Glycosylation é uma importante modificação de proteínas eucarióticas porque a adição de açúcar resíduos são frequentemente utilizados como sinalizadores moleculares ou de reconhecimento de sinais a outras células que entram em contato com eles. Existem dois tipos de glicosilação proteica, ambos os quais requerem a importação do polipéptido alvo para as urgências. A glicosilação ligada a n começa no retículo endoplasmático, mas a glicosilação ligada a o não ocorre até que o polipéptido tenha sido transportado para o aparelho de Golgi. Portanto, é também o caso de que a glicosilação n-ligada pode (e é) geralmente começar como um mecanismo co-translacional, enquanto a glicosilação o-ligada deve estar ocorrendo pós-translacionalmente. Outros grandes diferenças nos dois tipos de glycosylation são (1) N-ligados glycosylation ocorre em asparagina (N) resíduos dentro de um N-X-S ou N-X-T seqüência (X é qualquer aminoácido diferente de P ou D), enquanto que O-ligados glycosylation ocorre no lado da cadeia de oxigênio da hidroxila de serina ou treonina resíduos determinado não por circundante sequência, mas pela secundário e terciário estrutura; (2) a glicosilação ligada a n começa com uma “árvore” de 14 resíduos específicos de açúcar que é então podada e remodelada, mas permanece bastante grande, enquanto a glicosilação ligada a o é baseada na adição sequencial de açúcares individuais, e não se estende normalmente além de alguns resíduos.
Tecnicamente, N-glycosylation começa antes de uma proteína é mesmo a ser traduzido, como o dolichol pirofosfato de oligossacarídeo (i.e. o açúcar “árvore” não é um termo oficial, por sinal) é sintetizado no ER (Figura \(\PageIndex{12}\)) sem ser acionado por tradução ou proteína de entrada.
Dolichol é um hidrocarboneto de cadeia longa encontrado principalmente na membrana ER, e serve como uma âncora temporária para o oligossacárido de N-glicosilação como está sendo sintetizado e como espera por uma proteína adequada para o glicosilato. A síntese de oligossacáridos começa com a adição de dois resíduos de N-acetilglucosamina ao linker pirofosfato, seguido por uma manose. A partir desta manose, os ramos oligossacáridos, com um ramo recebendo mais três resíduos de manose e o outro recebendo um. Até agora, todas estas adições ao oligossacarídeo têm ocorrido no citoplasma. Agora o glicolípido está virado para o lúmen das urgências! Uma vez no lúmen, mais quatro manoses são adicionados, e finalmente três resíduos de Glicose no topo da estrutura.
nem todos os nucleósidos são utilizados para este processo: os açúcares só foram encontrados ligados ao UDP, PIB e CMP. UDP é o mais versátil, ligando N-acetilgalactosamina (GalNAc), N-acetilglucosamina (GlcNAc), ácido N-acetilmurâmico, galactose, glicose, ácido glucurônico e xilose. O PIB é utilizado para manose e fucose, enquanto o CMP é utilizado apenas para o ácido siálico.
as enzimas que atingem a glicosilação são glicosiltransferases específicas tanto para o resíduo de açúcar adicionado como para o oligossacárido alvo. Os açúcares usados pelas enzimas não são simplesmente o açúcar, mas os açúcares nucleótidos – geralmente um açúcar ligado a um difosfato nucleósido, por exemplo, glucose uracil difosfato (UDP-glucose) ou GDP – manose.
o oligossacárido ligado a n tem dois papéis fisiológicos: actua como base para uma maior glicosilação, e é usado como marcador para verificação de erros de dobragem de proteínas pelo sistema calnexin-calreticulina (figura \(\Pagindex{13}\)). Uma vez que o oligossacárido Está ligado ao novo polipéptido, o processo de glicosilação adicional começa com a ação de uma glucosidase e que remove dois dos glucoses. A última glucose é necessária para ajudar a glicoproteína a acoplar com calnexina ou calreticulina (Figure13, Passo 1 ou 4), que são proteínas muito semelhantes que têm uma actividade glucosidase lenta e estão associadas a uma actividade semelhante à da isomerase dissulfureto proteico.
a actividade do dissulfureto proteico como a isomerase vem do ERp57, que é tecnicamente uma tiol oxidorredutase, mas é funcionalmente semelhante à PDI.
a principal diferença é que a calreticulina é solúvel no lúmen de ER enquanto a calnexina se liga à membrana de ER. Ambos se agarram temporariamente à glicoproteína dando-lhe tempo para (re)dobrar e possivelmente rearranjar ligações de dissulfeto, em seguida, ele remove a glicose, permitindo que a glicoproteína continue no seu caminho. Importante, se a glicoproteína não tiver sido completamente dobrada (passo 2a), a enzima UDP-glucose:glicoproteína glucosiltransferase (GT) reconhece e adiciona o resíduo de glicose (Passo 3), forçando-o a passar pelo ciclo calreticulina/calnexina novamente na esperança de dobrar corretamente desta vez. Se tiver sido dobrado correctamente (passo 2b), pode ser reconhecido pela ER-α-1,2-manosidase, que remove uma manose, completando as modificações de glicosilação nas urgências.
a maioria das glicoproteínas continua com a remodelação dos oligossacáridos, uma vez que foram transferidas das urgências para o aparelho de Golgi por transporte vesicular. Lá, uma variedade de glicosidases e glicosiltransferases podar e adicionar ao oligossacárido. Embora a glicosilação seja consistente e estereotipada para uma determinada proteína, ainda não é claro exatamente como os padrões de glicosilação são determinados.
dois antibióticos comuns, tunicamicina e bacitracina, podem atingir a glicosilação ligada a n, embora suas propriedades antibióticas vêm de interromper a formação de paredes celulares bacterianas. A tunicamicina é um análogo da UDP-GlcNAc, e no interior das células eucarióticas pode interromper a formação inicial de oligossacáridos, bloqueando a adição inicial de GlcNAc ao dolichol-fosfato. Uma vez que pode ser transportado para células eucarióticas, a tunicamicina não é clinicamente útil devido à sua toxicidade. Bacitracina, por outro lado, é um pequeno polipeptídeo cíclico que se liga ao dolichol-PP e impedindo o seu dephosphorylation para dolichol-P, que é necessário para construir o oligossacarídeo. A bacitracina não é permeável às células, pelo que, apesar de ter uma actividade semelhante à tunicamicina nas bactérias, interrompendo a síntese extracelular de glicolípidos necessária para a formação da parede celular, é inofensiva para os eucariotas e, portanto, é um antibiótico terapêutico útil.