糖タンパク質とは何か、その働き|生き物

糖タンパク質は、炭水化物が結合したタンパク質分子の一種です。このプロセスは、タンパク質の翻訳中に発生するか、グリコシル化と呼ばれるプロセスの翻訳後修飾として発生します。

炭水化物は、タンパク質のポリペプチド側鎖に共有結合しているオリゴ糖鎖 (グリカン) です。糖の-OH基により、糖タンパク質は単純なタンパク質よりも親水性が高くなります。これは、糖タンパク質が通常のタンパク質よりも水に引き寄せられることを意味します。分子の親水性は、タンパク質の三次構造の特徴的な折り畳みにもつながります.

炭水化物は短い分子で、多くの場合分岐しており、以下で構成されます:

単糖類 (例:グルコース、ガラクトース、マンノース、キシロース)
アミノ糖 (N-アセチルグルコサミンや N-アセチルガラクトサミンなどのアミノ基を持つ糖)
酸性糖（シアル酸やN-アセチルノイラミン酸などのカルボキシル基を持つ糖）

O結合およびN結合糖タンパク質

糖タンパク質は、タンパク質のアミノ酸への炭水化物の結合部位に従って分類されます。

N結合型糖タンパク質は、アミノ基の窒素（N）に結合した炭水化物を持っています（-NH₂ ）アミノ酸アスパラギンのR基の。 R基は通常、アスパラギンのアミド側鎖です。結合プロセスは、N-グリコシル化と呼ばれます。 N結合型糖タンパク質は、小胞体膜から糖を獲得し、修飾のためにゴルジ複合体に輸送されます。

O結合型およびN結合型糖タンパク質が最も一般的な形態ですが、他の結合も可能です:

糖がホスホセリンのリンに結合すると、P-グリコシル化が起こります。
糖化とは、グリコホスファチジルイノシトール（GPI）糖脂質がポリペプチドの炭素末端に結合することです。

糖タンパク質の例と機能

糖タンパク質は、構造、生殖、免疫系、ホルモン、および細胞と生物の保護において機能します。

糖タンパク質は、細胞膜の脂質二重層の表面に見られます。それらの親水性は、それらが水性環境で機能することを可能にし、そこで細胞間認識および他の分子の結合に作用します。細胞表面の糖タンパク質は、細胞とタンパク質 (コラーゲンなど) を架橋して組織に強度と安定性を追加するためにも重要です。植物細胞内の糖タンパク質は、植物が重力に逆らって直立できるようにするものです.

グリコシル化タンパク質は、細胞間コミュニケーションにとって重要なだけではありません。また、器官系が互いに通信するのにも役立ちます。糖タンパク質は脳の灰白質に見られ、軸索やシナプトソームと一緒に働きます。

ホルモンは糖タンパク質である場合があります。例としては、ヒト絨毛性ゴナドトロピン (HCG) やエリスロポエチン (EPO) などがあります。

血液凝固は、糖タンパク質であるプロトロンビン、トロンビン、およびフィブリノゲンに依存しています。

細胞マーカーは糖タンパク質であり得る。 MN血液型は、糖タンパク質であるグリコフォリンAの2つの多型によるものです.2つの型は2つのアミノ酸残基だけが異なりますが、血液型が異なる人から臓器を提供された人には問題を引き起こすのに十分です.主要組織適合遺伝子複合体 (MHC) と ABO 型血液型の H 抗原は、グリコシル化タンパク質によって区別されます。

グリコフォリン A も重要です。なぜなら、熱帯熱マラリア原虫の付着部位だからです。、人間の血液寄生虫。

糖タンパク質は、精子細胞が卵の表面に結合できるようにするため、生殖にとって重要です。

ムチンは、粘液に含まれる糖タンパク質です。この分子は、呼吸器、尿路、消化器、生殖器などの敏感な上皮表面を保護します。

免疫応答は糖タンパク質に依存しています。抗体 (糖タンパク質) の炭水化物は、結合できる特定の抗原を決定します。 B 細胞と T 細胞には、抗原に結合する表面糖タンパク質もあります。

グリコシル化と糖化

糖タンパク質は、他の方法では機能しない分子を形成する酵素プロセスから糖を取得します。糖化と呼ばれる別のプロセスは、糖をタンパク質や脂質に共有結合させます。糖化は酵素プロセスではありません。多くの場合、糖化は影響を受ける分子の機能を低下または無効にします。糖化は老化の間に自然に発生し、血液中のブドウ糖レベルが高い糖尿病患者で加速されます.

ソース

バーグ、ジェレミー M.、他生化学 第 5 版、W.H.フリーマンアンドカンパニー、2002 年、306 ～ 309 ページ。
Ivatt, Raymond J.糖タンパク質の生物学 .プレナムプレス、1984 年。