อ่าน 7 นาที
ไกลโคโปรตีน
ไกลโคโปรตีน เป็น โปรตีน ที่มี สายโซ่โอ ลิโกแซ็กคาไรด์ (น้ำตาล) เชื่อม ต่อ กับหมู่ข้างเคียง ของกรดอะมิโน ด้วยพันธะโควาเลนต์ คาร์โบไฮเดรต จะถูกเชื่อมต่อกับโปรตีนใน กระบวนการ...
ไกลโคโปรตีน

ไกลโคโปรตีนเป็นโปรตีนที่มี สายโซ่โอ ลิโกแซ็กคาไรด์ (น้ำตาล) เชื่อม ต่อกับหมู่ข้างเคียงของกรดอะมิโน ด้วยพันธะโควาเลนต์ คาร์โบไฮเดรตจะถูกเชื่อมต่อกับโปรตีนใน กระบวนการ สังเคราะห์โปรตีนพร้อมกันหรือหลังการสังเคราะห์โปรตีนกระบวนการนี้เรียกว่าไกลโคซิเลชันโปรตีนที่หลั่งออกนอกเซลล์มักมีไกลโคซิเลชันอยู่
ในโปรตีนที่มีส่วนที่ยื่นออกไปนอกเซลล์ ส่วนนอกเซลล์มักจะได้รับการเติมหมู่ไกลโคซิลด้วยเช่นกัน ไกลโคโปรตีนมักเป็นโปรตีนเมมเบรนที่ สำคัญ ซึ่งมีบทบาทในการโต้ตอบระหว่างเซลล์ สิ่งสำคัญคือต้องแยกแยะการเติมหมู่ไกลโคซิลของระบบการหลั่งที่อาศัยเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมออกจากการเติมหมู่ไกลโคซิลแบบย้อนกลับได้ในไซโตโซลและนิวเคลียส ไกลโคโปรตีนของไซโตโซลและนิวเคลียสสามารถถูกดัดแปลงได้โดยการเติมหมู่ GlcNAc เพียงหมู่เดียวแบบย้อนกลับได้ ซึ่งถือว่าตรงข้ามกับการฟอสโฟรีเลชัน และหน้าที่ของสิ่งเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะเป็นกลไกการควบคุมเพิ่มเติมที่ควบคุมการส่งสัญญาณที่อาศัยฟอสโฟรีเลชัน[ 2 ]ในทางตรงกันข้าม การเติมหมู่ไกลโคซิลแบบคลาสสิกของระบบการหลั่งอาจมีความสำคัญทางโครงสร้าง ตัวอย่างเช่น การยับยั้งการเติมหมู่ไกลโคซิลที่เชื่อมโยงกับแอสปาราจีน เช่น การเติมหมู่ไกลโคซิลแบบ N-linked สามารถป้องกันการพับตัวของไกลโคโปรตีนอย่างเหมาะสม และการยับยั้งอย่างสมบูรณ์อาจเป็นพิษต่อเซลล์แต่ละเซลล์ ในทางตรงกันข้าม การรบกวนกระบวนการสร้างไกลแคน (การกำจัด/การเพิ่มหมู่คาร์โบไฮเดรตเข้าสู่ไกลแคนด้วยเอนไซม์) ซึ่งเกิดขึ้นทั้งในเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมและกอลจิแอพพาราตัสไม่จำเป็นสำหรับเซลล์ที่แยกออกมา (ดังที่เห็นได้จากการอยู่รอดได้ด้วยสารยับยั้งไกลโคไซด์) แต่สามารถนำไปสู่โรคในมนุษย์ (ความผิดปกติแต่กำเนิดของการไกลโคซิเลชัน) และอาจเป็นอันตรายถึงชีวิตในสัตว์ทดลอง ดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่ากระบวนการสร้างไกลแคนอย่างละเอียดมีความสำคัญต่อการทำงานภายในเซลล์ เช่น การเคลื่อนย้ายเซลล์ แต่บทบาทนี้อาจเป็นรองจากบทบาทในการโต้ตอบระหว่างโฮสต์และเชื้อโรค ตัวอย่างที่มีชื่อเสียงของผลกระทบหลังนี้คือระบบหมู่เลือด ABO
แม้ว่าจะมีไกลโคโปรตีนหลายประเภท แต่ประเภทที่พบได้บ่อยที่สุดคือไกลโคโปรตีน แบบ N -linked และO -linked [ 3 ]ไกลโคโปรตีนทั้งสองประเภทนี้มีความแตกต่างกันในด้านโครงสร้างซึ่งเป็นที่มาของชื่อเรียก ไกลโคโปรตีนมีองค์ประกอบที่หลากหลาย ทำให้เกิดสารประกอบต่างๆ มากมาย เช่น แอนติบอดีหรือฮอร์โมน[ 4 ]เนื่องจากมีหน้าที่มากมายในร่างกาย ความสนใจในการสังเคราะห์ไกลโคโปรตีนเพื่อใช้ทางการแพทย์จึงเพิ่มมากขึ้น[ 5 ]ปัจจุบันมีวิธีการสังเคราะห์ไกลโคโปรตีนหลายวิธี รวมถึงการรวมตัวใหม่และการเติมหมู่ไกลโคซิลให้กับโปรตีน[ 5 ]
เป็นที่ทราบกันดีว่าไกลโคซิเลชันเกิดขึ้นบน โปรตีนนิ วคลีโอไซโตพลาสมิกในรูปแบบของO - GlcNAc [ 6 ]
ประเภทของการไกลโคซิเลชัน
กระบวนการไกลโคซิเลชันมีหลายประเภท แต่สองประเภทแรกเป็นประเภทที่พบได้บ่อยที่สุด
- ใน กระบวนการ N-ไกลโคซิเลชันน้ำตาลจะถูกเชื่อมต่อกับไนโตรเจน โดยทั่วไปจะอยู่ที่ โซ่ข้าง อะไมด์ของแอสปาราจีน
- ใน กระบวนการ O -glycosylationน้ำตาลจะถูกเชื่อมต่อกับออกซิเจน โดยทั่วไปจะเชื่อมต่อกับซีรีนหรือทรีโอนีนแต่ก็อาจเชื่อมต่อกับไทโรซีนหรือกรดอะมิโนที่ไม่เป็นไปตามแบบแผน เช่นไฮดรอกซีไลซีนและไฮดรอกซีโพรลีนได้ เช่นกัน
- ใน กระบวนการ P -glycosylationน้ำตาลจะถูกเชื่อมต่อกับฟอสฟอรัสบนฟอสโฟเซอรีน
- ใน กระบวนการ C -glycosylationน้ำตาลจะถูกเชื่อมต่อโดยตรงกับคาร์บอน เช่น การเติมแมนโนสเข้ากับทริปโตเฟน
- ในS- glycosylationเบต้า-GlcNAcจะติดอยู่กับอะตอมซัลเฟอร์ของหมู่ซิสเทอีน[ 7 ]
- ในกระบวนการไกลโคเลชัน ไกลโคลิ ปิด GPIจะถูกเชื่อมต่อเข้ากับปลาย C-terminusของพอลิเปปไทด์โดยทำหน้าที่เป็นตัวยึดกับเยื่อหุ้มเซลล์
- ในกระบวนการไกลเคชั่นหรือที่เรียกว่าไกลโคซิเลชั่นแบบไม่ใช้เอนไซม์ น้ำตาลจะเชื่อมต่อกับโมเลกุลโปรตีนหรือไขมันด้วยพันธะโควาเลนต์ โดยไม่มีการควบคุมจากเอนไซม์ แต่เกิดขึ้นผ่านปฏิกิริยาเมล์ลาร์ด
โมโนแซ็กคาไรด์

โมโนแซ็กคาไรด์ที่พบได้ทั่วไปใน ไกลโคโปรตีน ยูคาริ โอต ได้แก่: [ 8 ] : 526
| น้ำตาล | พิมพ์ | คำย่อ |
|---|---|---|
| เบต้า-ดี-กลูโคส | เฮกโซส | จีแอลซี |
| เบต้า-ดี-กาแลคโตส | เฮกโซส | กัล |
| เบต้า-ดี-แมนโนส | เฮกโซส | ผู้ชาย |
| อัลฟา-แอล-ฟูโคส | ดีออกซีเฮกโซส | ฟุค |
| เอ็น-อะเซทิลกาแลคโตซามีน | อะมิโนเฮกโซส | กัลเอ็นเอค |
| เอ็น-อะเซทิลกลูโคซามีน | อะมิโนเฮกโซส | จีแอลซีเอ็นเอซี |
| กรดเอ็น-อะเซทิลนิวรามินิก | กรดอะมิโนโนนูโลโซนิก ( กรดไซอะลิก ) | นิวเอ็นเอซี |
| ไซโลส | เพนโทส | ไซล์ |
หมู่ของน้ำตาลสามารถช่วยในการพับตัวของโปรตีนปรับปรุงความเสถียรของโปรตีน และมีส่วนเกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณภายในเซลล์
โครงสร้าง

องค์ประกอบโครงสร้างที่สำคัญของไกลโคโปรตีนทั้งหมดคือการมี โอ ลิโกแซ็กคาไรด์ที่เชื่อมต่อกับโปรตีน ด้วยพันธะโควาเลนต์ [ 4 ]มีโมโนแซ็กคาไรด์ทั่วไป 10 ชนิดในไกลแคน ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ได้แก่กลูโคส (Glc), ฟูโคส (Fuc), ไซโลส (Xyl) , แมนโน ส ( Man ), กาแลคโตส (Gal), เอ็น- อะเซทิลกลูโคซามี น (GlcNAc), กรดกลูคูโรนิก (GlcA) , กรดไอดูโรนิก (IdoA), เอ็น -อะเซทิลกาแลคโตซามีน (GalNAc), กรดไซอะลิกและ 5- เอ็น-อะเซทิลนิวรามินิกแอซิด (Neu5Ac) [ 3 ] ไกลแคนเหล่านี้เชื่อมโยงตัวเองกับบริเวณเฉพาะของ สายโซ่ กรดอะมิโนของโปรตีน
การเชื่อมต่อที่พบได้บ่อยที่สุดสองแบบในไกลโคโปรตีนคือไกลโคโปรตีน แบบ N -linked และ แบบ O -linked [ 3 ] ไกลโคโปรตีน แบบN -linked มีพันธะไกลแคนกับไนโตรเจนที่มี กรดอะมิโนแอสปา ราจีนอยู่ภายในลำดับโปรตีน[ 4 ] ไกลโคโปรตีน แบบO -linked มีน้ำตาลเชื่อมต่อกับอะตอมออกซิเจนของ กรดอะมิโน ซีรีนหรือทรีโอนีนในโปรตีน[ 4 ]
ขนาดและองค์ประกอบของไกลโคโปรตีนอาจแตกต่างกันอย่างมาก โดยองค์ประกอบของคาร์โบไฮเดรตมีตั้งแต่ 1% ถึง 70% ของมวลรวมของไกลโคโปรตีน[ 4 ]ภายในเซลล์ ไกลโคโปรตีนจะปรากฏในเลือดเมทริกซ์นอกเซลล์หรือบนพื้นผิวด้านนอกของเยื่อหุ้มพลาสมา และเป็นส่วนประกอบสำคัญของโปรตีนที่หลั่งออกมาจากเซลล์ยูคาริโอติก[ 4 ] ไกลโคโปรตีน มีการใช้งานที่หลากหลายมาก และสามารถทำหน้าที่เป็นสารเคมีได้หลายชนิด ตั้งแต่แอนติบอดีไปจนถึงฮอร์โมน[ 4 ]
ไกลโคมิกส์
ไกลโคมิกส์คือการศึกษาส่วนประกอบคาร์โบไฮเดรตของเซลล์[ 4 ]แม้ว่าจะไม่จำกัดเฉพาะไกลโคโปรตีน แต่ก็สามารถเปิดเผยข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับไกลโคโปรตีนชนิดต่างๆ และโครงสร้างของพวกมันได้[ 4 ]หนึ่งในวัตถุประสงค์ของสาขาการศึกษานี้คือการกำหนดว่าโปรตีนใดได้รับการไกลโคซิเลชัน และการไกลโคซิเลชันเกิดขึ้นที่ตำแหน่งใดในลำดับกรดอะมิโน[ 4 ]ในอดีต สเปกโทรเมตรีมวลถูกนำมาใช้เพื่อระบุโครงสร้างของไกลโคโปรตีนและลักษณะเฉพาะของโซ่คาร์โบไฮเดรตที่ติดอยู่[ 4 ] [ 10 ]
ตัวอย่าง
ปฏิสัมพันธ์อันเป็นเอกลักษณ์ระหว่างโซ่โอลิโกแซ็กคาไรด์มีการใช้งานที่แตกต่างกัน ประการแรก ช่วยในการควบคุมคุณภาพโดยการระบุโปรตีนที่พับผิดรูป[ 4 ]โซ่โอลิโกแซ็กคาไรด์ยังเปลี่ยนความสามารถในการละลายและขั้วของโปรตีนที่พวกมันเชื่อมต่อด้วย[ 4 ]ตัวอย่างเช่น หากโซ่โอลิโกแซ็กคาไรด์มีประจุลบ และมีความหนาแน่นรอบโปรตีนมากพอ พวกมันสามารถผลักเอนไซม์โปรตีโอไลติกออกไปจากโปรตีนที่เชื่อมต่อได้[ 4 ]ความหลากหลายในปฏิสัมพันธ์ทำให้เกิดไกลโคโปรตีนประเภทต่างๆ ที่มีโครงสร้างและหน้าที่ที่แตกต่างกัน[ 5 ]
ตัวอย่างหนึ่งของไกลโคโปรตีนที่พบในร่างกายคือมิวซินซึ่งถูกหลั่งออกมาในเมือกของระบบทางเดินหายใจและระบบทางเดินอาหาร น้ำตาลที่เกาะติดกับมิวซินจะทำให้มิวซินมีคุณสมบัติในการกักเก็บน้ำได้ดี และยังทำให้ทนต่อการย่อยสลายโดยเอนไซม์ในระบบย่อยอาหาร อีกด้วย
ไกลโคโปรตีนมีความสำคัญต่อ การจดจำ ของเม็ดเลือดขาวตัวอย่างของไกลโคโปรตีนในระบบภูมิคุ้มกันได้แก่:
- โมเลกุลต่างๆ เช่นแอนติบอดี (อิมมูโนโก ลบูลิน) ซึ่งมีปฏิกิริยาโดยตรงกับแอนติเจน
- โมเลกุลของคอมเพล็กซ์ความเข้ากันได้ทางเนื้อเยื่อหลัก (หรือ MHC) ซึ่งแสดงออกบนพื้นผิวของเซลล์และมีปฏิสัมพันธ์กับเซลล์ Tในฐานะส่วนหนึ่งของการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว
- แอนติเจน ไซอะลิล-ลูอิส เอ็กซ์บนพื้นผิวของเม็ดเลือดขาว
- แอนติเจน H ของ แอนติเจนความ เข้ากันได้ของหมู่เลือด ABO
ตัวอย่างอื่นๆ ของไกลโคโปรตีน ได้แก่:
- ฮอร์โมนโกนาโดโทรปิน (ฮอร์โมนลูทีไนซิงและฮอร์โมนกระตุ้นฟอลลิเคิล)
- ไกลโคโปรตีน IIb/IIIaเป็นอินทิกรินที่พบในเกล็ดเลือดซึ่งจำเป็นต่อการรวมตัวของเกล็ดเลือดและการยึดเกาะกับเยื่อบุผนังหลอดเลือด ตามปกติ
- ส่วนประกอบของโซนาเพลลูซิดาซึ่งล้อมรอบเซลล์ไข่และมีความสำคัญต่อการปฏิสัมพันธ์ระหว่างอสุจิ และไข่
- ไกลโคโปรตีนเชิงโครงสร้าง ซึ่งพบในเนื้อเยื่อเกี่ยวพันช่วยยึดเส้นใย เซลล์ และสารพื้นฐานของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน เข้าด้วยกัน นอกจากนี้ ยังอาจช่วยให้ส่วนประกอบของเนื้อเยื่อจับกับสารอนินทรีย์ เช่นแคลเซียมในกระดูกได้ อีกด้วย
- ไกลโคโปรตีน-41 ( gp41 ) และไกลโคโปรตีน-120 ( gp120 ) เป็นโปรตีนหุ้มไวรัสเอชไอวี
ไกลโคโปรตีนที่ละลายน้ำได้มักมี ความหนืดสูงตัวอย่างเช่น ในไข่ขาวและพลาสมาในเลือด
- มิราคูลินเป็นไกลโคโปรตีนที่สกัดจากSynsepalum dulcificum ซึ่งเป็น ผลเบอร์รี่ที่เปลี่ยนแปลงตัวรับบนลิ้นของมนุษย์ให้รับรู้รสเปรี้ยวเป็นรสหวาน[ 11 ]
ไกลโคโปรตีนบนพื้นผิวที่มีความหลากหลาย ช่วยให้ปรสิต Trypanosoma ซึ่ง เป็น สาเหตุของโรคเหงาหลับสามารถหลบเลี่ยงการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของโฮสต์ได้
โปรตีนหนามของไวรัสภูมิคุ้มกันบกพร่องในมนุษย์มีการเติมหมู่ไกลโคซิลจำนวนมาก[ 12 ]ประมาณครึ่งหนึ่งของมวลของโปรตีนหนามเป็นการเติมหมู่ไกลโคซิล และไกลแคนทำหน้าที่จำกัดการจดจำแอนติบอดี เนื่องจากไกลแคนถูกประกอบขึ้นโดยเซลล์เจ้าบ้าน ดังนั้นส่วนใหญ่จึงเป็น 'ของตัวเอง' เมื่อเวลาผ่านไป ผู้ป่วยบางรายสามารถพัฒนาแอนติบอดีเพื่อจดจำไกลแคนของ HIV ได้ และแอนติบอดีที่เรียกว่า 'แอนติบอดีที่ทำให้เป็นกลางในวงกว้าง' (bnAbs) เกือบทั้งหมดจะจดจำไกลแคนบางส่วนได้ นี่เป็นไปได้ส่วนใหญ่เนื่องจากความหนาแน่นของไกลแคนที่สูงผิดปกติขัดขวางการเจริญเติบโตของไกลแคนตามปกติ และไกลแคนจึงติดอยู่ในสภาวะก่อนกำหนดที่มีแมนโนสสูง[ 13 ] [ 14 ]ซึ่งทำให้เกิดช่องทางสำหรับการจดจำของภูมิคุ้มกัน นอกจากนี้ เนื่องจากไกลแคนเหล่านี้มีความแปรปรวนน้อยกว่าโปรตีนพื้นฐานมาก จึงกลายเป็นเป้าหมายที่น่าสนใจสำหรับการออกแบบวัคซีน[ 15 ]
โปรตีน P-glycoproteinมีความสำคัญต่อการวิจัยต้านมะเร็งเนื่องจากความสามารถในการปิดกั้นผลของยาต้านมะเร็ง[ 4 ] [ 16 ]โปรตีน P-glycoprotein หรือตัวขนส่งยาหลายชนิด (MDR1) เป็นตัวขนส่ง ABC ชนิดหนึ่งที่ขนส่งสารประกอบออกจากเซลล์[ 4 ]การขนส่งสารประกอบออกจากเซลล์นี้รวมถึงยาที่ผลิตขึ้นเพื่อส่งไปยังเซลล์ ทำให้ประสิทธิภาพของยาลดลง[ 4 ]ดังนั้น การสามารถยับยั้งพฤติกรรมนี้จะช่วยลดการรบกวนของโปรตีน P-glycoprotein ในการส่งยา ทำให้เป็นหัวข้อสำคัญในการค้นพบยา[ 4 ]ตัวอย่างเช่น โปรตีน P-glycoprotein ทำให้การสะสมของยาต้านมะเร็งภายในเซลล์เนื้องอกลดลง จำกัดประสิทธิภาพของเคมีบำบัดที่ใช้ในการรักษามะเร็ง[ 16 ]
ฮอร์โมน
ฮอร์โมนที่เป็นไกลโคโปรตีน ได้แก่:
- ฮอร์โมนกระตุ้นการเจริญเติบโตของฟอลลิเคิล
- ฮอร์โมนลูทีไนซิง
- ฮอร์โมนกระตุ้นต่อมไทรอยด์
- ฮอร์โมนฮิวแมนคอริโอนิกโกนาโดโทรปิน
- อัลฟา-ฟีโตโปรตีน
- อีริโทรโปเอติน (EPO)
ความแตกต่างระหว่างไกลโคโปรตีนและโปรตีโอไกลแคน
อ้างอิงจากคำแนะนำสำหรับIUPAC : [ 17 ]
ไกลโคโปรตีนเป็นสารประกอบที่ประกอบด้วยคาร์โบไฮเดรต (หรือไกลแคน) ที่เชื่อมต่อกับโปรตีนด้วยพันธะโควาเลนต์ คาร์โบไฮเดรตอาจอยู่ในรูปของโมโนแซ็กคาไรด์ ไดแซ็กคาไรด์ โอลิโกแซ็กคาไรด์ โพลีแซ็กคาไรด์ หรืออนุพันธ์ของสารเหล่านี้ (เช่น สารที่ถูกแทนที่ด้วยซัลโฟหรือฟอสโฟ) อาจมีหน่วยคาร์โบไฮเดรตหนึ่งหน่วย สองสามหน่วย หรือหลายหน่วยก็ได้ โปรตีโอไกลแคนเป็นอนุวงศ์ของไกลโคโปรตีนซึ่งหน่วยคาร์โบไฮเดรตเป็นโพลีแซ็กคาไรด์ที่ประกอบด้วยน้ำตาลอะมิโน โพลีแซ็กคาไรด์ดังกล่าวเรียกอีกอย่างว่าไกลโคซามิโนไกลแคน
ฟังก์ชัน
| การทำงาน | ไกลโคโปรตีน |
|---|---|
| โมเลกุลโครงสร้าง | คอลลาเจน |
| สารหล่อลื่นและสารป้องกัน | มิวซิน |
| โมเลกุลขนส่ง | ทรานสเฟอร์ริน , เซรูโลพลาสมิน |
| โมเลกุลภูมิคุ้มกัน | อิ มมูโนโกลบูลิน[ 18 ] แอนติเจนความ เข้ากันได้ของเนื้อเยื่อ |
| ฮอร์โมน | ฮอร์โมนฮิวแมนคอริโอนิกโกนาโดโทรปิน (HCG), ฮอร์โมนกระตุ้นต่อมไทรอยด์ (TSH) |
| เอนไซม์ | ต่างๆ เช่น อัลคาไลน์ฟอสฟาเตส , พาตาติน |
| ตำแหน่งการจดจำการยึดเกาะของเซลล์ | โปรตีนต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ต่อเซลล์ (เช่นอสุจิกับไข่ ) ไวรัสกับเซลล์ แบคทีเรียกับเซลล์ และฮอร์โมนกับเซลล์ |
| โปรตีนป้องกันการแข็งตัว | โปรตีนในพลาสมาบางชนิดของปลาที่อาศัยอยู่ในน้ำเย็น |
| มีปฏิสัมพันธ์กับคาร์โบไฮเดรตเฉพาะชนิด | เลคติน , เซเลคติน (เลคตินที่เกี่ยวข้องกับการยึดเกาะของเซลล์), แอนติบอดี |
| ตัวรับ | โปรตีนต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการออกฤทธิ์ของฮอร์โมนและยา |
| ส่งผลต่อการพับตัวของโปรตีนบางชนิด | แคลเน็กซิน , แคลเรติคูลิน |
| การควบคุมการพัฒนา | น็อตช์และโปรตีนที่คล้ายคลึงกัน โปรตีนสำคัญในการพัฒนา |
| การห้ามเลือด (และการเกิดลิ่มเลือด ) | ไกลโคโปรตีนจำเพาะบนเยื่อหุ้มผิวของเกล็ดเลือด |
การวิเคราะห์
วิธีการต่างๆ ที่ใช้ในการตรวจจับ การทำให้บริสุทธิ์ และการวิเคราะห์โครงสร้างของไกลโคโปรตีน ได้แก่[ 8 ] : 525 [ 18 ] [ 10 ]
| วิธี | ใช้ |
|---|---|
| การย้อมสีด้วยกรดเพอร์ออกซิไดซ์-ชิฟฟ์ | ตรวจจับไกลโคโปรตีนโดยแสดงเป็นแถบสีชมพูหลังจากการแยก ด้วยวิธีอิเล็กโทรโฟเรซิ ส |
| การบ่มเซลล์เพาะเลี้ยงร่วมกับไกลโคโปรตีนในรูปของแถบ การสลายตัวของสารกัมมันตรังสี | ส่งผลให้ตรวจพบน้ำตาลกัมมันตรังสีหลังจากการแยกด้วยวิธีอิเล็กโทรโฟเรซิส |
| การรักษาด้วยเอนโดไกลโคซิเดสหรือเอ็กโซไกลโคซิเดสหรือฟอสโฟลิเปส ที่เหมาะสม | การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในการเคลื่อนที่ด้วยอิเล็กโทรโฟเรซิสช่วยให้สามารถแยกแยะโปรตีนที่มีพันธะ N-ไกลแคน, O-ไกลแคน หรือ GPI ได้ รวมถึงแยกแยะระหว่าง N- ไกลแคน ที่มีแมนโนส สูง และ N-ไกลแคนที่มีโครงสร้างซับซ้อนได้ ด้วย |
| โครมาโทกราฟีคอลัมน์อะกาโรส - เลคติน , โครมาโทกราฟีแบบอาศัยความสัมพันธ์กับเลคติน | เพื่อทำให้ไกลโคโปรตีนหรือไกลโคเปปไทด์ที่จับกับเลคตินชนิดนั้นบริสุทธิ์ |
| การแยกสารด้วยอิเล็กโทรโฟเรซิสแบบอาศัยความสัมพันธ์กับเลคติน | การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในการเคลื่อนที่ด้วยอิเล็กโทรโฟเรซิสช่วยในการแยกแยะและระบุลักษณะ ของ ไกลโคฟอร์มซึ่งก็คือรูปแบบต่างๆ ของไกลโคโปรตีนที่แตกต่างกันในส่วนของคาร์โบไฮเดรต |
| การวิเคราะห์องค์ประกอบหลังการไฮโดรไลซิส ด้วยกรด | ระบุชนิดของน้ำตาลที่ประกอบอยู่ในไกลโคโปรตีนและอัตราส่วนสัดส่วนของน้ำตาลเหล่านั้น |
| สเปกโทรเมตรีมวล | ให้ข้อมูลเกี่ยวกับมวลโมเลกุลองค์ประกอบ ลำดับ และบางครั้งการแตกแขนงของโซ่ไกลแคน นอกจากนี้ยังสามารถใช้สำหรับการสร้างโปรไฟล์ไกลโคซิเลชันเฉพาะไซต์ได้อีกด้วย[ 18 ] |
| สเปกโทรสโกปี NMR | เพื่อระบุชนิดของน้ำตาล ลำดับ โครงสร้างพันธะ และลักษณะอะโนเมอริกของสายโซ่ไกลโคไซด์ |
| การกระเจิงแสงหลายมุม | เมื่อใช้ร่วมกับโครมาโทกราฟีแบบแยกขนาด การดูดกลืนแสงยูวี/วิสิเบิล และการวัดดัชนีหักเหแบบดิฟเฟอเรนเชียล จะให้ข้อมูลเกี่ยวกับมวลโมเลกุลอัตราส่วนโปรตีนต่อคาร์โบไฮเดรต สถานะการรวมตัว ขนาด และบางครั้งการแตกแขนงของสายโซ่ไกลแคน เมื่อใช้ร่วมกับการวิเคราะห์การไล่ระดับองค์ประกอบ จะวิเคราะห์การรวมตัวแบบตัวเองและแบบต่างชนิดกัน เพื่อกำหนดความสัมพันธ์ในการจับและสัดส่วนกับโปรตีนหรือคาร์โบไฮเดรตในสารละลายโดยไม่ต้องติดฉลาก |
| อินเตอร์เฟอโรเมตรีแบบโพลาไรเซชันคู่ | วัดกลไกที่อยู่เบื้องหลังปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลชีวภาพ รวมถึงอัตราการเกิดปฏิกิริยา ความสัมพันธ์ และการ เปลี่ยนแปลงโครงสร้าง ที่เกี่ยวข้อง |
| การวิเคราะห์ เมทิลเลชัน (การเชื่อมโยง) | เพื่อตรวจสอบความเชื่อมโยงระหว่างน้ำตาล |
| การจัดลำดับ กรดอะมิโนหรือซีดีเอ็นเอ | การหาลำดับกรดอะมิโน |
สังเคราะห์
การไกลโคซิเลชันของโปรตีนมีการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่การมีอิทธิพลต่อการสื่อสารระหว่างเซลล์ ไปจนถึงการเปลี่ยนแปลงความเสถียรทางความร้อนและการพับตัวของโปรตีน[ 4 ] [ 19 ]เนื่องจากความสามารถเฉพาะตัวของไกลโคโปรตีน จึงสามารถนำมาใช้ในการบำบัดรักษาได้หลายวิธี[ 19 ]ด้วยความเข้าใจเกี่ยวกับไกลโคโปรตีนและการสังเคราะห์ พวกมันจึงสามารถนำมาใช้รักษาโรคมะเร็งโรคโครห์นคอเลสเตอรอลสูง และอื่นๆ ได้[ 3 ]
กระบวนการไกลโคซิเลชัน (การเชื่อมต่อคาร์โบไฮเดรตกับโปรตีน) เป็นการดัดแปลงหลังการแปลหมายความว่าเกิดขึ้นหลังจากการผลิตโปรตีน[ 3 ]ไกลโคซิเลชันเป็นกระบวนการที่โปรตีนของมนุษย์ประมาณครึ่งหนึ่งต้องผ่าน และมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติและหน้าที่ของโปรตีน[ 3 ]ภายในเซลล์ ไกลโคซิเลชันเกิดขึ้นในเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม[ 3 ]
การรวมตัวใหม่

มีเทคนิคหลายอย่างสำหรับการประกอบไกลโคโปรตีน เทคนิคหนึ่งใช้การรวมตัวใหม่ [ 3 ] ข้อพิจารณาแรกสำหรับวิธีนี้คือการเลือกโฮสต์ เนื่องจากมีปัจจัยหลายอย่างที่สามารถส่งผลต่อความสำเร็จของการรวมตัวใหม่ของไกลโคโปรตีน เช่น ต้นทุน สภาพแวดล้อมของโฮสต์ ประสิทธิภาพของกระบวนการ และข้อพิจารณาอื่นๆ[ 3 ]ตัวอย่างของเซลล์โฮสต์ ได้แก่ E. coli ยีสต์ เซลล์พืช เซลล์แมลง และเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม[ 3 ]ในบรรดาตัวเลือกเหล่านี้ เซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเป็นที่นิยมใช้มากที่สุด เนื่องจากเซลล์เหล่านี้ไม่เผชิญกับความท้าทายเช่นเดียวกับเซลล์โฮสต์อื่นๆ เช่น โครงสร้างไกลแคนที่แตกต่างกัน อายุขัยที่สั้นกว่า และการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่ไม่พึงประสงค์ในมนุษย์[ 3 ]ในบรรดาเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เซลล์ไลน์ที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับการผลิตไกลโคโปรตีนลูกผสมคือเซลล์รังไข่ของหนูแฮมสเตอร์จีน[ 3 ]อย่างไรก็ตาม เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้น เซลล์ไลน์ที่มีแนวโน้มดีที่สุดสำหรับการผลิตไกลโคโปรตีนลูกผสมคือเซลล์ไลน์ของมนุษย์[ 3 ]
ไกลโคซิเลชัน
การสร้างพันธะระหว่างไกลแคนและโปรตีนเป็นองค์ประกอบสำคัญของการสังเคราะห์ไกลโคโปรตีน[ 5 ]วิธีการไกลโคซิเลชันที่พบได้บ่อยที่สุดของไกลโคโปรตีนแบบ N-linked คือผ่านปฏิกิริยาระหว่างไกลแคนที่ได้รับการป้องกันและแอสปาราจีนที่ได้รับการป้องกัน[ 5 ]ในทำนองเดียวกัน ไกลโคโปรตีนแบบ O-linked สามารถเกิดขึ้นได้จากการเติม ตัวให้ ไกลโคซิลกับซีรีนหรือทรีโอนีนที่ ได้รับการป้องกัน [ 5 ]สองวิธีนี้เป็นตัวอย่างของพันธะตามธรรมชาติ[ 5 ]อย่างไรก็ตาม ยังมีวิธีของพันธะที่ไม่เป็นธรรมชาติอีกด้วย[ 5 ]บางวิธีรวมถึงการเชื่อมต่อและปฏิกิริยาระหว่างซัลฟามิเดตที่ได้จากซีรีนและไทโอเฮกโซสในน้ำ[ 5 ]เมื่อการเชื่อมต่อนี้เสร็จสมบูรณ์ ลำดับกรดอะมิโนสามารถขยายได้โดยใช้การสังเคราะห์เปปไทด์แบบเฟสของแข็ง[ 5 ]
ดูเพิ่มเติม
หมายเหตุและเอกสารอ้างอิง
- ^ Ruddock LW, Molinari M (พฤศจิกายน 2006). "การประมวลผล N-ไกลแคนในการควบคุมคุณภาพของ ER"วารสารวิทยาศาสตร์เซลล์ 119 (ตอนที่ 21): 4373–4380 . doi : 10.1242/jcs.03225 . PMID 17074831 .
- ^ Funakoshi Y, Suzuki T (กุมภาพันธ์ 2552). "ชีววิทยาของไกลโคในไซโตซอล: ด้านขมขื่นของโลกอันแสนหวาน" . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects . 1790 (2): 81– 94. doi : 10.1016/j.bbagen.2008.09.009 . PMID 18952151 .
- ↑ a b c d e f g h i j k l m Picanco e Castro V, Swiech SH (2018) วิธีและเกณฑ์วิธีการผลิตไกลโคโปรตีนชนิดรีคอมบิแนนท์ สปริงเกอร์. ไอเอสบีเอ็น 978-1-4939-7312-5. OCLC 1005519572 .
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s Nelson DL, Cox MM, Hoskins AA, Lehninger AL (2013). หลักการชีวเคมีของเลห์นิงเกอร์ (ฉบับที่หก). แมคมิลแลน เลิร์นนิง. ISBN 978-1-319-38149-3. OCLC 1249676451 .
- ^ a b c d e f g h i j Gamblin DP, Scanlan EM, Davis BG (มกราคม 2552). "การสังเคราะห์ไกลโคโปรตีน: การอัปเดต". Chemical Reviews . 109 (1): 131– 163. doi : 10.1021/cr078291i . PMID 19093879 .
- ^ Hart GW (27 ตุลาคม 2014). "การวิจัยสามทศวรรษเกี่ยวกับ O-GlcNAcylation - เซนเซอร์สารอาหารหลักที่ควบคุมการส่งสัญญาณ การถอดรหัส และการเผาผลาญของเซลล์" . Frontiers in Endocrinology . 5 : 183. doi : 10.3389/fendo.2014.00183 . PMC 4209869 . PMID 25386167 .
- ^ Stepper J, Shastri S, Loo TS, Preston JC, Novak P, Man P และคณะ (กุมภาพันธ์ 2011). "การเติมหมู่ไกลโคซิลที่ซิสเทอีน เอส การดัดแปลงหลังการแปลแบบใหม่ที่พบในแบคทีริโอซินไกลโคเปปไทด์" FEBS Letters 585 ( 4): 645– 650. doi : 10.1016/j.febslet.2011.01.023 . PMID 21251913 . S2CID 29992601 .
- ^ a b c Murray RC, Granner DK, Rodwell VW (2006). Harper's Illustrated Biochemistry (ฉบับที่ 27). McGraw–Hill.
- ^การจำแนกประเภทไกลแคน เก็บถาวรเมื่อวันที่ 27 ตุลาคม 2012 ที่ Wayback Machine SIGMA
- ^ a b Dell A, Morris HR (มีนาคม 2001). "การกำหนดโครงสร้างไกลโคโปรตีนโดยแมสสเปกโทรเมตรี". Science . 291 (5512): 2351– 2356. Bibcode : 2001Sci...291.2351D . doi : 10.1126/science.1058890 . PMID 11269315 . S2CID 23936441 .
- ^ Theerasilp S, Kurihara Y (สิงหาคม 1988). "การทำให้บริสุทธิ์อย่างสมบูรณ์และลักษณะเฉพาะของโปรตีนปรับเปลี่ยนรสชาติ มิราคูลิน จากผลไม้มหัศจรรย์"วารสารเคมีชีวภาพ 263 ( 23): 11536– 11539. doi : 10.1016/S0021-9258(18)37991-2 . PMID 3403544 .
- ^ Pritchard LK, Vasiljevic S, Ozorowski G, Seabright GE, Cupo A, Ringe R และคณะ (มิถุนายน 2015). "ข้อจำกัดเชิงโครงสร้างกำหนดการไกลโคซิเลชันของไตรเมอร์ซองหุ้ม HIV-1" Cell Reports . 11 ( 10): 1604– 1613. doi : 10.1016/j.celrep.2015.05.017 . PMC 4555872 . PMID 26051934 .
- ^ Pritchard LK, Spencer DI, Royle L, Bonomelli C, Seabright GE, Behrens AJ และคณะ (มิถุนายน 2015). "การรวมกลุ่มของไกลแคนช่วยทำให้บริเวณแมนโนสของ HIV-1 มีเสถียรภาพและรักษาความเปราะบางต่อแอนติบอดีที่สามารถยับยั้งไวรัสได้ในวงกว้าง" Nature Communications . 6 : 7479. Bibcode : 2015NatCo...6.7479P . doi : 10.1038/ncomms8479 . PMC 4500839. PMID 26105115 .
- ^ Behrens AJ, Vasiljevic S, Pritchard LK, Harvey DJ, Andev RS, Krumm SA และคณะ (มีนาคม 2016). "องค์ประกอบและผลกระทบทางแอนติเจนของไซต์ไกลแคนแต่ละไซต์ของไกลโคโปรตีนซองหุ้ม HIV-1 แบบไตรเมอร์" Cell Reports . 14 (11): 2695– 2706. doi : 10.1016/j.celrep.2016.02.058 . PMC 4805854 . PMID 26972002 .
- ^ Crispin M, Doores KJ (เมษายน 2015). "การกำหนดเป้าหมายไกลแคนจากโฮสต์บนไวรัสที่มีเปลือกหุ้มสำหรับการออกแบบวัคซีนแบบใช้แอนติบอดี" Current Opinion in Virologyพยาธิกำเนิดของไวรัส • วัคซีนป้องกันและรักษา11 : 63– 69. doi : 10.1016/j.coviro.2015.02.002 . PMC 4827424 . PMID 25747313 .
- ^ a b Ambudkar SV, Kimchi-Sarfaty C, Sauna ZE, Gottesman MM (ตุลาคม 2546). "P-glycoprotein: จากจีโนมิกส์สู่กลไก" . Oncogene . 22 (47): 7468– 7485. doi : 10.1038/sj.onc.1206948 . PMID 14576852 . S2CID 11259597 .
- ^ "ระบบการตั้งชื่อไกลโคโปรตีน ไกลโคเปปไทด์ และเปปติโดไกลแคน ข้อแนะนำปี 1985" . www.qmul.ac.uk . สืบค้นเมื่อ16 มีนาคม 2021 .
- ^ a b c Maverakis E, Kim K, Shimoda M, Gershwin ME, Patel F, Wilken R และคณะ (กุมภาพันธ์ 2015). "ไกลแคนในระบบภูมิคุ้มกันและทฤษฎีไกลแคนที่เปลี่ยนแปลงไปของโรคภูมิต้านตนเอง: การวิจารณ์เชิงวิเคราะห์"วารสารโรคภูมิต้านตนเอง 57 ( 6): 1– 13. doi : 10.1016/j.jaut.2014.12.002 . PMC 4340844 . PMID 25578468 .
- ^ a b Davis BG (กุมภาพันธ์ 2545). "การสังเคราะห์ไกลโคโปรตีน". Chemical Reviews . 102 (2): 579– 602. doi : 10.1021/cr0004310 . PMID 11841255 .
อ่านเพิ่มเติม
- Maverakis E, Kim K, Shimoda M, Gershwin ME, Patel F, Wilken R, Raychaudhuri S, Ruhaak LR, Lebrilla CB (กุมภาพันธ์ 2015). "ไกลแคนในระบบภูมิคุ้มกันและทฤษฎีไกลแคนที่เปลี่ยนแปลงไปของโรคภูมิต้านตนเอง : การวิจารณ์เชิงวิเคราะห์" วารสารโรคภูมิต้านตนเอง 57 : 1– 13. doi : 10.1016 /j.jaut.2014.12.002 . PMC 4340844 . PMID 25578468 .
- Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L (2002). "คาร์โบไฮเดรตสามารถเชื่อมต่อกับโปรตีนเพื่อสร้างไกลโคโปรตีนได้" . ชีวเคมี (ฉบับที่ 5). นิวยอร์ก: WH Freeman. ISBN 978-0-7167-4684-3.
ลิงก์ภายนอก
- ไกลโคโปรตีน ในฐานข้อมูล Medical Subject Headings (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา
- "ความสำคัญทางชีววิทยาของการเติมหมู่ไกลโคซิลลงบนโปรตีน" . BiochemPages . 15 สิงหาคม 2015. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 30 พฤศจิกายน 2020 . สืบค้นเมื่อ18 สิงหาคม 2015 .
- "เคมีของคาร์โบไฮเดรตและชีววิทยาของไกลโคไซด์: การเยี่ยมชมเว็บไซต์" . Science . 291 (5512): 2263– 2502. 23 มีนาคม 2544. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 9 มกราคม 2551.
ภาคผนวกพิเศษทางเว็บ
- " โปรตีนที่รู้จักไกลแคน" bioWORLD
- "โครงสร้างของไกลโคโปรตีนและโซ่คาร์โบไฮเดรต"หน้าหลักสำหรับการเรียนรู้เคมีสิ่งแวดล้อม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไกลโคโปรตีน
ไกลโคโปรตีน เป็น โปรตีน ที่มี สายโซ่โอ ลิโกแซ็กคาไรด์ (น้ำตาล) เชื่อม ต่อ กับหมู่ข้างเคียง ของกรดอะมิโน ด้วยพันธะโควาเลนต์ คาร์โบไฮเดรต จะถูกเชื่อมต่อกับโปรตีนใน กระบวนการ...
ประเภทของการไกลโคซิเลชัน
กระบวนการไกลโคซิเลชันมีหลายประเภท แต่สองประเภทแรกเป็นประเภทที่พบได้บ่อยที่สุด
โมโนแซ็กคาไรด์
โมโนแซ็กคาไรด์ ที่พบได้ทั่วไปใน ไกลโคโปรตีน ยูคาริ โอต ได้แก่: [ 8 ] : 526
โครงสร้าง
องค์ประกอบโครงสร้างที่สำคัญของไกลโคโปรตีนทั้งหมดคือการมี โอ ลิโกแซ็กคาไรด์ ที่เชื่อม ต่อ กับโปรตีน ด้วยพันธะโควาเลนต์ [ 4 ] มีโมโนแซ็กคาไรด์ทั่วไป 10 ชนิดใน ไกลแคน ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ได้แก่ กลูโคส (Glc), ฟูโคส (Fuc), ไซโลส (Xyl) , แมนโน ส ( Man ),...