Glykosylering Er en viktig modifikasjon av eukaryote proteiner fordi de tilsatte sukkerrester ofte brukes som molekylære flagg eller gjenkjenningssignaler til andre celler enn å komme i kontakt med dem. Det finnes to typer proteinglykosylering, som begge krever import av målpolypeptidet inn i ER. N-bundet glykosylering begynner faktisk i det endoplasmatiske retikulum, Men O-bundet glykosylering oppstår ikke før polypeptidet er blitt transportert inn I Golgi-apparatet. Derfor er Det også slik At N-bundet glykosylering kan (og er) vanligvis begynner som en co-translasjonell mekanisme, Mens O-bundet glykosylering må forekomme post-translasjonelt. Andre store forskjeller i de to typer glykosylering er (1) N-bundet glykosylering forekommer på asparagin (N) rester i en n-X-S eller N-X-t sekvens (X er en hvilken som helst aminosyre annet Enn P eller D) mens O-bundet glykosylering forekommer på sidekjeden hydroksyl oksygen av enten serin eller treonin rester bestemmes ikke av omkringliggende sekvens, men ved sekundær og tertiær struktur.; (2) N-bundet glykosylering begynner med et» tre » av 14 spesifikke sukkerrester som deretter beskjæres og ombygges, men forblir ganske stor, Mens O-bundet glykosylering er basert på sekvensiell tilsetning av individuelle sukkerarter, og strekker seg vanligvis ikke utover noen få rester.
Teknisk sett begynner n-glykosylering før et protein selv blir oversatt, da dolicholpyrofosfatoligosakkaridet (dvs.sukker «treet» – ikke et offisielt begrep, forresten) syntetiseres I ER (Figur \(\PageIndex{12}\)) uten å bli utløst av oversettelse eller proteininngang.
Dolichol er et langkjedet hydrokarbon som hovedsakelig finnes i er-membranen, og fungerer som et midlertidig anker for n-glykosyleringsoligosakkaridet som det blir syntetisert og som det venter på et passende protein til glykosylat. Oligosakkaridsyntesen begynner med tilsetning av To N-acetylglukosaminrester til pyrofosfatkobleren, etterfulgt av en mannose. Fra denne mannosen grener oligosakkaridet, med en gren som mottar tre flere mannoserester og den andre mottar en. Så langt har alle disse tilleggene til oligosakkaridet funnet sted i cytoplasma. Nå er glykolipidet vendt innover til ER lumen! En gang i lumen blir fire flere mannoser tilsatt, og til slutt tre glukoserester topp av strukturen.
Ikke alle nukleosider brukes til denne prosessen: sukker har bare blitt funnet knyttet TIL UDP, BNP og CMP. UDP ER den mest allsidige, bindende n-acetylgalaktosamin (GalNAc), n-acetylglukosamin (GlcNAc), N-acetylmuraminsyre, galaktose, glukose, glukuronsyre og xylose. BNP brukes til mannose og fucose, MENS CMP bare brukes til sialinsyre.
enzymene som oppnår glykosylering er glykosyltransferaser spesifikke for både tilsatt sukkerrester og målet oligosakkarid. Sukkene som brukes av enzymene er ikke bare sukkeret, men nukleotidsukker – vanligvis et sukker knyttet til et nukleosiddifosfat, for eksempel uracildifosfatglukose (UDP-glukose) eller BNP – mannose.
det n-koblede oligosakkaridet har to fysiologiske roller: det fungerer som base for ytterligere glykosylering, og det brukes som en markør for feilkontroll av proteinfolding av calnexin-calreticulin-systemet (Figur \(\PageIndex{13}\)). Når oligosakkaridet er festet til det nye polypeptidet, begynner prosessen med ytterligere glykosylering med virkningen av en glukosidase og som fjerner to av glukosene. Den siste glukosen er nødvendig for å hjelpe glykoproteindocken med enten calnexin eller calreticulin (Figure13, trinn 1 eller 4), som er svært like proteiner som har en langsom glukosidaseaktivitet og forbinder med en proteindisulfidisomeraselignende aktivitet.
proteindisulfidisomeraselignende aktivitet kommer fra erp57, som teknisk sett er en tioloksidoreduktase, men er funksjonelt lik PDI.
den største forskjellen er at kalretikulin er løselig i ER lumen mens calnexin er bundet TIL er membranen. Begge holder midlertidig på glykoproteinet og gir det tid til å (re) brette og muligens omorganisere disulfidbindinger, så fjerner det glukosen, slik at glykoproteinet fortsetter på vei. Viktig, hvis glykoproteinet ikke er helt brettet (trinn 2a), ENZYMET UDP-glukose:glykoproteinglukosyltransferase (GT) gjenkjenner det og legger tilbake glukoseresten (trinn 3), og tvinger den til å gå gjennom calreticulin/calnexin syklusen igjen i håp om å folde riktig denne gangen. Hvis den har blitt brettet riktig (trinn 2b), kan den gjenkjennes AV ER-α-1,2-mannosidase, som fjerner en mannose, og fullfører glykosyleringsmodifikasjonene I ER.
de fleste glykoproteiner fortsette med oligosakkarid remodeling når de har blitt flyttet FRA ER Til Golgi apparatet ved vesikulær transport. Der beskjærer en rekke glykosidaser og glykosyltransferaser og legger til oligosakkaridet. Selv om glykosyleringen er konsistent og stereotyp for et gitt protein, er det fortsatt uklart nøyaktig hvordan glykosyleringsmønstrene bestemmes.
to vanlige antibiotika, tunicamycin og bacitracin, kan målrette n-bundet glykosylering, selv om deres antibiotiske egenskaper kommer fra å forstyrre dannelsen av bakterielle cellevegger. Tunikamycin er EN ANALOG AV UDP-GlcNAc, og inne i eukaryote celler kan forstyrre den første oligosakkariddannelsen ved å blokkere Det første GlcNAc-tillegget til dolicholfosfat. Siden det kan transporteres til eukaryote celler, er tunikamycin ikke klinisk nyttig på grunn av dets toksisitet. Bacitracin, derimot, er et lite syklisk polypeptid som binder seg til dolichol-PP som forhindrer defosforylering til dolichol-P, som er nødvendig for å bygge oligosakkaridet. Bacitracin er ikke cellepermeabelt, så selv om det har lignende aktivitet som tunikamycin på bakterier ved å forstyrre ekstracellulær glykolipidsyntese som trengs for celleveggdannelse, er det ufarlig for eukaryoter og er dermed et nyttig terapeutisk antibiotikum.