Una glucoproteína es un tipo de molécula de proteína que tiene un carbohidrato unido. El proceso ocurre durante la traducción de proteínas o como una modificación postraduccional en un proceso llamado glicosilación.
El carbohidrato es una cadena de oligosacáridos (glicano) que se une covalentemente a las cadenas laterales de polipéptidos de la proteína. Debido a los grupos de azúcares -OH, las glucoproteínas son más hidrofílicas que las proteínas simples. Esto significa que las glucoproteínas se sienten más atraídas por el agua que las proteínas comunes. La naturaleza hidrofílica de la molécula también conduce al plegado característico de la estructura terciaria de la proteína y los áposos.
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El carbohidrato es una molécula corta, a menudo ramificada, y puede consistir en:
- azúcares simples (p. ej., glucosa, galactosa, manosa, xilosa)
- amino azúcares (azúcares que tienen un grupo amino, como N-acetilglucosamina o N-acetilgalactosamina)
- azúcares ácidos (azúcares que tienen un grupo carboxilo, como el ácido siálico o el ácido N-acetilneuramínico)
Glicoproteínas O-Linked y N-Linked
Las glucoproteínas se clasifican según el sitio de unión del carbohidrato a un aminoácido en la proteína.
- Las glucoproteínas unidas en O son aquellas en las que el carbohidrato se une al átomo de oxígeno (O) del grupo hidroxilo (-OH) del grupo R de aminoácidos treonina o serina. Los carbohidratos unidos en O también pueden unirse a hidroxilisina o hidroxiprolina. El proceso se denomina O-glicosilación. Las glucoproteínas ligadas al O están unidas al azúcar dentro del complejo Golgi.
- Las glucoproteínas vinculadas a N tienen un carbohidrato unido al nitrógeno (N) del grupo & amp; amp; nbsp; amino (-NH2) del grupo R de la asparagina aminoácida. El grupo R suele ser la cadena lateral amida de la asparagina. El proceso de unión se llama N-glicosilación. Las glucoproteínas ligadas a N obtienen su azúcar de la membrana del retículo endoplásmico y luego se transportan al complejo Golgi para su modificación.
Si bien las glucoproteínas ligadas a O y N son las formas más comunes, también son posibles otras conexiones:
- La glucosilación P ocurre cuando el azúcar se adhiere al fósforo de fosfoserina.
- La glucosilación en C es cuando el azúcar se adhiere al átomo de carbono de un aminoácido. Un ejemplo es cuando la manosa de azúcar se une al carbono en el triptófano.
- La glypiación es cuando un glicolípido de & amp; amp; nbsp; glicofosfatidilinositol (GPI) se adhiere al término de carbono de un polipéptido.
Ejemplos y funciones de glucoproteína
Las glucoproteínas funcionan en la estructura, reproducción, sistema inmunitario, hormonas y protección de células y organismos.
Las glucoproteínas se encuentran en la superficie de la bicapa lipídica de las membranas celulares. Su naturaleza hidrofílica les permite funcionar en el entorno acuoso, donde actúan en el reconocimiento de células celulares y la unión de otras moléculas. Las glucoproteínas de la superficie celular también son importantes para las células y proteínas de reticulación (p. Ej., colágeno) para agregar fuerza y estabilidad a un tejido. Las glucoproteínas en las células vegetales son las que permiten a las plantas pararse en posición vertical contra la fuerza de la gravedad.
Las proteínas glicosiladas no solo son críticas para la comunicación intercelular & amp; nbsp;. También ayudan a los sistemas de órganos a comunicarse entre sí. Las glucoproteínas se encuentran en la materia gris cerebral, donde trabajan junto con axones y sinaptosomas.
Hormonas y amp; amp; nbsp; pueden ser glucoproteínas. Los ejemplos incluyen gonadotropina coriónica humana (HCG) y eritropoyetina (EPO).
La coagulación sanguínea depende de las glucoproteínas protrombina, trombina y fibrinógeno.
Los marcadores celulares pueden ser glucoproteínas. Los grupos sanguíneos de MN se deben a dos formas polimórficas de la glucoproteína glucoforina A. Las dos formas difieren solo en dos residuos de aminoácidos, pero eso es suficiente para causar problemas a las personas que reciben un órgano donado por alguien con un grupo sanguíneo diferente. El Complejo de histocompatibilidad principal (MHC) y el antígeno H del grupo sanguíneo ABO se distinguen por proteínas glucosiladas.
La glucoforina A también es importante porque es el sitio de unión para Plasmodium falciparum , un parásito de la sangre humana.
Las glucoproteínas son importantes para la reproducción porque permiten la unión de los espermatozoides a la superficie del óvulo.
Las mucinas son glucoproteínas que se encuentran en la moco. Las moléculas protegen las superficies epiteliales sensibles, incluidos los tractos respiratorio, urinario, digestivo y reproductivo.
La respuesta inmune depende de las glucoproteínas. El carbohidrato de los anticuerpos (que son glucoproteínas) determina el antígeno específico al que puede unirse. Las células B y las células T también tienen glucoproteínas de superficie que se unen a los antígenos.
Glicosilación versus glicación
Las glucoproteínas obtienen su azúcar de un proceso enzimático que forma una molécula que de otro modo no funcionaría. Otro proceso, llamado glicación, une covalentemente azúcares a proteínas y lípidos. La glicación no es un proceso enzimático. A menudo, la glicación reduce o niega la función de la molécula afectada. El glicación ocurre naturalmente durante el envejecimiento y se acelera en pacientes diabéticos con altos niveles de glucosa en la sangre.
Fuentes
- Berg, Jeremy M. y col. Bioquímica. 5ta ed., W.H. Freeman and Company, 2002, pp. 306-309.
- Ivatt, Raymond J. La biología de las glucoproteínas . Plenum Press, 1984.
& amp; # x203A; Ciencias
