Glicoproteinele sunt molecule care cuprind lanțuri de proteine și carbohidrați care sunt implicate în multe funcții fiziologice, inclusiv imunitatea. Mulți viruși au glicoproteine care îi ajută să pătrundă în celulele corpului, dar pot servi și ca ținte terapeutice sau preventive importante.
Credit de imagine: StudioMolekuul/Shutterstock.com
Ce sunt glicoproteinele?
Glicoproteinele sunt proteine care conțin glicani atașați lanțurilor laterale de aminoacizi. Glicanii sunt lanțuri oligozaharidice; care sunt polimeri zaharidici, care se pot atașa fie la lipide (glicolipide), fie la aminoacizi (glicoproteine). De obicei, aceste legături se formează printr-un proces numit glicozilare.
Glicozilarea are loc pe majoritatea proteinelor post-translațional, majoritatea proteinelor sintetizate RER suferind glicozilare. Există diferite forme de glicozilare care atașează glicanii specifici proteinelor și lipidelor.
De exemplu, N-glicozilarea (atașarea glicanilor la azot pe lanțul lateral al aminei asparaginei) și O-glicozilarea (atașarea glicanilor la oxigen pe serină și/sau treonină). Zaharurile specifice (glicanii) care pot fi atașate la proteine sau lipide la om includ β-D-Glucoză (Glc) și β-D-Galactoză (Gal).
Glicoproteine în sănătate și boli
Glicoproteinele sunt incredibil de diverse și îndeplinesc multe funcții în organism. Unele oferă structură de ex. colagenii, alții sunt implicați în imunitate de ex. imunoglobuline (cum ar fi IgG). Mucinele sunt secretate în mucusul tractului respirator și digestiv, unde mucinele specifice pot reține apa, permițând astfel mucusului să servească ca un lubrifiant eficient.
Glicoproteinele specifice (și glicolipidele) prezente pe suprafața globulelor roșii determină tipul grupului sanguin. A-oligozaharida pentru grupa A, B-oligozaharida pentru grupa B, ambele oligozaharide A & B pentru grupa AB si absenta ambelor A & B pentru grupa O (numai precursorul H-oligozaharidei).
Prezența factorului Rh (un antigen) determină grupurile Rh +, în timp ce absența antigenului Rh duce la grupări Rh după determinarea ABO.
Anumiți hormoni sunt glicoproteine, inclusiv hormonul foliculostimulant (FSH) - un hormon gonadotropin care are mai multe funcții în dezvoltare, creștere, pubertate și reproducere. Altele includ eritropoietina - o citokină secretată de rinichi care stimulează producția de globule roșii în măduva osoasă la niveluri ridicate ca răspuns la hipoxie (niveluri scăzute în mod normal).
Povești conexe
Mulți viruși au glicoproteine de suprafață numite domenii spike; S (inclusiv SARS-CoV-2; virusul care cauzează COVID-19. -Discutat mai jos) care permit virușilor să se lege de receptorii țintă și să intre în celule.
În mod normal, aceste glicoproteine de suprafață pot servi și ca ținte neutralizante naturale pentru anticorpii produși de organism în combaterea unei infecții și conferirea unui anumit grad de imunitate viitoare.
Unii viruși, inclusiv HIV, au totuși domenii S puternic glicozilate, cu o abundență de glicani care interferează cu legarea și recunoașterea anticorpilor, făcând astfel virușii precum HIV mai evazivi și dificil de tratat pe deplin.
Glicoproteine și COVID-19
β-coronavirusurile - inclusiv MERS-CoV (MERS), SARS-CoV (SARS) și SARS-CoV-2 (COVID19) - intră în epiteliile respiratorii (și digestive) prin glicoproteina lor de vârf (S). Virușii se leagă de receptorul ACE2 prin intermediul lor S B (spike domain B) - care apare „asemănător coroanei” și dă naștere numelui de virus „corona”.
Coronavirusurile necesită, de asemenea, TMPRSS2 pentru a iniția glicoproteina S B pentru a intra în celule prin endocitoză.
Domeniul S B al β-coronavirusurilor este, de asemenea, site-ul principal pentru anticorpi pentru neutralizarea virușilor. Prin urmare, este, de asemenea, ținta pentru orice vaccinare cu succes pentru COVID-19 pentru a viza glicoproteina S pe suprafața SARS-CoV-2. Mai mult, serurile policlonale (la șoareci) pot inhiba intrarea SARS-CoV-2 în celule prin blocarea domeniului S B.
Este important de menționat că nu există vaccinări de succes pentru niciun coronavirus uman până în prezent, deși se fac progrese semnificative în dezvoltarea vaccinurilor pentru COVID-19 de către mai multe grupuri din întreaga lume.
SARS s-a risipit din populație, iar MERS s-a limitat la Orientul Mijlociu, astfel nevoia de vaccinuri nu a fost o prioritate absolută. Cu toate acestea, COVID-19 fiind o pandemie globală (prima din 1918 gripa pandemică), necesitatea de a produce un vaccin de succes este o prioritate globală.
La fel ca în cazul multor coronavirusuri (cauzatoare de răceală) și virusuri gripale (cauzatoare de gripă), domeniile S de suprafață se schimbă constant (mutând), de aceea de ce au epidemii sezoniere în fiecare an, în ciuda prezenței anticorpilor pentru tulpinile anterioare.
Deși SARS-CoV-2 a mutat în multe variante diferite, în general, structura virală a domeniului S a rămas relativ stabilă, astfel un vaccin poate fi mai promițător. Desigur, numai timpul va spune dacă vaccinurile SARS-CoV-2 vor avea succes sau nu.
Pe scurt, glicoproteinele sunt molecule de oligozaharide (glicani) legate de lanțurile laterale de aminoacizi ale proteinelor care îndeplinesc o multitudine de funcții fiziologice. Aceste funcții variază de la suportul structural, cum ar fi colagenii până la determinarea tipului grupului sanguin. Glicoproteinele sunt prezente și pe suprafețele virusului care permit legarea la receptorii corpului.
SARS-CoV-2 (cauzează COVID-19) are un domeniu spike (o glicoproteină) care se leagă de receptorii ACE2 din plămâni și interferarea cu domeniul spike poate fi o țintă potențială a vaccinului, precum și alte ținte terapeutice.
Credit de imagine: Andrii Vodolazhskyi/Shutterstock.com
Surse:
- Gaunitz și colab., 2017. Progrese recente în analiza glicoproteinelor complexe. Annal Chem. 89 (1): 389-413 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28105826/
- Ruddock & Molinari, 2006. Prelucrarea N-glicanului în controlul calității ER. J Cell Sci. 119 (Pt21): 4373-80 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17074831/
- Ou și colab., 2020. Caracterizarea glicoproteinei spike a SARS-CoV-2 la intrarea virusului și a reactivității sale imune încrucișate cu SARS-CoV. Nat Commun. 11: 1620. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32221306/
- Walls și colab., 2020. Structura, funcția și antigenicitatea glicoproteinei SARS-CoV-2 Spike. Celula 181 (2): 281-292.e6 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7102599/
- Nature.com, 2020. Studiile privind vaccinul contra coronavirus au dat primele rezultate - dar promisiunea lor este încă neclară https://www.nature.com/articles/d41586-020-01092-3
Lecturi suplimentare
Osman Shabir
Osman este student în cercetare doctorală în neurologie la Universitatea din Sheffield, care studiază impactul bolilor cardiovasculare și al bolii Alzheimer asupra cuplării neurovasculare utilizând modele pre-clinice și tehnici de neuroimagistică.
Citații
Vă rugăm să utilizați unul dintre următoarele formate pentru a cita acest articol în eseu, lucrare sau raport:
Shabir, Osman. (2020, 15 iunie). Ce este o glicoproteină? Știri-Medical. Adus pe 17 decembrie 2020 de pe https://www.news-medical.net/health/What-is-a-Glycoprotein.aspx.
Shabir, Osman. „Ce este o glicoproteină?”. Știri-Medical. 17 decembrie 2020. .
Shabir, Osman. „Ce este o glicoproteină?”. Știri-Medical. https://www.news-medical.net/health/What-is-a-Glycoprotein.aspx. (accesat la 17 decembrie 2020).
Shabir, Osman. 2020. Ce este o glicoproteină? News-Medical, consultat la 17 decembrie 2020, https://www.news-medical.net/health/What-is-a-Glycoprotein.aspx.
News-Medical.Net furnizează acest serviciu de informații medicale în conformitate cu acești termeni și condiții. Vă rugăm să rețineți că informațiile medicale găsite pe acest site web sunt concepute pentru a sprijini, nu pentru a înlocui relația dintre pacient și medic/medic și sfaturile medicale pe care le pot oferi.
News-Medical.net - Un site AZoNetwork