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 Funkce oligosacharidových řetězců v glykoproteinech Muciny Patologické glykosylace

Glykoproteiny: Struktura a vazby Glykoproteiny a Proteoglykany Protein >> polysacharid Proteiny jsou konjugovány na sacharidy bez opakovacích sekvencí (serial repeat unit) Polysacharid >> protein Opakovány HexN a HexUA Glycosaminoglykany a Mukopolysacharidy

Glykoproteiny: Struktura a vazby Struktury oligosacharidů vázaných na proteiny

Glykoproteiny: Struktura a vazby Struktury oligosacharidů vázaných na proteiny

Vzájemná konverze a aktivace potravních sacharidů

Metabolizmus fruktózy

UDP-glukóza

GDP-manóza

Syntéza amino-sacharidů a sialové kyseliny

Vzájemná konverze a aktivace potravních sacharidů - přehled

Biosyntéza oligosacharidů N-glykosidická vazba

N-glykosidická vazba

O-glykosidická vazba

Cesta glykoproteinů z Golgiho aparátu do finální destinace

Funkce oligosacharidových řetězců v glykoproteinech N-glykosidicky vázané oligosacharidy hrají důležitou roli v „foldingu“ proteinu Oligosacharidy s vysokým obsahem manózy značí proteiny pro specifické oblasti buňky Oligosacharidový řetězec zvyšuje rozpustnost a stabilitu proteinů Jak N-, tak O-glykosidicky vázané struktury hrají roli v procesu rozpoznávání buněk

N-glykosidicky vázané oligosacharidy hrají důležitou roli v „foldingu“ proteinu Nature Reviews Drug Discovery 1, 65-75 (January 2002)

Oligosacharidy s vysokým obsahem manózy značí proteiny pro specifické oblasti buňky

Oligosacharidový řetězec zvyšuje rozpustnost a stabilitu proteinů

Jak N-, tak O-glykosidicky vázané struktury hrají roli v procesu rozpoznávání buněk

Lektiny Lektiny jsou definovány jako proteiny bez enzymatické aktivity vysoce specificky vázající oligosacharidové struktury.

Muciny - charakterizace glykoproteiny syntetizované epiteliálními buňkami komponentou mukózních sekretů, které pokrývají epiteliální buňky v gastrointesticiálním, urogenitálním, dýchacím, očním a sluchovém systému všech obratlovců (muciny lze ale nalézt u všech eukaryontů) 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, ale ty se váží v doméně s vysokým obsahem cysteinu („cysteine-rich“) Označují se MUC1 ….

Muciny - struktura

Muciny - typy Membránově-vázané s TR (membránové muciny) – např. MUC1, MUC4 Sekretované, s nízkým obsahem cysteinu s TR (gel tvořící nízkocysteinové muciny) - např. MUC7 Sekretované, vysokocysteinové s TR - MUC2, MUC5AC Muciny bez TR

Muciny- syntéza

Muciny sekretované v horních cestách dýchacích a místa jejich syntézy

Muciny sekretované v horních cestách dýchacích a jejich struktura

Patologické glykosylace a glykace

I-CELL DISEASE I-cell disease je důsledkem nedostatku enzymu vázajícího lysozomální signál - manózu 6-fosfát. Fibroblasty pacientů obsahují tmavá inkluzní tělíska (I-cells) a vykazují deficit mnoha lysozomálních enzymů. Nerozštěpené subtstráty zvětšují lysozómy a vedou k úmrtí v dětském věku.

Carbohydrate-deficient glycoprotein syndromes (CDGS)

Carbohydrate-deficient glycoprotein syndromes (CDGSs) Onemocnění Nedostatek enzymu Symptomy/Komentáře Aspartylglucosaminuriae aspartylglukosaminidáza (N-aspartyl-β-glukosaminidáza) progresivní mentální retardace, opožděný psychomotorický vývoj, hrubé faciální rysy β-Mannosidosa β-manosidáza primární neurologické defekty, postižení řečových dovedností α-Mannosidosa α-manosidáza mentální retardace, dystosis multiplex, hepatosplenomegalie, hluchota, opžděná schopnost řeči GM1 Gangliosidosa β-galactosidása Známá jako nemoc glycosfingolipidových zásob nebo jako nemoc lysozomálních zásob Sandhoffova nemoc β-hexosaminidáza A a B Sialidosa (také Mucolipidosa I) neuraminidáza (sialidáza) myoklonní, kongenitální ascites, hepatosplenomegalie, opožděný psychomotorický vývoj, hrubé faciální rysy Fukosidosa α-fukosidáza progresivní motorická a mentální deteriorace, růstová retardace, hrubé faciální rysy, rekurentní nosní a pulmonální infekce

Cystická fibróza Snížená koncentrace Cl- vede k produkci viskózního mukózního sektretu

Glykace (spontánní glykosylace)

Glykace (spontánní glykosylace) Extracelulární proteiny Intracelulární proteiny Proteiny s dlouhým poločasem oběhu Kolagen Typu I, III a IV, chrupavky, elastin, myelin, proteoglykany Krystaliny v čočce, Neurofilamenta Proteiny s krátkým poločasem oběhu Plasmatické proteiny, jako je Apo B, LDL, albumin, imunoglobuliny Hemoglobin, enzymy, lysozómy, ribonukleázy a některé další membránové proteiny

Glykace (spontánní glykosylace)