グリケーションとグリコシル化の違いは何ですか

糖化とグリコシル化は、タンパク質に炭水化物を追加する 2 つのメカニズムです。さらに、非酵素的グリコシル化 グリコシル化は酵素プロセスですが、グリケーションの別名です。

対象となる主な分野

1.糖化とは
– 定義、場所、プロセス、タンパク質への影響
2.グリコシル化とは
– 定義、場所、プロセス、タンパク質への影響
3.グリケーションとグリコシル化の類似点は何ですか
– 共通機能の概要
4.グリケーションとグリコシル化の違いは何ですか
– 主な相違点の比較

主な用語

炭水化物、糖化、グリコシル化、翻訳後修飾、タンパク質成熟

糖化とは

糖化は、血流中で起こる非酵素的プロセスです。タンパク質に遊離糖を共有結合で付加します。糖化は酵素プロセスではないため、自発的なプロセスであり、制御されていません.さらに、糖または糖分解産物がタンパク質に不可逆的に付加されるため、糖化はタンパク質損傷の一種です。これは、糖化がタンパク質の安定性と機能性の両方を低下させることを意味します。

図 1:糖化

さらに、糖化は最初のステップが凝縮である化学カスケードです。このステップは非酵素的で可逆的です。これは、還元糖のカルボニル基とタンパク質またはペプチドのアミン基の間で発生します。このタイプの反応は、シッフ塩基反応として知られています。このステップには時間がかかります。ここで、最終生成物は不安定なシフ塩基またはアルジミンです。次に、このアルジミンは、アマドリ生成物としても知られる、より安定したケトアミンを自発的に再配置します。さらに、さまざまなプロセスを通じてさらに分解され、フルフラール、レダクトン、およびフラグメンテーション生成物が形成されます。最後に、糖化によって形成された多形化合物は、終末糖化産物 (AGEs) としてまとめて知られています。

残念ながら、AGEs には良性のものもあれば、元の糖よりも反応性が高いものもあります。したがって、心血管疾患、アルツハイマー病、末梢神経障害、がんなど、加齢に伴う多くの慢性疾患に関係しています。

グリコシル化とは

グリコシル化は重要な生物学的プロセスであり、小胞体とゴルジ体の両方で発生します。これは主に翻訳後修飾の一種で、未成熟タンパク質から機能性タンパク質を生成する役割を担っています。したがって、グリコシル化は適切なタンパク質の折り畳みを促進します。したがって、これによりタンパク質の安定性が向上します。たとえば、グリコシル化は酵素を介したプロセスです。したがって、定義された炭水化物がタンパク質の所定の領域に付加される。また、グリコシル化のプロセスは、酵素の作用を調節することによって調節できます。

図 2:N -連結グリコシル化

グリコシル化の間、糖のカルボニル基 (グリコシルドナー) がタンパク質のヒドロキシル基またはアミン基 (グリコシルアクセプター) と反応します。細胞内では、以下を含むいくつかのタイプのグリコシル化が発生します。

• N -連結グリコシル化 – アスパラギンまたはアルギニン側鎖の窒素に結合したグリカン
• O -連結グリコシル化 – セリン、チロシン、スレオニン、ヒドロキシリジン、またはヒドロキシプロリン側鎖のヒドロキシル酸素、またはセラミドなどの脂質の酸素に結合したグリカン
• ホスホセリングリコシル化 – ホスホセリンのリン酸を介して結合したマンノース、キシロース、またはフコースを含むホスホグリカン;
• C -マノシル化 – 糖はトリプトファン側鎖の炭素に付加されます
• グリピエーション – 糖鎖結合を介してタンパク質を脂質に結合する GPI アンカーの追加

糖化とグリコシル化の類似点

• 糖化とグリコシル化は、炭水化物をタンパク質に付​​加する 2 つのメカニズムです。
• どちらのプロセスでも、炭水化物とタンパク質の間で共有結合が形成されます。
• また、どちらもタンパク質の機能に影響します。

糖化とグリコシル化の違い

定義

糖化とは、糖分子が酵素による調節なしにタンパク質または脂質分子に結合することを指し、グリコシル化とは、有機分子、特にタンパク質の付加による制御された酵素的修飾を指します。糖分子の。したがって、これが糖化とグリコシル化の主な違いです。

意義

さらに、グリケーションは血流中のタンパク質への遊離糖の共有結合付加であり、グリコシル化は一種の翻訳後修飾であり、小胞体またはゴルジ体で発生します。

酵素/非酵素

糖化は非酵素的修飾の一種であり、グリコシル化は酵素的修飾の一種です。したがって、これは糖化とグリコシル化のもう 1 つの違いです。

規制

また、糖化は酵素プロセスではないため、規制されたプロセスではありません.対照的に、グリコシル化は規制されたプロセスです。

追加される炭水化物の種類

追加される糖の種類も、グリケーションとグリコシル化の大きな違いです。グルコース、フルクトース、またはガラクトースは糖化によって付加された糖であり、グリカン、マンノース、キシロース、フコースなどはグリコシル化によって付加された糖です。

影響を受けるタンパク質の種類

グリケーションとグリコシル化のもう 1 つの違いは、グリコシル化が未成熟または未修飾のタンパク質で発生するのに対し、グリコシル化は成熟タンパク質で発生することです。

タンパク質への影響

さらに、グリコシル化によってタンパク質が機能するのに対し、糖化によってタンパク質が機能しなくなります。さらに、糖化はタンパク質の安定性を低下させますが、グリコシル化はタンパク質の安定性を高めます。

結論

糖化は、血流中のタンパク質への糖の非酵素的付加です。タンパク質の安定性と機能性を大幅に低下させます。一方、グリコシル化は、未成熟タンパク質への糖の酵素的付加です。それは、小胞体またはゴルジ体の内部で発生します。最も重要なことは、グリコシル化は機能性タンパク質の産生に関与する翻訳後修飾です。これが糖化とグリコシル化の主な違いです。

参照:

1. Gkogkolou、Paraskevi、Markus Böhm。 「最終糖化産物：肌老化の主役は？」皮膚内分泌学vol。 4,3 (2012):259-70.ここから入手可能
2. Lodish H、Berk A、Zipursky SL、他。分子細胞生物学。第4版。ニューヨーク：W.H.フリーマン。 2000. セクション 17.7、ER およびゴルジ複合体におけるタンパク質グリコシル化。ここで利用可能

画像提供:

1. Jasper Dijkstra による「AGE 蓄積」 – （CC BY-SA 3.0）Commons Wikimedia 経由
2. 「N-結合型グリコシド結合」Tpirojsi 著 – Commons Wikimedia による自作 (パブリック ドメイン)