Что такое гликирование и гликозилирование.

Новости - 16.05.2022 12:52

На вопросы врачей отвечает член Экспертного Совета РДА биотехнолог Байдусь А.Н., лауреат премии Совета Министров СССР, о биологическом смысле интерпретации лабораторных показателей гликированного гемоглобина, фруктозамина и иных протеинов.

 Гликозилирование-это контролируемый (ферментативный) механизм, который придает желаемые свойства белкам или липидам, в то время как гликирование-это случайное (неферментативное) ковалентное соединение молекул сахара с белками или липидами, происходящее в основном в кровотоке.

Главное отличие между гликированием и гликозилированием является то, что гликирование представляет собой ковалентное присоединение свободных сахаров к белкам в кровотоке, в то время как гликозилирование представляет собой посттрансляционную модификацию белков, в которой определенный углевод добавляется к заранее определенной области белка. Кроме того, гликирование влияет как на функцию, так и на стабильность белков, в то время как гликозилирование продуцирует зрелый белок, который является функциональным. Гликация и гликозилирование являются двумя механизмами, которые добавляют углеводы к белку.

Гликации - это неферментативный процесс, который происходит в кровотоке. Это ковалентно добавляет свободные сахара к белкам. Поскольку гликирование не является ферментативным процессом, это спонтанный процесс, который не контролируется. Кроме того, из-за необратимого добавления сахаров или продуктов распада сахара к белкам гликирование является типом повреждения белка. Это означает, что гликирование снижает как стабильность, так и функциональность белков.

Рисунок 1: Гликация

Кроме того, Glycation - это химический каскад, первым этапом которого является конденсация. Этот шаг является неферментативным, а также обратимым. Это происходит между карбонильной группой восстанавливающего сахара и аминогруппой белка или пептида. Этот тип реакции известен как реакция образования основания Шиффа. Этот шаг занимает много времени. Здесь конечным продуктом является нестабильное основание Шиффа или альдимин. Затем этот альдимин самопроизвольно перестраивает более стабильный кетоамин, также известный как продукт Amadori. Кроме того, он может подвергаться дальнейшей деградации посредством различных процессов, образуя фурфуролы, редуктоны и продукты фрагментации. Наконец, полиморфные соединения, образованные гликированием, все вместе известны как конечные продукты продвинутого гликирования (AGE). Следовательно, они связаны со многими возрастными хроническими заболеваниями, включая сердечно-сосудистые заболевания, болезнь Альцгеймера, периферическую невропатию и рак.

  Гликозилирование является важным биологическим процессом, который происходит как в эндоплазматической сети, так и в аппарате Гольджи. Это в основном тип посттрансляционной модификации, которая отвечает за выработку функционального белка из незрелого белка. Гликозилирование способствует правильному сворачиванию белка, это увеличивает стабильность белка. Например, гликозилирование является фермент-опосредованным процессом. Следовательно, определенный углевод добавляется в заданную область белка. Также процесс гликозилирования можно регулировать.

Фигура 2: N-Связанное гликозилирование

Во время гликозилирования карбонильная группа сахара (гликозильный донор) реагирует с гидроксильной или аминной группой белка (гликозильный акцептор). Несколько типов гликозилирования происходят в клетке, в том числе:

• N-гликозилирование - гликаны, присоединенные к азоту боковых цепей аспарагина или аргинина

• О-гликозилирование - гликаны, присоединенные к гидроксильному кислороду боковых цепей серина, тирозина, треонина, гидроксилизина или гидроксипролина или к кислородам на липидах, таких как керамид

• Фосфосериновое гликозилирование - фосфогликаны, включая маннозу, ксилозу или фукозу, связанные через фосфат фосфосерина;

• С-manosylation - сахар добавляется в углерод на боковой цепи триптофана

• Glypiation - добавление якоря GPI, связывающего белки с липидами через гликановые связи.

Сходства между гликированием и гликозилированием

• Гликация и гликозилирование являются двумя механизмами, которые добавляют углеводы к белкам.

• Ковалентные связи образуются между углеводами и белками в обоих процессах.

• Также оба влияют на функциональность белков.

Разница между гликированием и гликозилированием

Определение

Гликация относится к связыванию молекулы сахара с молекулой белка или липида без ферментативной регуляции, в то время как гликозилирование относится к контролируемой ферментативной модификации органической молекулы, особенно белка, путем добавления молекулы сахара. Таким образом, это основное различие между гликированием и гликозилированием.

Значимость

Кроме того, гликирование - это ковалентное добавление свободных сахаров к белкам в кровотоке, в то время как гликозилирование является типом посттрансляционной модификации, которая происходит либо в эндоплазматической сети, либо в аппарате Гольджи.

Ферментативный / Неферментативные

Гликация представляет собой тип неферментативной модификации, в то время как гликозилирование представляет собой тип ферментативной модификации. Следовательно, это еще одно различие между гликированием и гликозилированием.

Регулирование

Кроме того, поскольку гликирование не является ферментативным процессом, оно не является регулируемым процессом. Напротив, гликозилирование является регулируемым процессом.
Добавлены виды углеводов

Типы добавляемых сахаров также являются существенным отличием между гликированием и гликозилированием. Глюкоза, фруктоза или галактоза являются сахарами, добавляемыми гликированием, в то время как гликаны, манноза, ксилоза, фукоза и т.д. являются сахарами, добавляемыми гликозилированием.

Тип белков влияет

Другое различие между гликированием и гликозилированием заключается в том, что гликирование происходит в зрелых белках, тогда как гликозилирование происходит в незрелых или немодифицированных белках.

Влияние на белок

Кроме того, гликирование делает белок нефункциональным, в то время как гликозилирование делает его функциональным. Кроме того, гликирование снижает стабильность белка, в то время как гликозилирование увеличивает стабильность белка.

Заключение

Гликация - это неферментативное добавление сахаров к белкам в кровотоке. Это резко снижает стабильность, а также функциональность белка. С другой стороны, гликозилирование - это ферментативное добавление сахаров к незрелым белкам. Это происходит внутри эндоплазматического ретикулума или аппарата Гольджи. Наиболее важно то, что гликозилирование является посттрансляционной модификацией, ответственной за выработку функционального белка. Это основное различие между гликированием и гликозилированием.

Литература:
1. Гкогколу, Параскеви и Маркус Бём. «Усовершенствованные конечные продукты гликации: ключевые игроки в старении кожи?» Dermato-endocrinology vol. 4,3 (2012): 259-70.

2. Brownlee M., Cerami A., Vlassara H. Advanced glycosylation end products in tissue and the biochemical basis of diabetic complications. (англ.) // The New England journal of medicine. — 1988. — Vol. 318, no. 20. — P. 1315—1321. — doi:10.1056/NEJM198805193182007. — PMID 3283558.

Вопросы можно задать на Форуме сайта или электронной почтой Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Поделиться ссылкой: