glicoproteine

Circa la metà di tutte le proteine ​​si trova nel corpo umano glicoproteine. Le sostanze svolgono un ruolo sia come componenti cellulari che come sostanze immunitarie. Si formano principalmente come parte della cosiddetta N-glicosilazione e possono causare gravi malattie se non vengono assemblati correttamente.

Cosa sono le glicoproteine?

Le glicoproteine ​​sono proteine ​​con residui di eteroglicani ramificati simili ad alberi. Di solito hanno una consistenza viscosa. Le macromolecole contengono gruppi zuccherini legati in modo covalente.

Sono costituiti da monosaccaridi come glucosio, fruttosio, mannosio o ammino zucchero acetilato. Ecco perché sono anche conosciuti come oligosaccaridi legati alle proteine. Il legame covalente può avvenire in modi diversi e corrisponde o ad un legame con gli amminoacidi serina o asparagina. Il legame con la serina è chiamato O- e quello con la N-glicosilazione dell'asparagina. Le glicoproteine ​​coinvolte nella N-glicosilazione hanno dimensioni variabili. Corrispondono a monosaccaridi, di- o oligosaccaridi e persino polisaccaridi.

In base alla loro proporzione di monosaccaridi, si dividono in glicoproteine ​​ad alto contenuto di mannosio, complesse e ibride. Nel gruppo ricco di mannosio predominano i residui di mannosio. Nel gruppo complesso predominano i saccaridi. Il gruppo ibrido è un ibrido. Il contenuto di carboidrati delle glicoproteine ​​è compreso tra una piccola percentuale per le ribonucleasi e fino all'85% per gli antigeni del gruppo sanguigno.

Funzione, effetto e compiti

Le glicoproteine ​​svolgono numerose funzioni nell'organismo umano. Sono un componente strutturale delle membrane cellulari e in questo contesto vengono anche chiamate proteine ​​strutturali. Si trovano anche nel muco e sono usati come lubrificanti nei liquidi.

Come proteine ​​di membrana, contribuiscono all'interazione cellulare. Alcune glicoproteine ​​hanno anche funzioni ormonali, come il fattore di crescita hCG. Le sostanze sono importanti quanto i componenti immunologici sotto forma di immunoglobuline e interferoni. Tutte le proteine ​​di esportazione e le proteine ​​di membrana del corpo erano ancora glicoproteine, almeno durante la biosintesi. Sono particolarmente rilevanti per le reazioni di riconoscimento nel sistema immunitario, poiché interagiscono con le cellule T immunologiche e i recettori delle cellule T. Varie proteine ​​plasmatiche sono state isolate nel plasma sanguigno umano, di cui solo l'albumina e la prealbumina non hanno residui di zucchero.

L'abbondanza di glicoproteine ​​è sorprendente. In definitiva, quasi tutte le proteine ​​e gli enzimi extracellulari solubili contengono residui di zucchero. Come ormoni, le glicoproteine ​​hanno un effetto pleiotropico e sono quindi cruciali per l'attività di vari sistemi di organi. Gli ormoni TSH, HCG e FSH sono ad esempio le glicoproteine. Come proteine ​​di membrana, sono rappresentate nel ruolo di recettori, trasportatori e stabilizzatori. Hanno un effetto stabilizzante, soprattutto insieme ai glicolipidi. Insieme a queste sostanze formano il cosiddetto glicocalice, che stabilizza le cellule prive di parete cellulare.

Istruzione, occorrenza, proprietà e valori ottimali

La formazione più comune di glicoproteine ​​è il legame N-glicosidico o N-glicosilazione con l'asparagina. Lo zucchero si lega ai gruppi ammidici acidi privi di azoto. La N-glicosilazione avviene nel reticolo endoplasmatico. Gli N-glicosidi così formati sono il gruppo glicoproteico più rilevante.

Nella N-glicosilazione, il precursore dello zucchero sintetizza sulla molecola trasportatrice dolichol, indipendentemente dalla sequenza amminoacidica della proteina bersaglio. Il gruppo OH all'estremità della molecola è legato al difosfato. Un precursore oligosaccaridico si forma al residuo fosfato terminale delle molecole. I primi sette zuccheri si riuniscono sul lato citosolico. Due residui di N-acetil-glucosammine e cinque residui di manosio sono attaccati al dolicol fosfato. I nucleotidi dello zucchero GDP-mannosio e UDP-N-acetil-glucosamina appaiono come donatori. Il precursore viene trasportato attraverso la membrana ER tramite una proteina di trasporto.

Il precursore è così orientato verso l'interno del reticolo endoplasmatico, dove si aggiungono quattro residui di mannosio. Inoltre, vengono coltivati ​​residui di glucosio. Il precursore lungo 14 zuccheri viene infine trasferito a una proteina. Un'altra via di formazione delle glicoproteine ​​è il legame O-glicosidico o O-glicosilazione alla serina, che avviene nell'apparato di Golgi delle cellule. Lo zucchero è legato a un gruppo idrossile della serina. I valori della glicoproteina sono particolarmente rilevanti in relazione alle proteine ​​plasmatiche, poiché svolgono un ruolo in un emocromo completo. Elencare tutti i valori normali per le glicoproteine ​​individualmente a questo punto andrebbe oltre lo scopo.

Malattie e disturbi

Alcune malattie genetiche hanno effetti sulla glicosilazione. Un gruppo di tali malattie è CDG. Le glicoproteine ​​mostrano valori anormali. Le persone colpite soffrono di un rallentamento dello sviluppo, che è correlato a problemi fisici e mentali.

Lo strabismo può essere un altro sintomo della malattia genetica. Un totale di circa 250 geni diversi sono coinvolti nella formazione delle glocoproteine. Nel caso dei disturbi congeniti della glicosilazione, i disturbi nell'attaccamento delle catene laterali dei carboidrati alle proteine ​​sono dovuti a una disposizione genetica. Nella modifica post-traduzionale, le proteine ​​ricevono la loro piena funzionalità. In questo processo, quando gli enzimi o le proteine ​​che costruiscono le catene laterali dei carboidrati vengono assemblati insieme in modo anomalo, viene creato il CDG. La N-glicosilazione è più comunemente influenzata dai disturbi. Ad oggi, sono stati scoperti circa 30 difetti enzimatici che hanno un impatto sulla N-glicosilazione.

I disturbi genetici della O-glicosilazione sono un po 'più rari. Si manifestano in malattie neuromuscolari multisistemiche come la sindrome di Walker-Warburg. Poiché le glicoproteine ​​assumono così tante funzioni nell'organismo, il quadro clinico è caratterizzato da una varietà di sintomi. Tutti i sistemi di organi possono essere influenzati da disturbi della glicosilazione congenita. I disturbi dello sviluppo psicomotorio sono il sintomo principale. Le anomalie neurologiche sono altrettanto comuni. Anche disturbi della coagulazione o disturbi endocrini non sono rari.