ไกลโคโปรตีน

ประมาณครึ่งหนึ่งของโปรตีนทั้งหมดอยู่ในร่างกายมนุษย์ ไกลโคโปรตีน. สารนี้มีบทบาทเป็นส่วนประกอบของเซลล์เช่นเดียวกับสารภูมิคุ้มกัน ส่วนใหญ่เกิดจากสิ่งที่เรียกว่า N-glycosylation และอาจทำให้เกิดโรคร้ายแรงได้หากประกอบไม่ถูกต้อง

ไกลโคโปรตีนคืออะไร?

Glycoproteins เป็นโปรตีนที่มีสารตกค้างจากเฮเทอโรไกลแคนเหมือนต้นไม้ พวกเขามักจะมีความหนืดสม่ำเสมอ โมเลกุลขนาดใหญ่ประกอบด้วยกลุ่มน้ำตาลที่มีพันธะโควาเลนต์

ประกอบด้วยโมโนแซ็กคาไรด์เช่นน้ำตาลกลูโคสฟรุกโตสแมนโนสหรืออะซิติลอะมิโนน้ำตาล นั่นคือเหตุผลที่พวกเขาเรียกว่าโอลิโกแซ็กคาไรด์ที่มีโปรตีน พันธะโควาเลนต์สามารถเกิดขึ้นได้หลายวิธีและสอดคล้องกับพันธะกับกรดอะมิโนซีรีนหรือแอสพาราจีน พันธะกับซีรีนเรียกว่า O- และสำหรับ asparagine N-glycosylation ไกลโคโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับ N-glycosylation มีขนาดแตกต่างกันไป พวกมันสอดคล้องกับโมโนแซ็กคาไรด์ได - หรือโอลิโกแซ็กคาไรด์และแม้แต่โพลีแซ็กคาไรด์

ตามสัดส่วนของมอโนแซ็กคาไรด์แบ่งออกเป็นไกลโคโปรตีนที่มีแมนโนสสูงซับซ้อนและไฮบริด ในกลุ่มที่อุดมด้วยแมนโนสสารตกค้างของแมนโนสมีอิทธิพลเหนือกว่า ในกลุ่มที่ซับซ้อนแซคคาไรด์มีอำนาจเหนือกว่า กลุ่มลูกผสมคือลูกผสม ปริมาณคาร์โบไฮเดรตของไกลโคโปรตีนอยู่ระหว่างสองสามเปอร์เซ็นต์สำหรับไรโบนิวคลีเอสและสูงถึง 85 เปอร์เซ็นต์สำหรับแอนติเจนของกลุ่มเลือด

ฟังก์ชันเอฟเฟกต์และงาน

Glycoproteins ตอบสนองการทำงานมากมายในสิ่งมีชีวิตของมนุษย์ เป็นส่วนประกอบโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์และเรียกอีกอย่างว่าโปรตีนโครงสร้างในบริบทนี้ นอกจากนี้ยังพบในเมือกและใช้เป็นสารหล่อลื่นในของเหลว

ในฐานะโปรตีนเมมเบรนมีส่วนช่วยในการปฏิสัมพันธ์ของเซลล์ ไกลโคโปรตีนบางชนิดยังมีหน้าที่ของฮอร์โมนเช่นเอชซีจีโกรทแฟกเตอร์ สารนี้มีความสำคัญพอ ๆ กับส่วนประกอบทางภูมิคุ้มกันในรูปของอิมมูโนโกลบูลินและอินเตอร์เฟอรอน โปรตีนที่ส่งออกและโปรตีนเมมเบรนทั้งหมดของร่างกายยังคงเป็นไกลโคโปรตีนอย่างน้อยในระหว่างการสังเคราะห์ทางชีวภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีความเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาการรับรู้ในระบบภูมิคุ้มกันเนื่องจากมีปฏิกิริยากับเซลล์ T ภูมิคุ้มกันและตัวรับเซลล์ T โปรตีนในพลาสมาหลายชนิดได้รับการแยกในเลือดของมนุษย์ซึ่งมีเพียงอัลบูมินและพรีอัลบูมินเท่านั้นที่ไม่มีน้ำตาลตกค้าง

ความอุดมสมบูรณ์ของไกลโคโปรตีนนั้นน่าทึ่งมาก ในที่สุดโปรตีนและเอนไซม์ที่ละลายได้นอกเซลล์เกือบทั้งหมดจะมีน้ำตาลตกค้าง เนื่องจากฮอร์โมนไกลโคโปรตีนมีผลต่อเยื่อหุ้มปอดดังนั้นจึงมีความสำคัญต่อการทำงานของระบบอวัยวะต่างๆ ฮอร์โมน TSH, HCG และ FSH เป็นตัวอย่างเช่นไกลโคโปรตีน ในฐานะที่เป็นโปรตีนเมมเบรนพวกมันจะแสดงในบทบาทของตัวรับเช่นเดียวกับตัวขนส่งและสารทำให้คงตัว มีผลทำให้คงตัวโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ร่วมกับไกลโคลิปิด เมื่อรวมกับสารเหล่านี้พวกเขาจะสร้างสิ่งที่เรียกว่าไกลโคคาลิกซ์ซึ่งจะทำให้เซลล์คงตัวโดยไม่มีผนังเซลล์

การศึกษาการเกิดคุณสมบัติและค่าที่เหมาะสม

การก่อตัวของไกลโคโปรตีนที่พบบ่อยที่สุดคือพันธะ N-glycosidic หรือ N-glycosylation กับ asparagine น้ำตาลจะจับตัวกับกลุ่มเอไมด์ที่ปราศจากไนโตรเจน N-glycosylation เกิดขึ้นในเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม ดังนั้น N-glycosides จึงเป็นกลุ่มไกลโคโปรตีนที่เกี่ยวข้องมากที่สุด

ใน N-glycosylation สารตั้งต้นของน้ำตาลจะจับกลุ่มกับโมเลกุลของตัวพา dolichol โดยไม่ขึ้นกับลำดับกรดอะมิโนของโปรตีนเป้าหมาย กลุ่ม OH ที่ส่วนท้ายของโมเลกุลเชื่อมโยงกับไดฟอสเฟต สารตั้งต้นของโอลิโกแซ็กคาไรด์เกิดขึ้นที่กากฟอสเฟตเทอร์มินัลของโมเลกุล น้ำตาลเจ็ดชนิดแรกจะรวมตัวกันที่ด้านไซโตโซลิก N-acetyl-glucosamines สองตัวและ manose ที่ตกค้าง 5 ตัวจะติดอยู่กับ dolichol phosphate น้ำตาลนิวคลีโอไทด์ GDP-mannose และ UDP-N-acetyl-glucosamine ปรากฏเป็นผู้บริจาค สารตั้งต้นถูกขนส่งผ่านเมมเบรน ER ผ่านโปรตีนขนส่ง

สารตั้งต้นจึงมุ่งเน้นไปที่ด้านในของร่างแหเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมซึ่งจะมีการเติมแมนโนสตกค้างสี่ตัวเข้าไป นอกจากนี้ยังมีการปลูกกากน้ำตาลกลูโคส ในที่สุดสารตั้งต้นของน้ำตาล 14 ชนิดจะถูกถ่ายโอนไปยังโปรตีน เส้นทางการสร้างไกลโคโปรตีนอีกวิธีหนึ่งคือพันธะ O-glycosidic หรือ O-glycosylation กับ serine ซึ่งเกิดขึ้นในอุปกรณ์ Golgi ของเซลล์ น้ำตาลถูกจับกับหมู่ไฮดรอกซิลของซีรีน ค่าไกลโคโปรตีนมีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเทียบกับโปรตีนในพลาสมาเนื่องจากมีบทบาทในการนับเม็ดเลือดอย่างสมบูรณ์ หากต้องการแสดงรายการค่าปกติทั้งหมดสำหรับไกลโคโปรตีนทีละรายการ ณ จุดนี้จะเกินขอบเขต

โรคและความผิดปกติ

โรคทางพันธุกรรมบางชนิดมีผลต่อไกลโคซิเลชั่น กลุ่มหนึ่งของโรคดังกล่าวคือ CDG ไกลโคโปรตีนแสดงค่าผิดปกติ ผู้ที่ได้รับผลกระทบต้องทนทุกข์ทรมานจากพัฒนาการที่ช้าซึ่งเกี่ยวข้องกับปัญหาทั้งทางร่างกายและจิตใจ

อาการตาเขอาจเป็นอีกอาการหนึ่งของความผิดปกติทางพันธุกรรม ยีนที่แตกต่างกันประมาณ 250 ยีนมีส่วนเกี่ยวข้องกับการสร้างโกลโคโปรตีน ในกรณีของความผิดปกติของไกลโคซิเลชันที่มีมา แต่กำเนิดความผิดปกติในการเชื่อมต่อของโซ่ข้างคาร์โบไฮเดรตกับโปรตีนเกิดจากการจัดการทางพันธุกรรม ในการดัดแปลงหลังการแปลโปรตีนจะได้รับการทำงานเต็มรูปแบบ ในกระบวนการนี้เมื่อเอนไซม์หรือโปรตีนที่สร้างโซ่ข้างคาร์โบไฮเดรตรวมตัวกันอย่างผิดปกติ CDG จะถูกสร้างขึ้น N-glycosylation มักได้รับผลกระทบจากความผิดปกติ จนถึงปัจจุบันมีการค้นพบข้อบกพร่องของเอนไซม์ประมาณ 30 ชนิดที่มีผลกระทบต่อ N-glycosylation

ความผิดปกติของ O-glycosylation ทางพันธุกรรมค่อนข้างหายากกว่า พวกเขาปรากฏตัวในโรคหลายระบบประสาทและกล้ามเนื้อเช่นโรควอล์กเกอร์ - วอร์เบิร์ก เนื่องจากไกลโคโปรตีนมีหน้าที่มากมายในสิ่งมีชีวิตภาพทางคลินิกจึงมีลักษณะอาการต่างๆ ระบบอวัยวะทั้งหมดอาจได้รับผลกระทบจากความผิดปกติของไกลโคซิเลชันที่มีมา แต่กำเนิด ความผิดปกติของพัฒนาการทางจิตเป็นอาการหลัก ความผิดปกติของระบบประสาทเป็นเรื่องปกติธรรมดา ความผิดปกติของการแข็งตัวของเลือดหรือความผิดปกติของต่อมไร้ท่อก็ไม่ใช่เรื่องแปลก