Присоединение углеводов наиболее популярный способ пострибосомальной ковалентной модификации белков

Присоединение углеводов одна из составляющих механизма сортировки белков в клетке. Многие полипептидные цепи, попадающие в полости ЭР, взаимодействуют с углеводами. Наиболее популярные моносахариды, участвующие в ковалентной модификации белков приводятся в следующей таблице

Тип связи между белком и углеводом - результат разных механизмов синтеза. В зависимостиот типа связи между углеводной и белковой частями различают 2 типа гликопротеинов:

· Гликопротеины с О- гликозидной связью между СЕР (ТРЕ) и N-ацетилгалактозамином, СЕР и ксилулозой или между гидроксилизином и галактозой (О-связанные гликопротеины)

· Соединения с N- гликозидной связью между АСН и N-ацетилгалактозамином (N-связанные гликопротеины)

О-гликозидная связь	N-гликозидная связь

Полипептидные цепи (коровые белки) обоих типов гликопротеинов синтезируются на мембраносвязанных полирибосомах по матричному механизму синтеза,

Углеводная часть гликопротеина образуется по двум механизмам:

· Олигосахаридные цепи О-связанных гликопротеинов образуются путем постепенного добавления моносахаридов к образованной полипептидной цепи, Ферменты, которые катализируют этот процесс - мембраносвязанные гликозилтрансферазы. Синтез самих ферментов контролируется отдельными генами. Образование одного типа связи требует отдельного специфического фермента (гипотеза одна связь - одна гликозилтрансфераза). Присоединение первого сахара происходит во время трансляции, а остальные добавляются ферментами, локализованными на эндоплазматической сети. Ферменты, присоединяющие последний сахар локализованы в аппарате Гольджи.

Рис. Структура долихола

· Образование олигосахаридной части N-связанных гликопротеинов происходит отдельно от белковой части.

Ведущую роль в синтезе олигосахаридов занимает полиизопреновое соединение долихол (состоит 17-20 изопреновых единиц).

Рис Роль долихол-фосфата в механизме синтеза N-гликозидносвязанных белково- углеводных комплексов.

Долихол-киназа превращает долихол в долихол-фосфат, который в свою очередь вступает в реакцию с УДФ-N-ац-глюкозамином с образованием долихол-пирофосфат-N-ац-глюкозамина. Затем к этому соединению присоединяется еще одна молекула N-ац-глюкозамина, 5 молекул маннозы (ГДФ-манноза как субстрат), затем еще 4 маннозы (донор маннозы долихол-манноза) и, наконец, добавляются 3 периферические остатка глюкозы (донор - долихол-глюкоза).

Образованный олигосахарид переносится на АСН белка, расположенного на люминальной поверхности эдоплазматической сети. Катализируется этот процесс с участием 'олигосахарид-трансферазы', связанным с мембраной ферментом. Гликозилируются в основном секретируемые белки, белки цитозоля обычно не гликозилируются. Продукт трансферазной реакции долихол-Р-Р превращается в долихол-Р при помощи фосфатазы. Долихол -фосфат вновь используется в реакциях переноса.

Преобладающим типом гликопротеинов животных клеток являются N – связанные гликопротеины. Участок связывания углевода в N - связанном гликопротеине представлен консенсусной последовательностью аминокислот, АСН-Y-СЕР (ТРЕ), (N-X-S (T)), где X - любая аминокислота кроме пролина. Присоединенный олигосахарид в последующем подвергается дополнительной модификации, однако у всех N-связанных гликопротеинов имеется одинаковое олигосахаридное ядро, связанное с полипептидом. Это ядро состоит из трех остатков манноз и двух GlcN-AцГлюкозамина. В зависимости от вариантов других сахаров присоединяемых в последующем к этому ядру различают три главных N -связанных семейства гликопротеинов (см рис.):

Рис.Семейства N-гликозидносвязанных белково-углеводных комплексов.