단백질 당화는 번역 후 변형 당사슬 직쇄 또는 분지 쇄 단백질의 첨가이다. 생성 된 당 단백질은 일반적으로 분비 경로의 표면 단백질과 단백질입니다.
글리코 실화는 진핵 생물 중에서 가장 흔한 펩티드 변형 중 하나이지만 일부 종의 고세균 및 박테리아에서도 발생하는 것으로 나타났습니다.
글리코 실화에 의해 단백질에 결합 할 수있는 올리고당 사슬의 예 (Dna 621, Wikimedia Commons에서 제공)
진핵 생물에서이 메커니즘은 소포체 (ER)와 골지 복합체 사이에서 발생하며, 조절 과정과 단백질 + 올리고당 공유 결합의 형성에 관련된 여러 효소의 개입으로 발생합니다.
해당 과정의 유형
단백질에 대한 올리고당의 결합 부위에 따라 글리코 실화는 4 가지 유형으로 분류 될 수 있습니다.
엔-
가장 흔한 것은 올리고당이 Asn-X-Ser / Thr 모티프에서 아스파라긴 잔기의 아미드 그룹의 질소에 결합 할 때 발생하며, 여기서 X는 프롤린을 제외한 모든 아미노산 일 수 있습니다.
또는
탄수화물이 세린, 트레오닌, 히드 록시 리신 또는 티로신의 수산기에 결합 할 때. 덜 일반적인 변형이며 콜라겐, 글리코 포린 및 뮤신과 같은 단백질이 있습니다.
씨-
이것은 트립토판 잔기에서 인돌 그룹의 C2와 CC 결합에 의해 단백질에 결합하는 만노스 잔기의 추가로 구성됩니다.
Glipiation (영어 "
다당류는 단백질을 막의 글리코 실 포스파티딜 이노시톨 (GPI) 앵커에 부착하는 다리 역할을합니다.
방법
진핵 생물에서
N- 글리코 실화는 가장 자세히 연구 된 것입니다. 포유류 세포에서이 과정은 거친 ER에서 시작됩니다. 여기서 미리 형성된 다당류는 리보솜에서 나올 때 단백질에 결합합니다.
상기 전구체 다당류는 14 개의 당 잔기, 즉 3 개의 글루코스 (Glc), 9 개의 만노스 (Man) 및 2 개의 N- 아세틸 글루코사민 (GlcNAc) 잔기로 구성된다.
이 전구체는 식물, 동물 및 단세포 진핵 생물에서 흔합니다. ER 막에 내장 된 이소 프레 노이드 지질 인 돌 리콜 분자와의 결합 덕분에 막에 결합됩니다.
합성 후, 올리고당은 번역되는 동안 올리고 사카 릴 트랜스퍼 라제 효소 복합체에 의해 단백질의 트라이 펩타이드 서열 Asn-X-Ser / Thr에 포함 된 아스파라긴 잔기로 전달된다.
올리고당의 끝에있는 3 개의 Glc 잔기는 올바른 올리고당 합성을위한 신호 역할을하며 단백질이 추가 처리를 위해 골지 장치로 운반되기 전에 Man 잔기 중 하나와 함께 절단됩니다.
골지 장치에서 당 단백질에 부착 된 올리고당 부분은 갈락토스, 시알 산, 푸 코스 및 기타 많은 잔기를 추가하여 변형되어 훨씬 더 다양하고 복잡한 사슬을 생성 할 수 있습니다.
Oliosaccharide Processing (Dna 621, Wikimedia Commons)
글리코 실화 과정을 수행하는 데 필요한 효소기구에는 당의 첨가를위한 수많은 글리코 실 트랜스퍼 라제, 제거를위한 글리코시다 제, 기질로 사용되는 잔류 물의 기여를위한 다양한 뉴클레오티드 당 수송 체가 포함됩니다.
원핵 생물에서
박테리아는 세포 내 막 시스템을 가지고 있지 않으므로 초기 올리고당 형성 (단지 7 개 잔기)은 원형질막의 세포질 쪽에서 발생합니다.
상기 전구체는 지질에서 합성되고 ATP 의존성 플립 파제에 의해 글리코 실화가 일어나는 주변 세포질 공간으로 전위된다.
진핵 생물과 원핵 생물 글리코 실화의 또 다른 중요한 차이점은 박테리아의 oligosaccharide transferase (oligosacaryltransferase) 효소가 리보솜에 의해 번역되는 것이 아니라 이미 접힌 단백질의 자유 부분으로 당 잔기를 전달할 수 있다는 것입니다.
더욱이,이 효소에 의해 인식되는 펩타이드 모티프는 동일한 진핵 삼중 펩타이드 서열이 아닙니다.
풍모
당 단백질에 부착 된 N- 올리고당은 다양한 용도로 사용됩니다. 예를 들어, 일부 단백질은 구조의 적절한 폴딩을 달성하기 위해 이러한 번역 후 변형이 필요합니다.
다른 사람들에게는 단백질 분해를 피하거나 생물학적 기능을 수행하는 데이 부분이 필요하기 때문에 안정성을 제공합니다.
올리고당은 강한 친수성 특성을 가지고 있기 때문에 단백질에 공유 결합을 추가하면 반드시 극성과 용해도가 변경되며, 이는 기능적 관점에서 관련성이있을 수 있습니다.
일단 막 단백질에 부착되면 올리고당은 중요한 정보 전달자입니다. 그들은 세포 신호, 의사 소통, 인식, 이동 및 접착 과정에 참여합니다.
그들은 혈액 응고, 치유 및 면역 반응뿐만 아니라 글리 칸 의존적이고 세포에 없어서는 안될 단백질 품질 관리 처리에 중요한 역할을합니다.
중요성
적어도 18 개의 유전 질환이 인간의 단백질 글리코 실화와 관련이 있으며, 그중 일부는 신체적, 정신적 발달이 좋지 않은 반면 다른 일부는 치명적일 수 있습니다.
특히 소아 환자에서 글리코 실화 질환과 관련된 발견이 증가하고 있습니다. 이러한 장애의 대부분은 선천적이며 올리고당 형성의 초기 단계 또는 이러한 과정에 참여하는 효소의 조절과 관련된 결함과 관련이 있습니다.
글리코 실화 된 단백질의 대부분이 글리코 칼 릭스를 구성하기 때문에, 글리코 실화 과정의 돌연변이 또는 변경이 종양 세포의 미세 환경의 변화와 관련이있을 수 있다는 것을 확인하는 데 관심이 증가하고 있으며 따라서 암 환자의 종양 및 전이 발생.
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