molekula obsahující jeden nebo více navázaných na bílkovinu (glykoproteiny)

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "molekula obsahující jeden nebo více navázaných na bílkovinu (glykoproteiny)"

Vendula Pospíšilová
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Glykoproteiny y Vytášek 2008

2 Glykokonjugát (komplexní sacharid) molekula obsahující jeden nebo více sacharidových řetězců kovalentně navázaných na bílkovinu (glykoproteiny) nebo lipid (glykolipidy)

3 Glykoproteiny y bílkoviny s kovalentně vázaným jedním či několika oligosacharidovými řetězci cukerný řetězec je syntetizován vysoce specifickými enzymatickými reakcemi zaktivních cukrů ů (sloučeniny (l č nukleotidů s cukrem) oligosacharidové řetězce ovlivňují specificky funkce glykoproteinů stejně jako jejich lokalizaci a rychlost jejich odbourávání

4 Funkce zastávané glykoproteiny Strukturní bílkoviny (kolagen, elastin, fibriny, buněčné membrány) Lubrikační a protektivní účinky (muciny, mukozní sekrety) Enzymy (hydrolasy, faktory srážení krve) Transportní molekuly (pro vitaminy, lipidy, minerály) Imunitní system (imunoglobuliny, komplement, HLA, interferony) Hormony (choriogonadotropní hormon, TSH) Interakce buněk s okolím (vzájemná interakce buněk, interakce buěk s ECM, viry a bakteriemi, membránové receptory) Lektiny

5 Sacharidy glykoproteinů Hexosy

6 Sacharidy ygy glykoproteinů Hexosy Vytášek 2008

7 Sacharidy glykoproteinů N-Acetylglykosaminy

8 Sacharidy ygy glykoproteinů N-Acetylneuraminová kyselina

9 Připojení sacharidového řetězce k proteinu N-glykosidická vazba (přes amido skupinu asparaginu) Asn

10 O-glykosidická vazba (přes hydroxylovou skupinu aminokyseliny) A) vazba přes hydroxylovou skupinu Ser nebo Thr Ser Thr B) vazba Ser-Xyl (proteoglykany) C) vazba hydroxylysin-gal (kolageny)

11 Syntéza glykoproteinů Oligosacharidový řetězec je synthetizován pomocí velmi specifických glykosyltransferas z aktivních cukrů Aktivní cukry vznikají v cytosolu z příslušného nukleosidtrifosfátu za katalysy enzymy pyrofosforylasami UTP + Glc-1-fosfát fát UDP-Glc + difosfát fát event. UDP-Gal epimerisací (UDP-Glc-epimerasa) UDP-Glc UDP-Gal Většina glykosylačních reakcí probíhá v Golgiho aparátu a transport aktivních cukrů do něj probíhá pomocí přenašečového systemu (permeasy). V opačném směru se pak transportuje příslušný nukleotid monofosfát.

12 Syntéza glykoproteinů syntetizované oligosacharidy id (glykany) )jsou dále modifikovány specifickými glykosidasami a ev. fosfatasami f iči sulfuryltransferasami l f typická specifická modifikace je značení lysosomálních enzymů pomocí GlcNAc-fosfotransferasa a fosfodiesterasa průběh biosyntézy glykoproteinů s N- a O-glykosidickou vazbou je v počátečních fázích rozdílný. Pro syntézu N-vázaných glykoproteinů se využívá lipidický nosič

16 Tři hlavní typy N-glykosidických glykoproteinů

17 Roztřídění a transport glykoproteinů

18 Syntéza O-vázaných glykoproteinů není využíván žádný lipidický nosič není třeba specifické sekvence aminokyselin, stačí přítomnost serinu či threoninu cukr, který je vázán na hydroxylovou skupinu v polypeptidickém řetězci, je obvykle GalNAc následující (druhý) cukr je často Gal terminální cukr je velmi často silně imunogenní cytoplasmatické a jaderné proteiny s jedním cukerným zbytkem jsou obvykle syntetizovány v cytosolu

19 Terminální sacharidy antigenů krevních skupin AB0

20 Specifické metody výzkumu glykoproteinů Glykosidasy enzymy yštěpící glykosidickou vazbu,,jsou specifické pro daný typ vazby s daným cukrem, štěpení oligosacharidového řetězce různými glykosidasami je klíčovou metodou pro structurální studie endoglykosidasy gy yštěpí vnitřní glykosidickou gy vazbu (např. endoglykosidasa F štěpí vazbu mezi prvním GlcNAc (resp. uhlíkem 1) a amido skupinou asparaginu) exoglykosidasy odštěpí koncový cukr oligosacharidu (např. neuraminidase odštěpí terminální sialovou kyselinu)

21 Specifické metody výzkumu glykoproteinů Lkti Lektiny rostlinné bílkoviny, které se váží na specifický cukr/y purifikace glykoproteinů (afinitní chromatografie) detekce glykoproteinů (vhodně značený lektin se váže na svůj specifický cukr v separovaných glykoproteinech na nitrocelulose) příprava mutantních buněčných linií postrádajících jisté enzymy oligosacharidové syntezy - selekce buněk resistantních k danému lektinu, resistance je způsobena obvykle nepřítomností specifického cukru v membránových glykoproteinech resp. ztrátou produkce enzymů nutných pro zabudování daného cukru do oligosacharidu

22 Muciny glykoproteiny syntetizované epitheliálními buňkami komponentou mukozních sekretů, které pokrývají epitheliální buňky v gastrointesticiálním, urogenitálním, dýchacím, očním a sluchovém systému všech obratlovců (muciny lze ale nalézt u všech eukaryntů) vysoký obsah cukrů (50-90% hmoty mucinu je tvořeno cukry), které jsou vázány k proteinu O- glykosidickou vazbou O-glykany jsou vázány na serin/threonin v specifické doméně nazývané tandem repeat některé muciny obsahují také N-glykany glykany, ale ty se váží v doméně cysteine-rich

23 Schematický náčrt mucinového glykoproteinu znázorňující polypeptidickou kostru (MUC) a místa vazby O-glykanů

24 Tandem repeat (TR) doména doména charakteristická pro muciny lokalisovaná v centrální části polypeptidického řetězce tvořena opakujícími se sekvencemi velmi bohatými na Ser/Thr TR každého mucinu je jedinečný jak sekvencí AK, tak velikostí (5 395 AK) TR sekvence se opakují (může být i více než1 100 TR v molekule) některé muciny mají dvě či tři různé TR domény pouze tři lidské muciny (MUC,14,15,18) neobsahují TR doménu (často také nejsou počítány mezi muciny)

25 Domény polypeptidického řetězce některých mucinů dýchacích cest

26 Tandem repeat (TR) sekvence některých MUC proteinů AK/TR Opakující se sekvence Počet TR/MUc MUC1 20 GSTAPPAHGVTSAPDTRPAP ; 41 and 85 nejčastěji MUC2 23 PTTTPITTTTTVTPTPTPTGTQT PPTTTPSPPPTSTTTL ; are most common MUC3A 17 TTTETTSHSTPSFTSS TTTPNTTSHSTPSFTSSTIYSTVSTSTTAISSASPTSGTMVTSTT MTPSSLSTDTPSTTPTTITYPSVGSTGFLTTATDLTSTFTVSSSSAMSKSVIPSSPSI QNTETSSLVSMTSATTPSLRPTITSTDSTLTSSLLTTFPSTYSFSSSMSASSAGTTHT ETISSLPASTNTIHTTAESALAPTTTTSFTTSPTMEPPSTTVATTGTGQTTFPSSTAT FLETTTLTPTTDFSTESLTTAMTSTPPITSSITPTDTMTSMRTTTSWPTATNTLSPLT SSILSSTPVPSTEVTTSHTTNTNPVSTLVTTLPITITRSTLTSETAYPSSPTSTVTES TTEITYPTTMTETSSPATSLPPTSSLVSTAETAKTPTTNL MUC5AC 8 TTSTTSAP (124,17,34,66) MUC5B 5 TTVGP/S 29 ATGSTATPSSTPGTTHTPPVLTTTATTPT 11,11,17,11,22,,,

27 Rozdělení lidských mucinů dle jejich proteinové (MUC) kostry 1. Membránové muciny (např. MUC1, MUC4 obsahují specifickou transmembránovou doménu) 2. Sekretované muciny chudé na Cys (např. MUC7, bez cystein-rich ihdomény) 3. Sekretované muciny bohaté na Cys (např. MUC2, MUC5AC, obsahují cystein-rich doménu) 4. Muciny bez TR domény????

28 Biosyntéza mucinů endoplasmatické retikulum - synteza polypeptidického řetězce N-glykosylace v ne-tr doméně (v Cys-rich) sekretované muciny dimerizují disulfidickými můstky Golgiho complex - O-glykosylace v TR doméně sulfatace (sulfotransferasy) sestavení sekretovaných mucinů do multimerů tvorbou dalších disulfidických můstků mezi řetězci (trans lumen) proteolysa C-koncové oblasti (např. MUC2)

29 Biosyntéza sekretovaných mucinů

30 Skladování a sekrece mucinů plně dozrálé (zformované) sekreční muciny jsou skladovány ve velkých sekrečních č íhvesikulech ikl nazývaných mukozní či mucinová granula (ty okupují většinu cytoplasmy mukozních a pohárkových buněk) sekrece mucinů může být : konstitutivní - mucinová granula i malé vesikuly jsou kontinuálně exocytovány regulovaná -různá agens (cytokiny, y, bakteriálními produkty, neurotransmitery, nukleotidy atd.) dají podnět k exocytose mucinových granul

31 Model biosyntézy a sekrece mucinových glykoproteinů pohárkovými a mukozními buňkami

32 Hlavní typy mucinových O-glykanů Vytášek 2008

33 Odpověď sekrečních buněk dýchacích cest na akutní a chronické podněty

Podobné dokumenty

Glykoproteiny a Muciny. B.Sopko

Glykoproteiny a Muciny. B.Sopko Glykoproteiny a Muciny B.Sopko Obsah Glykoproteiny: Struktura a vazby Vzájemná konverze a aktivace potravních sacharidů Další dráhy v metabolismu sacharidů vázaných na nukleotid Biosyntéza oligosacharidů