Otkrivanje ponašanja proteina na površini stanice

membrana modelGlikolizacija (N- i O-glikozilacija) je najčešća posttranslacijska modifikacija proteina koja je odgovorna za raznolike proteinske funkcije. Ona stabilizira strukturu proteina, čini ih bolje topljivim, štiti ih od proteolize (razgradnje), zaklanja antigena mjesta te mijenja orijentaciju proteina na površini stanice. Sama izolacija membranskih proteina je jako zahtjevna kao i manipuliranje njima zbog njihove velike hidrofobnosti i male ekspresije. Ovo istraživanje je kroz evolucijsku očuvanost ove posttranslacijske modifikacije u membranskim proteinima u pet različitih vrsta, potvrdilo koliko je N-glikolizacija zaista važna. Znanje o točnom broju N-glikana i njihovoj poziciji na glikoproteinima pomoći će u budućim istraživanjima pri otkrivanju proteinskih funkcija jer mnoge funkcije glikoproteina još nisu povezane s određenom modifikacijom, a kasnije i pri identificiranju defektnih glikoproteina u pojedinim bolestima te razvoju specifičnih lijekova za te bolesti.

Kemičarka sa Sveučilišta Simon Fraser vodeća je autorica novog članka koji proširuje znanstvene spoznaje o strukturi i funkciji glikoproteina, točnije, na kojem mjestu i u kojem broju se nalaze šećeri na njima.

Rad, pod nazivom „N-glycoproteome of E14.Tg2a Mouse Embryonic Stem Cells“, nedavno je objavljen u časopisu PLOS ONE koji objavljuje znanstvene istraživačke radove.

Glikoproteini su membranski proteini i često su povezani s bolestima kod ljudi. Oni olakšavaju komunikaciju među stanicama, interakciju s patogenima, npr. virusima i bakterijama, te vezu s vanjskim okolišem.

Spomenuta kemičarka, Bingyun Sun, i njezini kolege otkrili su kako priroda određuje količinu dominantnog tipa šećera (N-glikana) na membranskim proteinima na površini stanice. Raznolikost šećera stabilizira ove proteine i potpomaže njihov rad. Istraživači su potvrdili svoja opažanja o međusobnoj povezanosti broja šećera na glikoproteinima i njihove funkcije u pet životinjskih vrsta – crvima, muhama, ribama, miševima i ljudima. To ih je dovelo do zaključka kako je ta povezanost sačuvana evolucijom.

Kako bi odredili točan broj N-glikana, koristili su proteomiku – kombinaciju masene spektrometrije (MS) i tekućinske kromatografije visoke djelotvornosti (HPLC). U manje od sat vremena, ova tehnika velikog protoka može identificirati točna mjesta na stotinama glikoproteina na kojima su vezani N-glikani.

Znanstvenici su analizirali površinske glikoproteine u jednom tipu mišjih zametnih stanica utišavanjem gena hipoksantin–fosforibozil–transferaze (HPRT) u tim stanicama. Inače, nedostatak enzima HPRT kod ljudi uzrokuje Lesch-Nyhan sindrom, metabolički poremećaj koji je karakteriziran mentalnom retardacijom i samoozljeđivanjem.

Sun kaže kako će ova dublja spoznaja o povezanosti pozicije šećera na glikoproteinu i same funkcije proteina pomoći medicinskim istraživačima i farmaceutskoj industriji.

„Kao membranski proteini, glikoproteini su biološki važni,“ objašnjava Sun koja tečno priča mandarinski i engleski, a potječe iz Kine. „Oni posreduju u komunikaciji između stanica i njihovog okoliša te tako upravljaju mnoštvom staničnih procesa i funkcija uključujući rast, razvoj, imunitet i starenje. Spoznaja o tome kako se membranski proteini prilagođavaju kako bi se bolje zaštitili, pomoći će nam u stvaranju boljih i manje toksičnih lijekova za liječenje bolesti.“

Izvor: Simon Fraser University, znano.st

Leave a Comment