Дефиниција и функција гликопротеина

Гликопротеин је а врста протеина молекул који је имао а угљени хидрати везан за њега. Процес се дешава или током трансформације протеина или као посттранслациона модификација у процесу званом гликозилација.

Угљени хидрат је олигосахаридни ланац (гликан) који је ковалентно везан на полипептидне бочне ланце протеина. Због -ОХ група шећера, гликопротеини су више хидрофилни од једноставних протеина. То значи да гликопротеини више привлаче воду него обични протеини. Хидрофилна природа молекула такође доводи до карактеристичног савијања терцијарне структуре протеина.

Угљени хидрат је кратак молекул, често разгранати и може се састојати од:

• једноставни шећери (нпр. глукоза, галактоза, маноза, ксилоза)
• амино шећери (шећери који имају амино групу, као што је Н-ацетилглукозамин или Н-ацетилгалактосамин)
• кисели шећери (шећери који имају карбоксилну групу, попут сијалне киселине или Н-ацетилнеураминске киселине)

Гликопротеини су категорисани према месту везања угљених хидрата на ан амино киселина у протеину.

• О-везани гликопротеини су они у којима се угљени хидрат везује за атом кисеоника (О) хидроксилне групе (-ОХ) Р групе било аминокиселине треонин или серин. О-повезани угљени хидрати могу се такође везати за хидроксилизин или хидроксипролин. Процес се назива О-гликозилација. О-повезани гликопротеини везани су за шећер у Голгијевом комплексу.
• Н-везани гликопротеини имају угљени хидрат везан за азот (Н) амино групе (-НХ₂) Р групе аминокиселине аспарагин. Р група је обично амидни бочни ланац аспарагина. Процес везивања се назива Н-гликозилација. Н-везани гликопротеини добијају свој шећер из мембране ендоплазматског ретикулума, а затим се превозе у Голгијев комплекс ради модификације.

Док су О-везани и Н-везани гликопротеини најчешћи облици, могућа су и друга повезивања:

• П-гликозилација настаје када се шећер веже за фосфор фосфосерина.
• Ц-гликозилација је када се шећер веже на атом угљеника аминокиселине. Пример је када се шећерна маноза везује за угљеник у триптофану.
• Глипизација је када се гликофосфатидилинозитол (ГПИ) гликолипид веже на угљенични крај полипептида.

Гликопротеини функционишу у структури, репродукцији, имунолошком систему, хормонима и заштити ћелија и организама.

Гликопротеини се налазе на површини липидног двослоја ћелијске мембране. Њихова хидрофилна природа омогућава им да делују у воденом окружењу где делују у препознавању ћелија и везању других молекула. Гликопротеини ћелијске површине су такође важни за умрежавање ћелија и протеина (нпр. Колагена) за додавање снаге и стабилности ткива. Гликопротеини у биљним ћелијама су оно што омогућава биљкама да стоје усправно против силе гравитације.

Гликозилирани протеини нису само критични за међућелијску комуникацију. Такође помажу системима органа да комуницирају једни са другима. Гликопротеини се налазе у можданој сивој материји, где делују заједно са аксонима и синаптосомима.

Хормони могу бити гликопротеини. Примери укључују људски корионски гонадотропин (ХЦГ) и еритропоетин (ЕПО).

Згрушавање крви зависи од гликопротеина протромбина, тромбина и фибриногена.

Ћелијски маркери могу бити гликопротеини. Крвне групе МН настају због два полиморфна облика гликопротеина гликофорина А. Ова два облика разликују се само по два аминокиселинска остатка, али то је довољно да створи проблеме особама које примају орган дониран од некога са другом крвном групом. Главни комплекс хистокомпатибилности (МХЦ) и Х антиген крвне групе АБО одликују се гликозилираним протеинима.

Гликофорин А је такође важан, јер је место везаности за њега Пласмодиум фалципарум, паразит људске крви.

Гликопротеини су важни за репродукцију, јер омогућавају везање ћелије сперме на површину јајета.

Муцини су гликопротеини који се налазе у слузи. Молекули штите осетљиве површине епитела, укључујући респираторни, мокраћни, дигестивни и репродуктивни тракт.

Имуни одговор се ослања на гликопротеине. Угљени хидрат антитела (који су гликопротеини) одређује специфични антиген за који се може везати. Б ћелије и Т ћелије имају површинске гликопротеине који такође везују антигене.

Гликопротеини добијају шећер из ензиматског процеса који ствара молекул који иначе не би функционисао. Други поступак, назван гликација, ковалентно везује шећере за протеине и липиде. Гликација није ензиматски процес. Често гликација смањује или негира функцију погођеног молекула. Гликација се природно јавља током старења и убрзава се код дијабетичара са високим нивоом глукозе у крви.

• Берг, Јереми М. и др. Биохемија. 5. изд., В.Х. Фрееман анд Цомпани, 2002, стр. 306-309.
• Иватт, Раимонд Ј. Биологија гликопротеина. Пленум Пресс, 1984.