glicoproteine

Glicoproteinele sunt proteine ​​care conțin reziduuri de zahăr atașate covalent. Caracteristicile hidrofile și polare ale zaharurilor pot schimba dramatic caracteristicile chimice ale proteinei de care sunt atașate. Adăugarea de zaharuri este adesea necesară pentru ca glicoproteina să funcționeze corect și să ajungă la destinația sa finală în celulă sau corp. Glicoproteinele sunt deseori prezente pe suprafața celulei, unde funcționează ca proteine ​​de membrană sau ca parte a matricei extracelulare. Aceste glicoproteine ​​de suprafață celulară joacă un rol critic în interacțiunile celulare și mecanismele infecției bacteriene și virale.

Există trei tipuri glicoproteine, pe baza structurii și mecanismului lor de sinteză: glicoproteine ​​legate de N, glicoproteine ​​legate de O și glicoproteine ​​glicozilate neenzimatice.

Glicoproteinele legate de N sunt sintetizate și modificate în două organite legate de membrană în celulă, reticulul endoplasmatic gros și aparatul Golgi. Componenta proteică a glicoproteinei este asamblată pe suprafața reticulului endoplasmatic grosier prin adăugarea secvențială de aminoacizi, creând un polimer liniar de aminoacizi numit polipeptidă. Douăzeci de aminoacizi diferiți pot fi folosiți pentru sintetizarea polipeptidelor. Secvența specifică de aminoacizi a unei polipeptide este critică pentru funcția sa și se referă la secvența de aminoacizi. Unul dintre cei douăzeci de aminoacizi utilizați pentru sintetizarea polipeptidelor, asparagina, este esențial pentru sinteza glicoproteinelor N-legate.

Glicoproteinele legate de N au carbohidrați atașați la lanțul lateral al reziduurilor de asparagină din polipeptidă. Carbohidrații se găsesc întotdeauna în secvențe de aminoacizi, unde asparagina este urmată de un alt aminoacid și apoi un reziduu de serină sau treonină. Glucidul nu este atașat la polipeptidă zahăr pe rând. Mai degrabă, un carbohidrat aromatic mare care conține paisprezece sau mai multe reziduuri de zahăr este atașat la asparagină pe măsură ce proteina se traduce în reticulul endoplasmatic grosier. Glicoproteinele glucidice sunt apoi modificate de enzime care îndepărtează unele zaharuri și le atașează pe altele pe măsură ce glicoproteina nou formată se deplasează din reticulul endoplasmatic gros în aparatul Golgi și în alte locuri din celulă. Multe glicoproteine ​​legate de N devin în cele din urmă parte a membranei celulare sau sunt secretate de celulă.

Glicoproteinele legate de O sunt sintetizate în mod tipic prin adăugarea de resturi de zahăr la lanțul lateral hidroxil al serinei sau treoninei în polipeptide din aparatul Golgi. Spre deosebire de glicoproteinele legate de N, glicoproteinele legate de O sunt sintetizate prin adăugarea unui singur reziduu de zahăr odată. Multe glicoproteine ​​legate de O sunt secretate de celulă pentru a deveni parte a matricei extracelulare care o înconjoară.

Nu creează glicozilare sau glicație enzimatică glicoproteine prin adăugarea chimică de zaharuri la polipeptide. Deoarece acest tip de glicozilare este neenzimatică, factorii care controlează glicozilarea sunt pur și simplu timpul și concentrația zahărului. Proteinele mai vechi sunt mai glicozilate, iar persoanele cu niveluri mai ridicate de glucoză circulantă prezintă niveluri mai ridicate de glicozilare non-enzimatică. Aceasta este baza testului de diagnostic pentru hemoglobina glicozilată, utilizat pentru monitorizarea și menținerea nivelului de zahăr din sânge pe termen lung la diabetici.

Glicoproteinele sunt de mai multe tipuri și au o greutate moleculară mare:

  • Condronectina
  • Laminin
  • Entactina
  • Heparan sulfat
  • Glicozamicii și proteoglicanii
  • Elastin

Condronectina este similară cu laminina. În compoziția chimică este o glicoproteină. Lipeste condrocitele de colagen.

Laminina este o glicoproteină cu o greutate moleculară de aproximativ 800-1000 kD și este cea mai abundentă în membranele bazale. Este compus din trei subunități: A, B1, B2, care formează o structură asemănătoare unei cruci. Este localizat în membranele bazale și prin receptori specifici, pe de o parte, se leagă de suprafața celulei și, pe de altă parte, de componentele matricei extracelulare (colagen IV și heparan sulfat). Are legătură cu creșterea, ciclul de viață, morfologia, diferențierea și motilitatea diferitelor tipuri de celule.

Entactina este o glicoproteină sulfatată care se găsește în membranele bazale glomerulare și suprafețele adiacente ale celulelor endoteliale, creșterile podocitelor și matricea mezangială. La fel ca fibronectina și laminina, entactina poate facilita aderența între celule și matricea extracelulară.

Heparan sulfatul proteoglican este compus din diferiți glicozaminoglicanii legați covalent de o singură proteină în formă de inimă. Se observă focal în lamina rara a membranelor bazale și joacă un rol major în procesul de filtrare în glomeruli.

Glicanii glicozamatori sunt un grup eterogen de lanțuri polizaharidice lungi neramificate cu unități de dizaharide repetate. Înainte se numeau mucoproteine. Acestea conțin o proteină bazică asociată cu polizaharide acide. Astăzi sunt numiți glucozamin glican (mucopolizaharide acide). Molecula de glicozaminoglicani și proteoglicani formează un gel foarte hidratat al substanței de bază în care fibrele de colagen sunt „scufundate”.

Se cunosc două grupe de glicozaminoglicanii: nesulfat și sulfat.Acidul hialuronic și sulfatul de condroitină sunt nesulfatate. Cele sulfatate sunt sulfat de condroitină-A, sulfat de condroitină-B, sulfat de condroitină-C, sulfat de heparan și sulfat de cheratan.

Glucozamina glicană este colorată în albastru cu hematoxilină-eozină, iar PAS - reacția este negativă. Se folosesc coloranți metacromatici: azur și albastru de toluidină, care au un pH = 2 sau mai mic. Acești coloranți colorează numai glicozaminoglicanii sulfați într-o gamă de culori de la roșu la albastru-violet. Albastru alcian, care nu este un colorant metacromatic, poate fi folosit. Culoarea sa depinde de pH-ul vopselei și variază de la roșu la violet. Fierul coloidal poate colora glicozaminoglicanii, metoda fiind determinată de afinitatea acestuia din urmă pentru ioni de fier trivalenți sub formă coloidală.

Elastina este implicată în formarea nucleului central al fibrelor elastice. Are capacitatea de a-și schimba forma și răsucirea, apoi de a-și restabili poziția de plecare. Elastina este bogată în glicină și prolină și nu conține aminoacizi hidroxilați. Elastina variază între diferite stări, formând bobine aleatorii și determinând astfel întinderea și contracția fibrelor. Este conținut în țesuturile cărora li se fac astfel de cerințe/aorta, pielea etc./.

Există o serie de metode de colorare care pot fi utilizate pentru a detecta proteinele glicozilate pe geluri, chiar și la niveluri foarte scăzute (adică până la câteva nanograme). Unele dintre cele mai frecvent utilizate pete în acest scop includ colorarea albastră pal Coomassie (pentru proteinele cu glicozilare limitată) și colorarea cu argint (utilizate în cazurile în care este necesară o sensibilitate ridicată).

Cu toate acestea, aceste metode de colorare nu sunt recomandate pentru detectarea proteoglicanilor cu glicozila mare și/sau glicoproteine. Acest lucru se datorează în principal faptului că interferența sterilă a carbohidraților cu ionii de argint are ca rezultat o colorare slabă.

Ca atare, utilizarea coloranților cationici, cum ar fi albastru alcin sau albastru toluidină, care se leagă de lanțurile laterale glicozamino-glicane încărcate negativ, este foarte recomandată în detectarea proteoglicanilor. Pe de altă parte, glicoproteinele neutre sunt cel mai bine detectate folosind o reacție PAS.

Metoda de colorare PAS și numeroasele sale variații sunt utilizate în mod obișnuit pentru a detecta polizaharidele și macromoleculele glucidice (glicoproteine, glicolipide și proteoglicani) după dodecil sulfat de sodiu sau electroforeză pe gel de poliacrilamidă fără denaturare și transferul proteluneloinului. Această metodă poate fi, de asemenea, utilizată pentru a vizualiza diferențele de încărcare și pentru a crește punctul izoelectric după tratamentul cu neuraminidază a glicopeptidelor derivate din mucină după focalizarea izoelectrică.