Ongeveer de helft eiwitten in het menselijk lichaam zijn glycoproteïnen. De stoffen spelen zowel een rol als celcomponenten als immuunsubstanties. Ze worden voornamelijk gevormd als onderdeel van wat bekend staat als N-glycosylering en kunnen ernstige ziekten veroorzaken als ze niet correct worden geassembleerd.
Wat zijn glycoproteïnen?
Glycoproteïnen zijn eiwitten met boomachtige vertakte heteroglycaanresten. Ze hebben meestal een stroperige consistentie. De macromoleculen bevatten covalent gebonden suiker groepen. Ze bestaan uit monosacchariden, zoals glucose, fructosemannose of geacetyleerde aminosuikers. Daarom worden ze ook wel eiwitgebonden oligosachariden genoemd. Covalente binding kan op verschillende manieren plaatsvinden en komt overeen met binding aan een van beide aminozuren serine of asperges Binding aan serine wordt O- genoemd en binding aan asperges heet N-glycosylering. De glycoproteïnen van N-glycosylering variëren in grootte. Ze komen overeen met monosacchariden, di- of oligosacchariden tot polysacchariden Volgens hun aandeel van monosacchariden, zijn ze onderverdeeld in mannoserijke, complexe en hybride glycoproteïnen. In de mannose-rijke groep overheersen mannoseresiduen. In de complexe groep overheersen sacchariden. De hybride groep is een gemengde vorm. Het koolhydraatgehalte van glycoproteïnen varieert van een paar procent voor ribonucleasen tot 85 procent voor bloed groep antigenen.
Functie, actie en rollen
Glycoproteïnen vervullen tal van functies in het menselijk organisme. Ze zijn een structureel onderdeel van celmembranen en worden ook wel structureel genoemd eiwitten in deze context. Ze zijn echter ook aanwezig in slijm en dienen als smeermiddel in vloeistoffen. Ze dragen bij aan celinteractie als membraaneiwitten. Sommige glycoproteïnen vervullen ook hormonale functies, zoals de groeifactor hCG. Ze zijn even belangrijk als immunologische componenten in de vorm van immunoglobulinen en interferonen Alle exporteiwitten en membraaneiwitten van het lichaam waren nog steeds glycoproteïnen, althans tijdens de biosynthese. Ze zijn vooral relevant voor herkenningsreacties in de immuunsysteem omdat ze een interactie aangaan met immunologische T-cellen en T-celreceptoren. Bij de mens zijn verschillende plasma-eiwitten geïsoleerd bloed plasma, waarvan alleen albumine en gebrek aan prealbumine suiker residuen. De overvloed aan glycoproteïnen is verrassend. Uiteindelijk zijn bijna alle extracellulaire oplosbare eiwitten en enzymen hebben resten van suiker. Als hormonenGlycoproteïnen hebben pleiotrope effecten en zijn dus cruciaal voor de activiteit van verschillende orgaansystemen. Bijvoorbeeld de hormonen TSH, HCG en FSH zijn glycoproteïnen. Als membraanprotienen worden ze zowel vertegenwoordigd in de rol van receptor als in die van transportcontroller en stabilisator. Ze hebben vooral samen met glycolipiden een stabiliserend effect. Samen met deze stoffen vormen ze de zogenaamde glycocalyx, die celwandloze cellen stabiliseert.
Vorming, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden
De meest voorkomende vorm van vorming van glycoproteïnen is N-glycosidebinding of N-glycosylering aan asperges Suiker bindt zich aan de stikstof van vrij zuur amide groepen in dit proces. N-glycosylering vindt plaats in het endoplasmatisch reticulum. De op deze manier gevormde N-glycosiden zijn de meest relevante glycoproteïnegroep. Tijdens N-glycosylering snythetiseert de suikerprecursor tot het dragermolecuul dolichol onafhankelijk van de aminozuursequentie van het doeleiwit. De OH-groep aan het einde van het molecuul is gekoppeld aan difosfaat. Aan de terminal wordt een oligosaccharidevoorloper gevormd fosfaat residu van de moleculen De eerste zeven suikers verzamelen zich aan de cytosolische kant. Aan het dolichol zijn twee N-acetylglucosaminen en vijf manose-residuen gehecht fosfaat De suikernucleotiden GDP-mannose en UDP-N-acetyl-glucosamine verschijnen als donateurs. De voorloper wordt door een transporteiwit over het ER-membraan getransporteerd. De precursor is dus georiënteerd naar de binnenkant van het endoplasmatisch reticulum, waar vier mannoseresiduen eraan worden toegevoegd. In aanvulling op, glucose residuen worden toegevoegd. De 14 suiker lange precursor wordt uiteindelijk overgebracht naar een eiwit. Een andere vormingsroute voor glycoproteïnen is O-glycosidebinding of O-glycosylering aan serine, die wordt uitgevoerd in het Golgi-apparaat van cellen. Hierbij vindt de binding van de suiker plaats aan een hydroxylgroep van serine. Waarden voor glycoproteïnen zijn vooral relevant in relatie tot plasmaproteïnen, aangezien ze een rol spelen in een groot bloed Op dit punt alle standaardwaarden voor glycoproteïnen afzonderlijk opsommen, zou buiten het bereik vallen.
Ziekten en aandoeningen
sommige genetische ziekten tonen effecten op glycosylering. Een groep van dergelijke aandoeningen is CDG. In dit geval vertonen de glycoproteïnen abnormale niveaus. Getroffen personen lijden aan een vertraagde ontwikkeling die verband houdt met zowel fysieke als mentale problemen. Strabismus kan een ander symptoom zijn van de genetische aandoening. In totaal zijn ongeveer 250 verschillende genen betrokken bij de vorming van glocoproteïnen. Bij aangeboren glycosyleringsstoornissen zijn stoornissen in de aanhechting van koolhydraatzijketens aan eiwitten aanwezig als gevolg van een genetische aanleg. Bij posttranslationele modificatie krijgen eiwitten hun volledige functionaliteit. Wanneer dit proces abnormaal samengaat enzymen of eiwitten die zijketens van koolhydraten opbouwen, CDG-resultaten. N-glycosylering wordt meestal beïnvloed door verstoring. Tot op heden zijn ongeveer 30 enzymdefecten ontdekt die de N-glycosylering beïnvloeden. Genetische O-glycosyleringsstoornissen komen iets minder vaak voor. Ze manifesteren zich in neuromusculaire multisysteemaandoeningen, zoals het Walker-Warburg-syndroom. Omdat glycoproteïnen zoveel functies in het organisme vervullen, wordt het klinische beeld gekenmerkt door meerdere symptomen. Alle orgaansystemen kunnen worden beïnvloed door aangeboren glycosyleringsstoornissen. Psychomotorische ontwikkelingsstoornissen zijn het belangrijkste symptoom. Neurologische afwijkingen komen even vaak voor. Stollingsstoornissen of endocriene stoornissen zijn ook niet ongewoon.
