Asi polovica zo všetkých proteíny v ľudskom tele sú glykoproteíny. Látky zohrávajú úlohu ako bunkové zložky, tak aj ako imunitné látky. Sú tvorené primárne ako súčasť takzvanej N-glykozylácie a pri nesprávnom zostavení môžu spôsobiť vážne ochorenia.
Čo sú to glykoproteíny?
Glykoproteíny sú proteíny so stromami rozvetvenými heteroglykánovými zvyškami. Spravidla sú viskóznej konzistencie. Makromolekuly obsahujú kovalentne viazané cukor skupiny. Skladajú sa z monosacharidy, Ako sú glukóza, fruktóza, manóza alebo acetylované amino cukry. Preto sa im hovorí aj oligosacharidy viazané na bielkoviny. Kovalentná väzba sa môže vyskytovať rôznymi spôsobmi a zodpovedá väzbe buď na aminokyseliny serín alebo asparagín. Väzba na serín sa nazýva O- a väzba na asparagín sa nazýva N-glykozylácia. Glykoproteíny N-glykozylácie sa líšia veľkosťou. Zodpovedajú monosacharidy, di- alebo oligosacharidy až polysacharidy. Podľa ich podielu monosacharidysa delia na komplexné a hybridné glykoproteíny bohaté na manózu. V skupine bohatej na manózu prevažujú zvyšky manózy. V komplexnej skupine prevažujú sacharidy. Hybridná skupina je zmiešanej formy. Obsah sacharidov v glykoproteínoch sa pohybuje od niekoľkých percent pre ribonukleázy až po 85 percent pre krv skupinové antigény.
Funkcia, činnosť a roly
Glykoproteíny vykonávajú v ľudskom organizme množstvo funkcií. Sú štrukturálnou zložkou bunkových membrán a sú tiež označované ako štrukturálne proteíny v tomto kontexte. Sú však tiež prítomné v hliene a slúžia ako mazivá v tekutinách. Prispievajú k bunkovej interakcii ako membránové proteíny. Niektoré glykoproteíny tiež plnia hormonálne funkcie, napríklad rastový faktor hCG. Sú rovnako dôležité ako imunologické zložky vo forme imunoglobulíny a interferóny. Všetky exportné proteíny a membránové proteíny tela boli stále glykoproteíny, prinajmenšom počas biosyntézy. Sú obzvlášť dôležité pre rozpoznávacie reakcie v imunitný systém pretože interagujú s imunologickými T bunkami a receptormi T buniek. U človeka boli izolované rôzne plazmatické proteíny krv plazma, z toho iba bielkovina a nedostatok prealbumínu cukor zvyšky. Množstvo glykoproteínov je prekvapujúce. Nakoniec takmer všetky extracelulárne rozpustné proteíny a enzýmy mať zvyšky cukor. Ako hormóny, glykoproteíny majú pleiotropné účinky, a sú preto rozhodujúce pre činnosť rôznych orgánových systémov. Napríklad hormóny TSH, HCG a FSH sú glykoproteíny. Ako membránové proteíny sú zastúpené v úlohe receptora, ako aj v úlohe transportného regulátora a stabilizátora. Stabilizujúco pôsobia hlavne spolu s glykolipidmi. Spolu s týmito látkami tvoria takzvaný glykokalyx, ktorý stabilizuje bunky bez bunkovej steny.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty
Najbežnejšou formou tvorby glykoproteínov je N-glykozidová väzba alebo N-glykozylácia asparagín. Cukor sa viaže na dusík voľnej kyseliny amid skupín v tomto procese. N-glykozylácia prebieha v endoplazmatickom retikulu. Takto vytvorené N-glykozidy sú najdôležitejšou glykoproteínovou skupinou. Počas N-glykozylácie prekurzor cukru snythetizuje na nosnú molekulu dolichol nezávisle od aminokyselinovej sekvencie cieľového proteínu. Skupina OH na konci molekuly je spojená s difosfátom. Na termináli sa tvorí prekurzor oligosacharidu fosfát zvyšky molekuly. Prvých sedem cukrov sa zhromažďuje na cytosolickej strane. Na dolichol sú pripojené dva N-acetylglukozamíny a päť zvyškov manózy fosfát. Cukrové nukleotidy GDP-manóza a UDP-N-acetyl-glukosamín sa javia ako darcovia. Prekurzor je transportovaný cez membránu ER transportným proteínom. Prekurzor je teda orientovaný na vnútornú stranu endoplazmatického retikula, kde sú k nemu pridané štyri zvyšky manózy. Navyše, glukóza zvyšky sa pridajú. Prekurzor dlhý 14 cukrov sa nakoniec prevedie na bielkovinu. Ďalšou cestou formovania glykoproteínov je O-glykozidová väzba alebo O-glykozylácia na serín, ktorá sa uskutočňuje v Golgiho aparáte buniek. V tomto procese dochádza k väzbe cukru na hydroxylovú skupinu serínu. Hodnoty glykoproteínov sú primárne relevantné vo vzťahu k plazmatickým proteínom, pretože zohrávajú veľkú úlohu krv spočítať. Zoznam všetkých štandardných hodnôt pre glykoproteíny jednotlivo v tomto bode by presahoval rámec.
Choroby a poruchy
Niečo genetické choroby vykazujú účinky na glykozyláciu. Jednou skupinou takýchto porúch je CDG. V tomto prípade vykazujú glykoproteíny abnormálne hladiny. Postihnutí jedinci trpia spomaleným vývojom, ktorý súvisí s fyzickými aj psychickými problémami. Strabizmus môže byť ďalším príznakom genetickej poruchy. Celkovo sa na tvorbe glokoproteínov podieľa asi 250 rôznych génov. Pri vrodených poruchách glykozylácie sú prítomné poruchy v pripojení bočných reťazcov sacharidov k proteínom v dôsledku genetickej dispozície. Pri post-translačnej modifikácii získavajú proteíny svoju úplnú funkčnosť. Keď sa tento proces nenormálne zhromaždí enzýmy alebo proteíny, ktoré vytvárajú vedľajšie sacharidové reťazce, výsledky CDG. N-glykozylácia je najčastejšie ovplyvnená prerušením. Doteraz bolo objavených asi 30 enzýmových defektov, ktoré ovplyvňujú N-glykozyláciu. Genetické poruchy O-glykozylácie sú o niečo menej časté. Prejavujú sa v neuromuskulárnych multisystémových poruchách, ako je Walker-Warburgov syndróm. Pretože glykoproteíny vykonávajú v tele toľko funkcií, klinický obraz sa vyznačuje mnohými príznakmi. Vrodenými poruchami glykozylácie môžu byť ovplyvnené všetky orgánové systémy. Hlavným príznakom sú poruchy psychomotorického vývoja. Neurologické abnormality sú rovnako časté. Poruchy zrážania alebo endokrinné poruchy tiež nie sú nezvyčajné.
