Apmēram puse no visiem proteīniem atrodas cilvēka ķermenī Glikoproteīni. Vielas spēlē kā šūnu komponentus, kā arī imūnsistēmas. Tie galvenokārt veidojas tā dēvētās N-glikozilācijas ietvaros un, ja tie nav pareizi samontēti, var izraisīt nopietnas slimības.
Kas ir glikoproteīni?
Glikoproteīni ir olbaltumvielas ar kokam līdzīgiem sazarotiem heteroglikāna atlikumiem. Parasti tām ir viskoza konsistence. Makromolekulas satur kovalenti saistītās cukura grupas.
Tie sastāv no monosaharīdiem, piemēram, glikozes, fruktozes, mannozes vai acetilēta aminos cukura. Tāpēc tos sauc arī par olbaltumvielām saistītos oligosaharīdos. Kovalentā saite var notikt dažādos veidos un atbilst vai nu saitei ar serīna vai asparagīna aminoskābēm. Saikni ar serīnu sauc par O- un to - par asparagīna N-glikozilēšanu. N-glikozilācijā iesaistīto glikoproteīnu lielums ir atšķirīgs. Tie atbilst monosaharīdiem, di- vai oligosaharīdiem un pat polisaharīdiem.
Pēc monosaharīdu proporcijas tos sadala augstas mannozes, kompleksos un hibrīdos glikoproteīnos. Mannozēm bagātajā grupā pārsvarā ir mannozes atlikumi. Sarežģītajā grupā dominē saharīdi. Hibrīda grupa ir hibrīds. Glikoproteīnu ogļhidrātu saturs ir starp dažiem procentiem ribonukleāzēm un līdz 85 procentiem asins grupas antigēniem.
Funkcija, efekts un uzdevumi
Glikoproteīni cilvēka organismā pilda daudzas funkcijas. Tie ir šūnu membrānu strukturāla sastāvdaļa, un šajā kontekstā tos sauc arī par strukturālajiem proteīniem. Tie ir atrodami arī gļotās un tiek izmantoti kā smērvielas šķidrumos.
Kā membrānas olbaltumvielas tie veicina šūnu mijiedarbību. Dažiem glikoproteīniem ir arī hormonālas funkcijas, piemēram, augšanas faktors hCG. Vielas ir tikpat svarīgas kā imunoloģiskās sastāvdaļas imūnglobulīnu un interferonu formā. Visi ķermeņa proteīni un membrānas olbaltumvielas joprojām bija glikoproteīni, vismaz biosintēzes laikā. Tie ir īpaši svarīgi imūnsistēmas atpazīšanas reakcijās, jo tie mijiedarbojas ar imunoloģiskām T šūnām un T šūnu receptoriem. Cilvēka asins plazmā ir izdalīti dažādi plazmas proteīni, no kuriem tikai albumīnam un prealbumīnam nav cukura atlikumu.
Glikoproteīnu pārpilnība ir pārsteidzoša. Galu galā gandrīz visi ārpusšūnu šķīstošie proteīni un fermenti satur cukura atlikumus. Glikoproteīniem kā hormoniem ir pleiotropisks efekts, tāpēc tiem ir izšķiroša nozīme dažādu orgānu sistēmu darbībā. Hormoni TSH, HCG un FSH ir, piemēram, glikoproteīni. Kā membrānas olbaltumvielas tie ir pārstāvēti gan receptoru, gan transportētāju un stabilizatoru lomā. Viņiem ir stabilizējoša iedarbība, īpaši kopā ar glikolipīdiem. Kopā ar šīm vielām tie veido tā saukto glikokaliksu, kas stabilizē šūnas bez šūnas sienas.
Izglītība, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības
Biežākā glikoproteīnu veidošanās ir N-glikozīdiskā saite vai N-glikozilēšana līdz asparagīnam. Cukurs pats piesaista skābes amīdu grupas, kas nesatur slāpekli. N-glikozilācija notiek endoplazmatiskā retikulumā. Šādi izveidoti N-glikozīdi ir visatbilstošākā glikoproteīnu grupa.
N-glikozilēšanā cukura priekšgājējs, neskatoties uz mērķa olbaltumvielu aminoskābju secību, sneaktizē nesējmolekulu dolichol. OH grupa molekulas galā ir saistīta ar difosfātu. Pēc molekulu gala fosfāta atlikuma veidojas oligosaharīdu prekursors. Pirmie septiņi no cukuriem sakrīt citosola pusē. Dolichol fosfātam ir pievienoti divi N-acetilglikozamīni un pieci manozes atlikumi. Cukura nukleotīdi GDP-mannoze un UDP-N-acetil-glikozamīns parādās kā donori. Prekursors tiek transportēts caur ER membrānu caur transporta proteīnu.
Tādējādi prekursors ir orientēts uz endoplazmatiskā retikulāra iekšpusi, kur tam pievieno četras mannozes atliekas. Turklāt audzē glikozes atlikumus. 14 cukuru garš prekursors beidzot tiek pārnests uz olbaltumvielu. Vēl viens glikoproteīnu veidošanās ceļš ir O-glikozīdiskā saite vai O-glikozilēšana ar serīnu, kas notiek šūnu Golgi aparātā. Cukurs ir saistīts ar serīna hidroksilgrupu. Glikoproteīnu vērtības ir īpaši svarīgas attiecībā uz plazmas olbaltumvielām, jo tām ir nozīme pilnīgā asins skaita noteikšanā. Ja šajā brīdī uzskaitītu visas normālas glikoproteīnu vērtības, tas pārsniegtu darbības jomu.
Slimības un traucējumi
Dažām ģenētiskām slimībām ir ietekme uz glikozilāciju. Viena šādu slimību grupa ir CDG. Glikoproteīnu vērtības ir patoloģiskas. Skartās personas cieš no palēninātas attīstības, kas attiecas gan uz fiziskiem, gan garīgiem jautājumiem.
Kašķēšanās var būt vēl viens ģenētisko traucējumu simptoms. Glocoproteīnu veidošanā ir iesaistīti aptuveni 250 dažādi gēni. Iedzimtu glikozilācijas traucējumu gadījumā traucējumi ogļhidrātu sānu ķēžu piestiprināšanā olbaltumvielām rodas ģenētiskas dispozīcijas dēļ. Pēctranslācijas modifikācijā olbaltumvielas saņem visu funkcionalitāti. Šajā procesā, kad fermenti vai olbaltumvielas, kas veido ogļhidrātu sānu ķēdes, ir neparasti samontēti kopā, tiek izveidots CDG. N-glikozilāciju visbiežāk ietekmē traucējumi. Līdz šim ir atklāti aptuveni 30 fermentu defekti, kas ietekmē N-glikozilāciju.
Ģenētiski O-glikozilācijas traucējumi ir nedaudz retāki. Viņi izpaužas neiromuskulārās daudzsistēmu slimībās, piemēram, Walker-Warburg sindromā. Tā kā glikoproteīni organismā veic tik daudz funkciju, klīnisko ainu raksturo dažādi simptomi. Iedzimti glikozilācijas traucējumi var ietekmēt visas orgānu sistēmas. Galvenais simptoms ir psihomotorās attīstības traucējumi. Neiroloģiskas novirzes ir tikpat izplatītas. Koagulācijas traucējumi vai endokrīnās sistēmas traucējumi arī nav retums.
