שרשרת אוליגוסכריד (גליקן) שהיא מלוכדות קוולנטית לשרשראות הצדדיות של הפוליפפטיד של החלבון. בגלל קבוצות -OH של סוכרים, גליקופרוטאינים הם הידרופיליים יותר מאשר חלבונים פשוטים. המשמעות היא שהגליקופרוטאינים נמשכים יותר למים מאשר חלבונים רגילים. אופיו ההידרופילי של המולקולה מוביל גם לקיפול האופייני של המבנה השלשוני של החלבון.

הפחמימה היא קצרה מולקולה, מסועפים לעתים קרובות, ועשויים להיות מורכבים מ:

• סוכרים פשוטים (למשל גלוקוז, גלקטוז, מנווז, קסילוזה)
• סוכרים אמינו (סוכרים שיש להם קבוצת אמינו, כמו N- אצטיל גלוקוזאמין או N- אצטיל גלקטוסמין)
• סוכרים חומציים (סוכרים שיש להם קבוצת קרבוקסיל, כמו חומצה סיאלית או N-acetylneuraminic acid)

הגליקופרוטאינים מסווגים לפי אתר ההתקשרות של הפחמימה ל חומצת אמינו בחלבון.

• גליקופרוטאינים צמודי O הם כאלה שבהם הפחמימה נקשרת לאטום החמצן (O) של קבוצת ההידרוקסיל (-OH) מקבוצת R של חומצת האמינו טרונין או סרין. פחמימות צמודות O עשויות להידבק גם להידרוקסי-ליזין או להידרוקסיפרולין. התהליך נקרא O-glycosylation. גליקופרוטאינים הקשורים O קשורים לסוכר בתוך מתחם גולגי.
  instagram viewer
• לגלוקופרוטאינים הקשורים ל- N יש פחמימה הקשורה לחנקן (N) של קבוצת האמינו (-NH₂) מקבוצת R של חומצה אמינית אספרגין. קבוצת R היא בדרך כלל שרשרת הצד האיידס של אספרגין. תהליך ההתקשרות נקרא N-glycosylation. גליקופרוטאינים מקושרים ל- N משיגים את הסוכר שלהם מממברנה הרטיפלופית האנדופלסמית ואז מועברים למתחם גולגי לשינוי.

בעוד גליקופרוטאינים מקושרים ל- O ו- N הם הצורות הנפוצות ביותר, קשרים אחרים אפשריים גם הם:

• גליקוזילציה P מתרחשת כאשר הסוכר מתחבר לזרחן של זרחן.
• גליקוזילציה C היא כאשר הסוכר מתחבר לאטום הפחמן של חומצת אמינו. דוגמא לכך היא כאשר הסוכר מנווז נקשר לפחמן בטריפטופן.
• גליקציה היא כאשר גליקוליפיד (glycophosphatidylinositol (GPI)) מתחבר לקצה הפחמן של פוליפפטיד.

הגליקופרוטאינים מתפקדים במבנה, בהתרבות, במערכת החיסון, בהורמונים ובהגנה על תאים ואורגניזמים.

גליקופרוטאינים נמצאים על פני השטח של דו שכבתי השומנים ב קרומי תאים. אופיים ההידרופילי מאפשר להם לתפקד בסביבה המימית, שם הם פועלים בזיהוי תאי התא וקשירת מולקולות אחרות. גליקופרוטאינים משטח התא חשובים גם לקישור בין תאים וחלבונים (למשל, קולגן) כדי להוסיף כוח ויציבות לרקמה. גליקופרוטאינים בתאי צמחים הם המאפשרים לצמחים לעמוד זקוף כנגד כוח הכובד.

חלבונים גליקוזילטיים אינם קריטיים רק לתקשורת בין-תאית. הם גם עוזרים למערכות איברים לתקשר זה עם זה. גליקופרוטאינים נמצאים בחומר אפור מוחי, שם הם עובדים יחד עם אקסונים וסינפטוזומים.

הורמונים יכול להיות גליקופרוטאינים. דוגמאות לכך כוללות גונדוטרופין כוריוני אנושי (HCG) ואריתתרופויטין (EPO).

קרישת הדם תלויה בפרוטרומבין הגליקופרוטאינים, התרומבין והפיברינוגן.

סמני תאים עשויים להיות גליקופרוטאינים. קבוצות הדם של MN נובעות משתי צורות פולימורפיות של הגליקופרוטאין גליקופורין A. שתי הצורות נבדלות זו מזו בשתי שאריות חומצות אמיניות, אך די בכך כדי לגרום לבעיות אצל אנשים המקבלים איבר שנתרם על ידי מישהו עם קבוצת דם אחרת. מתחם ההיסטוק-תאימות העיקרי (MHC) ואנטיגן H מקבוצת הדם ABO נבדלים על ידי חלבונים גליקוזילטיים.

גליקופורין A חשוב גם מכיוון שזהו אתר הקובץ המצורף פלסמודיום falciparum, טפיל דם אנושי.

הגליקופרוטאינים חשובים להתרבות כיוון שהם מאפשרים את קשירת תא הזרע למשטח הביצה.

מוקינים הם גליקופרוטאינים הנמצאים בריר. המולקולות מגנות על משטחי אפיתל רגישים, כולל דרכי הנשימה, השתן, העיכול והרבייה.

התגובה החיסונית מסתמכת על גליקופרוטאינים. הפחמימות של נוגדנים (שהם גליקופרוטאינים) קובעות את האנטיגן הספציפי שהוא יכול לקשור. תאי B ו- תאי T יש גם גליקופרוטאינים לפני השטח הקושרים אנטיגנים.

הגליקופרוטאינים מקבלים את הסוכר שלהם מתהליך אנזימטי שיוצר מולקולה שלא תתפקד אחרת. תהליך נוסף, הנקרא גליקציה, קושר סוכרים לחלבונים ולליפידים בצורה קוולנטית. גליקציה אינה תהליך אנזימטי. לעתים קרובות, גליקציה מפחיתה או שוללת את תפקוד המולקולה המושפעת. הגליקציה מתרחשת באופן טבעי במהלך ההזדקנות והיא מואצת בקרב חולי סוכרת עם רמות גלוקוז גבוהות בדם.

• ברג, ג'רמי מ 'ואח'. ביוכימיה. מהדורה 5, W.H. Freeman and Company, 2002, pp. 306-309.
• איוואט, ריימונד ג'יי. הביולוגיה של הגליקופרוטאינים. Plenum Press, 1984.