Glikoproteino apibrėžimas ir funkcija

Glikoproteinas yra baltymų rūšis molekulė, kuri turėjo angliavandeniai prie jo pritvirtintas. Procesas vyksta baltymų transliacijos metu arba kaip posttransliacinė modifikacija procese, vadinamame glikozilinimu.

Angliavandenis yra oligosacharido grandinė (glikanas), tai yra kovalentiškai surištos į polipeptido šonines baltymo grandines. Dėl -OH grupių cukrų glikoproteinai yra labiau hidrofiliniai nei paprasti baltymai. Tai reiškia, kad glikoproteinus labiau traukia vanduo nei paprastus baltymus. Hidrofilinis molekulės pobūdis taip pat lemia būdingą baltymo tretinės struktūros sulankstymą.

Angliavandenių yra neilgai molekulė, dažnai šakotosios, ir gali būti sudarytos iš:

• paprastųjų cukrų (pvz., gliukozės, galaktozės, manozės, ksilozės)
• aminorūgštys (cukrūs, turintys aminogrupę, tokie kaip N-acetilgliukozaminas arba N-acetilgalaktozaminas)
• rūgštiniai cukrūs (cukrūs, turintys karboksilo grupę, pavyzdžiui, sialinė rūgštis arba N-acetilneuramininė rūgštis)

Glikoproteinai skirstomi į kategorijas pagal angliavandenių prijungimo vietą prie

• O-sujungti glikoproteinai yra tie, kuriuose angliavandeniai jungiasi su aminorūgšties treonino arba serino R grupės hidroksilo grupės (-OH) deguonies atomu (O). O-sujungti angliavandeniai taip pat gali jungtis su hidroksilizinu arba hidroksiprolinu. Šis procesas vadinamas O-glikozilinimu. O sujungti glikoproteinai yra sujungti su cukrumi „Golgi“ komplekse.
• N-sujungti glikoproteinai turi angliavandenius, sujungtus su aminorūgšties azotu (N) (-NH₂) aminorūgšties asparagino R grupės. R grupė paprastai yra amidalinė asparagino grandinė. Ryšio procesas vadinamas N-glikozilinimu. N-sujungti glikoproteinai gauna cukrų iš endoplazminės retikulinės membranos ir yra gabenami į Golgi kompleksą modifikavimui.

Nors su O ir N susiję glikoproteinai yra dažniausios formos, galimi ir kiti ryšiai:

• P-glikozilinimas įvyksta, kai cukrus prisijungia prie fosfoserino fosforo.
• C-glikozilinimas yra tada, kai cukrus prisijungia prie aminorūgšties anglies atomo. Pavyzdys yra tada, kai cukraus mannozė jungiasi su triptofano anglimi.
• Glicija yra tada, kai glikofosfatidilinozitolio (GPI) glikolipidas prisijungia prie polipeptido anglies galo.

Glikoproteinai veikia ląstelių ir organizmų struktūroje, reprodukcijoje, imuninėje sistemoje, hormonuose ir apsaugo ląsteles bei organizmus.

Glikoproteinai yra ant lipidų dvisluoksnio paviršiaus ląstelių membranos. Jų hidrofilinis pobūdis leidžia jiems veikti vandeninėje aplinkoje, kur jie atpažįsta ląstelių ląsteles ir suriša kitas molekules. Ląstelių paviršiaus glikoproteinai taip pat yra svarbūs, norint susieti ląsteles ir baltymus (pvz., Kolageną), kad audinys būtų stipresnis ir stabilus. Augalų ląstelėse esantys glikoproteinai leidžia augalams stovėti vertikaliai prieš sunkio jėgą.

Glikozilinti baltymai nėra svarbūs tik tarpląsteliniam ryšiui. Jie taip pat padeda organų sistemoms susisiekti tarpusavyje. Glikoproteinai randami smegenų pilkosiose medžiagose, kur jie veikia kartu su aksonais ir sinaptosomomis.

Hormonai gali būti glikoproteinai. Pavyzdžiai yra žmogaus chorioninis gonadotropinas (HCG) ir eritropoetinas (EPO).

Kraujo krešėjimas priklauso nuo glikoproteinų protrombino, trombino ir fibrinogeno.

Ląstelių žymekliai gali būti glikoproteinai. MN kraujo grupės susidaro dėl dviejų polimorfinių glikoproteino glikoporino A formų. Abi formos skiriasi tik dviem aminorūgščių likučiais, tačiau to pakanka, kad žmonės, gaunantys organą, kurį paaukojo kita kraujo grupė, galėtų sukelti problemų. Pagrindinis ABO kraujo grupės histokompatibilumo kompleksas (MHC) ir H antigenas išsiskiria iš glikozilintų baltymų.

Glikoforinas A taip pat svarbus, nes jis yra prisijungimo vieta Plasmodium falciparum, žmogaus kraujo parazitas.

Glikoproteinai yra svarbūs reprodukcijai, nes jie leidžia prisijungti spermos ląstelei prie kiaušinio paviršiaus.

Mucinai yra glikoproteinai, randami gleivėse. Molekulės apsaugo jautrius epitelio paviršius, įskaitant kvėpavimo, šlapimo, virškinimo ir reprodukcinius takus.

Imuninis atsakas priklauso nuo glikoproteinų. Antikūnų (kurie yra glikoproteinai) angliavandeniai lemia specifinį antigeną, kurį jis gali surišti. B ląstelės ir T ląstelės turi paviršiaus glikoproteinų, kurie taip pat suriša antigenus.

Glikoproteinai gauna cukrų fermento metu, sudarydami molekulę, kuri kitaip neveiktų. Kitas procesas, vadinamas gliacija, kovalentiškai suriša cukrų su baltymais ir lipidais. Glikacija nėra fermentinis procesas. Dažnai glikacija sumažina arba neigiamai veikia paveiktos molekulės funkcijas. Glikacija natūraliai atsiranda senstant ir paspartėja diabetu sergantiems pacientams, kurių kraujyje yra didelis gliukozės kiekis.

• Bergas, Jeremy M. ir kt. Biochemija. 5-asis leidimas, W.H. „Freeman and Company“, 2002, p. 306-309.
• Ivatt, Raymond J. Glikoproteinų biologija. Plenum Press, 1984 m.