11 BIO Glicosamminoglicani E Glicoproteine PDF

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Appunti di biotecnologia...

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I GLICOSAMMINOGLICANI E GLICOPROTEINE I glicosamminoglicani, GAG, sono dei complessi composti da zuccheri e spesso uniti a proteine originando i proteoglicani. Sono delle lunghe catene non ramificate che contengono una unità disaccaridica ripetuta del tipo zucchero acido + amminozucchero. L’amminozucchero può essere la D- glucosammina o la D - galattosammina dove il gruppo amminico è l’acetilato. Lo zucchero acido è generalmente l’acido D- glucuronico che è carico negativamente. STRUTTURA: Tutti i glucosamminoglicani sono uniti a delle proteine per formare dei peptidoglicani. Consistono in una proteina centrale con nucleo a cui sono collegate catene lineari di glucosamminoglicani le quali sono distanziate tra loro grazie alla loro forza repulsiva. Il legame tra la catena e la proteina avviene con un legame TRISACCARIDICO (galattosio+galattosio+xilosio) tra glicosamminoglicano e serina. Si formano così degli aggregati detti proteoglicani in cui è presente una molecola di acido ialuronico. SINTESI: Gli zuccheri acidi e gli amminozuccheri sono legati in modo alternato alle catene polisaccaridiche per allungarle. Essi sono dai corrispondenti derivati UDP-zucchero. Una volta prodotti sono esportati all’esterno della cellula. La sintesi avviene nel reticolo endoplasmatico e nell’apparato di golgi. I più comuni sono: -N-acetilglucosammina (GlcNac) -N-acetilgalattosammina (GalNac) Il precursore di questi appena elencati è il fruttosio 6-fosfato.. -acido N-acetilneuroamminico SINTESI DEGLI ZUCCHERI ACIDI: L’acido D-glucuronico e il suo epimero acido L-iduronicofanno parte dei glucosamminoglicani. Il primo deriva dalla dieta e dalla degradazione lisosomiale dei glucosamminoglicani. Il prodotto finale del suo metabolismo è il D-xilulosio-5-fosfato. SINTESI DELLA PROTEINA DEL NUCLEO È sintetizzata nel reticolo endoplasmatico (RER) SINTESI DELLE CATENE CARBOIDRATICHE Comincia dalla proteina del nucleosintetizzando inizialmente una regione di collegamento, spesso formata da xilosio. Sono poi aggiunte 2 molecole di galattosio creando un TRIESOSIDE, successivamente si alternano zuccheri acidi e amminozuccheri. AGGIUNTA DI UN GRUPPO SOLFATO Questo step avviene dopo che il monosaccaride si è legato alla catena in allungamento. Il gruppo solfato deriva dal 3-fosfoadenosil-5fofosolfato. DEGRADAZIONE I glicosamminoglicani sono degrdati nei lisosomi che contengono idrolasi acide. NB: le mucopolisaccaridosi sono delle dsfunzioni ereditarie che causano un’accumulo di glicosamminoglicani in diversi tessuti provocando deformazioni dello scheletro e delle matrici extracellulari. È generata da una carenza di idrolasi acida.

GLICOPROTEINE Sono proteine legate covalentemente con oligosaccaridi e si differenziano dai proteolicani perchè la lunghezza delle catene carboidratiche è minore. In questo caso, però, i carboidrati non contengono ripetizioni seriali di unità glicosidiche. Anzi, spesso queste sono ramificate e cariche negativamente. STRUTTURA DEGLI OLIGOSACCARIDI Solitamente sono eteropolimeri ramificati. Possono essere lagati alla proteina con legame Nglicosidico oppure O-glicosidico. Con il primo la catena di carboidrati si lega ad un’asparagina della catena laterale, con il secondo tipo di legame, i carboidrati si legano ad una catena laterale di serina o treonina. Può essere che in una proteina: --- ci sia solo un tipo di legame: oligosaccaridi legati con legame O-glicosidico: possono contenere zuccheri disposti in modo lineare o ramificato. --- ci sia un solo tipo di legame: oligosaccaridi legati con legame N-glicosidico; sono oligosaccaridi complessi oppure ricchi di mannosio ma entrambe queste due classi hanno un pentasaccaride di base.

SINTESI DELLE GLICOPROTEINE A differenza di tutte le altre proteine che sono sintetizzate dai ribosomi, le glicoproteine si formano sui ribosomi legati al reticolo endoplasmatico ruvido. Dopo, vengono trasportate da delle viscicole all’apparato di Golgi che le smista in varie direzioni. Da qui, poi, gemmano diverse vescicole di secezione che si fondono con la membrana cellulare e liberano all’esterno le glicoproteine. -- CARBOIDRATI DELLE GLICOPROTEINE: sono delle molecole zucchero-nucleotide che includono l’UDP-glucosio, l’UDP-galattosio, l’UDP-N-acetilglucosammina e l’UDP-N-acetilgalattosammina. Gli oligosaccaridi sono legati con legame covalente ai gruppi R di specifici amminoacidi della proteina. -- SINTESI DEGLI OLIGOSACCARIDI UNITI DA LEGAMI O-GLICOSIDICI: la sintesi è simile a quella dei glicosamminoglicani. Inizialmente la proteina che lega gli oligosaccaridi è sintetizzata sul reticolo endoplasmatico. Le glicosiltransferasi sono le rersponsabili della sintesi degli oligosaccaridi e si trovano nel RER o nell’apparato di Golgi --SINTESI DEGLI OLIGSACCARIDI UNITI DA LEGAMI N-GLICOSIDICI: avviene nell’ER e nel Golgi. La sintesi richiede anche un lipide, detto dolico, e il suo derivato fosforico detto dolico pirofosfato. Inizialmente la proteina viene sintetizzata nel RER in cui si forma un oligosaccaride legato con legame pirofosforico al dolico. Questo oligosacaride contiene N-acetilglucosammina, mannosio e glucosio. Tutti questi sono aggiunti grazie alla glicosiltransferasi. Dopo l’incorporazione nella proteina , si eliminano dei residui specifici di mannosio e glucosio. Gli oligosaccaridi possono essere completati nell’apparato di Golgi per l’aggiunta di diveri zuccheri. Genera così una glicoproteina con un polisaccaride diverso. Le glicoproteine legate ad un oligosaccaride nel Golgi, possono essere fosforilate a livello del mannosio e poi trasferiti nei lisosomi.

DEGRADAZIONE LISOSOMIALE DELLE GLICOPROTEINE È molto simile a quella dei glicosamminoglicani, ci sono degli enzimi lisosomiali idrolitici che rimuovono i gruppi delle glicoproteine in ordine inverso rispetto a quello con cui si sono legati....