Približno polovica vseh beljakovin v človeškem telesu so glikoproteini. Snovi igrajo vlogo tako celičnih komponent kot imunskih snovi. Nastanejo predvsem kot del tistega, kar je znano kot N-glikozilacija, in lahko pri nepravilni sestavi povzročijo resne bolezni.
Kaj so glikoproteini?
Glikoproteini so beljakovin z drevesnimi razvejanimi ostanki heteroglikana. Običajno so viskozne konsistence. Makromolekule vsebujejo kovalentno vezane sladkorja skupin. Sestavljajo jih monosaharidi, Kot je glukoze, fruktoza, manoza ali acetilirani amino sladkorji. Zato jih imenujemo tudi oligosaharidi, vezani na beljakovine. Kovalentna vezava se lahko pojavi na različne načine in ustreza vezavi na eno ali drugo aminokisline serin oz asparagin. Vezava na serin se imenuje O- in vezava na asparagin se imenuje N-glikozilacija. Velikosti glikoproteinov N-glikozilacije so različne. Ustrezajo monosaharidi, di- ali oligosaharidi do polisaharidi. Glede na njihov delež monosaharidi, delimo jih na z manozo bogate, kompleksne in hibridne glikoproteine. V skupini, bogati z manozo, prevladujejo ostanki manoze. V kompleksni skupini prevladujejo saharidi. Hibridna skupina je mešana oblika. Vsebnost ogljikovih hidratov v glikoproteini se giblje od nekaj odstotkov pri ribonukleazah do 85 odstotkov pri kri skupinski antigeni.
Funkcija, delovanje in vloge
Glikoproteini opravljajo številne funkcije v človeškem organizmu. So strukturna sestavina celičnih membran in se imenujejo tudi strukturne beljakovin v tem kontekstu. Vendar pa so prisotne tudi v sluzi in služijo kot maziva v tekočinah. Prispevajo k celični interakciji kot membranski proteini. Nekateri glikoproteini izpolnjujejo tudi hormonske funkcije, na primer rastni faktor hCG. Enako pomembni so kot imunološke komponente v obliki imunoglobulini in interferoni. Vse izvozne beljakovine in membranski proteini v telesu so bili vsaj med biosintezo še vedno glikoproteini. Zlasti so pomembni za prepoznavne reakcije v imunski sistem ker sodelujejo z imunološkimi celicami T in receptorji T celic. Pri človeku so izolirali različne plazemske beljakovine kri plazme, od tega samo albumin in pomanjkanje prealbumina sladkorja ostanki. Številčnost glikoproteinov je presenetljivo. Končno skoraj vsi zunajcelični topni proteini in encimi imajo ostanke sladkorja. Kot hormoni, glikoproteini imajo pleiotropne učinke in so zato ključnega pomena za delovanje različnih organskih sistemov. Na primer hormoni TSH, HCG in v so glikoproteini. Kot membranski proteini so zastopani tako v vlogi receptorja kot v vlogi transportnega krmilnika in stabilizatorja. Imajo stabilizacijski učinek predvsem skupaj z glikolipidi. Skupaj s temi snovmi tvorijo tako imenovani glikokaliks, ki stabilizira celice brez celične stene.
Nastanek, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti
Najpogostejša oblika tvorbe glikoproteinov je vezava N-glikozidov ali N-glikozilacija na asparagin. Sladkor se veže na dušik proste kisline amid skupin v tem procesu. N-glikozilacija poteka v endoplazemskem retikulumu. Tako nastali N-glikozidi so najpomembnejša glikoproteinska skupina. Med N-glikozilacijo predhodnik sladkorja ne glede na aminokislinsko zaporedje ciljne beljakovine sintetizira nosilno molekulo dolikol. Skupina OH na koncu molekule je povezana z difosfatom. Na terminalu se tvori predhodnik oligosaharida fosfat ostanki molekule. Prvih sedem sladkorjev se zbere na citosolni strani. Na dolikol sta pritrjena dva N-acetil glukozamina in pet ostankov manoze fosfat. Nukleotidi sladkorja GDP-manoza in UDP-N-acetil-glukozamin darovalci. Prekursor se preko ER-membrane transportira s transportno beljakovino. Tako je predhodnik usmerjen na notranjo stran endoplazemskega retikuluma, kjer so mu dodani štirje ostanki manoze. Poleg tega glukoze ostanki se dodajo. 14 sladkorja dolga predhodnica se končno prenese v beljakovino. Druga pot tvorjenja glikoproteinov je vezava O-glikozidov ali O-glikozilacija na serin, ki se izvaja v Golgijevem aparatu celic. V tem postopku se sladkor veže na hidroksilno skupino serina. Vrednosti za glikoproteine so pomembne predvsem glede na beljakovine v plazmi, saj imajo v veliki meri pomembno vlogo kri Če bi našteli vse standardne vrednosti za glikoproteine posamezno, bi to preseglo obseg.
Bolezni in motnje
nekateri genetske bolezni kažejo učinke na glikozilacijo. Ena od takšnih motenj je CDG. V tem primeru glikoproteini kažejo nenormalne ravni. Prizadeti posamezniki trpijo zaradi upočasnjenega razvoja, ki je povezan tako s fizičnimi kot duševnimi težavami. Strabizem je lahko še en simptom genetske motnje. Skupno približno 250 različnih genov sodeluje pri tvorbi glokoproteinov. Pri prirojenih motnjah glikozilacije so zaradi genske naravnanosti prisotne motnje v vezavi stranskih verig ogljikovih hidratov na beljakovine. V post-translacijski modifikaciji beljakovine pridobijo svojo polno funkcionalnost. Ko se ta postopek neobičajno sestavi encimi ali beljakovine, ki gradijo stranske verige ogljikovih hidratov, rezultati CDG. Na N-glikozilacijo najpogosteje vplivajo motnje. Do danes so odkrili približno 30 encimskih napak, ki vplivajo na N-glikozilacijo. Genetske motnje O-glikozilacije so nekoliko manj pogoste. Kažejo se v živčno-mišičnih večsistemskih motnjah, kot je Walker-Warburgov sindrom. Ker glikoproteini v organizmu opravljajo toliko funkcij, je za klinično sliko značilnih več simptomov. Prirojene motnje glikozilacije lahko prizadenejo vse organske sisteme. Psihomotorične razvojne motnje so vodilni simptom. Nevrološke nepravilnosti so prav tako pogoste. Tudi motnje koagulacije ali endokrine motnje niso redke.
