Эндоплазматический ретикулум: модификация белков, гликозилирование
Одна из главных функций ЭР - ковалентное присоединение сахаров к белкам. Большинство белков, поступивших в полость ЭР, перед тем, как попасть в аппарат Гольджи, лизосомы, плазматическую мембрану или внеклеточное пространство, становятся гликопротеинами . Напротив, в цитозоле очень немногие белки гликозилированы, а те, которые гликозилированы, несут различные модификации сахаров.
Весьма существенным для понимания процесса гликозилирования белков было открытие того факта, что к белкам в ЭР присоединяется всего лишь один олигосахарид, состоящий из N-ацетилгликозамина, маннозы и глюкозы и содержащий всего 14 остатков.
Так как этот олигосахарид всегда присоединяется к NH(2)- группе боковой цепи остатка аспарагина, его называют N-связанным или аспарагин-связанным олигосахаридом ( рис. 8-45 ).
Присоединение катализируется связанным с мембраной ферментом, активный центр которого обращен в полость ЭР. Это объясняет, почему белки цитозоля не гликозилируются таким способом. Заранее сформированный предшественник олигосахарида переносится к нужному остатку аспарагина. Это одностадийная реакция, и она происходит практически сразу после того, как остаток аспарагина появится в полости ЭР в процессе переноса белка через мембрану ( рис. 8-45 ).
Поскольку большинство белков импортируется в ЭР котрансляционно, N-связанный олигосахарид почти всегда добавляется в процессе синтеза белка, что обеспечивает наилучший доступ к нужным остаткам аспарагина. Сигналами для N-гликозилирования служат две последовательности Asn-X-Ser или Asn-X-Thr (где X-любая аминокислота, кроме пролина).
Олигосахарид-предшественник удерживается в мембране ЭР молекулой специального липида - долихола . Олигосахарид связан с долихолом высокоэнергетической фосфатной связью, обеспечивающей энергию активации для реакции гликозилирования. Прежде чем присоединиться к белку, олигосахарид строится из моносахаридов на этой связанной с мембраной молекуле липида. Вначале сахара активируются в цитозоле путем образования промежуточных продуктов - нуклеотид-сахаров, которые затем (прямо или косвенно) передают свой сахар молекуле липида в определенной последовательности. Пройдя этот путь, предшественник олигосахарида перескакивает с цитозольной стороны мембраны ЭР в его полость ( рис. 8-54 ).
Все разнообразие N-связанных олигосахаридных структур возникает в результате модификаций молекулы исходного предшественника. Еще в ЭР у большинства гликопротеинов от олигосахарида отщепляется три остатка глюкозы и один остаток маннозы ( рис. 8-54 ). "Доделка" или "процессинг" олигосахарида продолжается в апппарате Гольджи .
Наиболее широко распространены в гликопротеинах N-связанные олигосахариды . Гораздо реже олигосахариды связываются с гидроксильной группой боковой цепи остатка серина, треонина или гидроксилизина. Такие О- связанные олигосахариды образуются в аппарате Гольджи.
Смотрите также:
