Glykoprotein definisjon og funksjon

Et glykoprotein er et type protein molekyl som har hatt en karbohydrat festet til den. Prosessen skjer enten under proteinoversettelse eller som en posttranslasjonell modifisering i en prosess som kalles glykosylering.

Karbohydratet er en oligosakkaridkjede (glykan) som er kovalent bundet til proteinets polypeptidkjeder. På grunn av -OH-gruppene av sukker er glykoproteiner mer hydrofile enn enkle proteiner. Dette betyr at glykoproteiner er mer tiltrukket av vann enn vanlige proteiner. Den hydrofile naturen til molekylet fører også til den karakteristiske foldingen av proteinets tertiære struktur.

Karbohydratet er kort molekyl, ofte forgrenet, og kan bestå av:

• enkle sukkerarter (f.eks. glukose, galaktose, mannose, xylose)
• aminosukker (sukker som har en aminogruppe, for eksempel N-acetylglukosamin eller N-acetylgalactosamine)
• sure sukkerarter (sukkerarter som har en karboksylgruppe, for eksempel sialinsyre eller N-acetylneuraminic acid)

Glykoproteiner er kategorisert i henhold til tilknytningsstedet til karbohydratet til et aminosyre i proteinet.

• O-koblede glykoproteiner er de hvor karbohydratet binder seg til oksygenatomet (O) i hydroksylgruppen (-OH) i R-gruppen av enten aminosyren treonin eller serin. O-bundne karbohydrater kan også binde seg til hydroksylysin eller hydroksyprolin. Prosessen betegnes O-glykosylering. O-bundne glykoproteiner er bundet til sukker i Golgi-komplekset.
• N-koblede glykoproteiner har et karbohydrat bundet til nitrogenet (N) i aminogruppen (-NH₂) av R-gruppen til aminosyren asparagin. R-gruppen er vanligvis amid-sidekjeden av asparagin. Bindingsprosessen kalles N-glykosylering. N-koblede glykoproteiner henter sukkeret fra den endoplasmatiske retikulummembranen og blir deretter transportert til Golgi-komplekset for modifisering.

Mens O-koblede og N-koblede glykoproteiner er de vanligste formene, er andre forbindelser også mulige:

• P-glykosylering skjer når sukkeret fester seg til fosfor av fosfoserin.
• C-glykosylering er når sukkeret fester seg til karbonatomet i en aminosyre. Et eksempel er når sukkeren mannose binder seg til karbonet i tryptofan.
• Glypiering er når en glykofosfatidylinositol (GPI) glykolipid fester seg til karbonterminen til et polypeptid.

Glykoproteiner fungerer i struktur, reproduksjon, immunsystem, hormoner og beskyttelse av celler og organismer.

Glykoproteiner finnes på overflaten av lipid-dobbeltlaget cellemembraner. Deres hydrofile natur lar dem fungere i det vandige miljøet, der de virker i celle-cellegjenkjenning og binding av andre molekyler. Celleoverflateglykoproteiner er også viktig for tverrbinding av celler og proteiner (f.eks. Kollagen) for å tilføre et vev styrke og stabilitet. Glykoproteiner i planteceller er det som lar planter stå oppreist mot tyngdekraften.

Glykosylerte proteiner er ikke bare kritiske for intercellulær kommunikasjon. De hjelper også organsystemer med å kommunisere med hverandre. Glykoproteiner finnes i hjernegrå materiale, hvor de jobber sammen med aksoner og synaptosomer.

hormoner kan være glykoproteiner. Eksempler inkluderer humant korjonisk gonadotropin (HCG) og erytropoietin (EPO).

Blodkoagulering avhenger av glykoproteinene protrombin, trombin og fibrinogen.

Cellemarkører kan være glykoproteiner. MN-blodgruppene skyldes to polymorfe former av glykoprotein glycophorin A. De to formene skiller seg bare av to aminosyrerester, men det er nok til å forårsake problemer for personer som mottar et organ donert av noen med en annen blodgruppe. Major Histocompatibility Complex (MHC) og H-antigen fra ABO-blodgruppen utmerker seg med glykosylerte proteiner.

Glycophorin A er også viktig fordi det er vedleggssiden for Plasmodium falciparum, en menneskelig blodparasitt.

Glykoproteiner er viktige for reproduksjon fordi de tillater binding av sædcellen til overflaten av egget.

Muciner er glykoproteiner som finnes i slim. Molekylene beskytter sensitive epiteloverflater, inkludert luftveier, urinveier, fordøyelseskanaler og reproduksjon.

Immunresponsen er avhengig av glykoproteiner. Karbohydratet i antistoffer (som er glykoproteiner) bestemmer det spesifikke antigenet det kan binde. B-celler og T-celler har overflateglykoproteiner som også binder antigener.

Glykoproteiner får sukkeret fra en enzymatisk prosess som danner et molekyl som ikke ville fungert ellers. En annen prosess, kalt glykering, binder kovalent sukker til proteiner og lipider. Glykasjon er ikke en enzymatisk prosess. Ofte reduserer eller negerer glycation funksjonen til det berørte molekylet. Glykasjon forekommer naturlig under aldring og akselereres hos diabetespasienter med høye glukosenivåer i blodet.

• Berg, Jeremy M., et al. Biokjemi. 5. utg., W.H. Freeman and Company, 2002, pp. 306-309.
• Ivatt, Raymond J. Glykoproteins biologi. Plenum Press, 1984.