Процессинг олигосахаридной цепи

При перемещении образовавшегося на 1-ом этапе первичного гликопротеина по каналам эндоплазматического ретикулума и цистернам комплекса Гольджи происходит «созревание» олигосахаридного фрагмента. Этот процесс включает в себя чередование реакций (с участием различных ферментов) удаления и присоединения определенных участков олигосахарида с формированием в конечном итоге той структуры, которая свойственна данному белку.

Присоедине­ние олигосахарида протекает в шероховатом эндоплазматическом ретикулуме во время или после трансляции. Удаление Glc и некоторых перифери­ческих остатков Man также происходит в эндоплазматическом ретикулуме. Комплекс Гольджи состоит из цис-, медиальной и транс-цистерн. Везикулы, содержащие гликопротеины формируются в эндоплазматическом ретикулуме и переносятся в цис-цистерну Гольджи. Далее при продвижении белков от цис-цистерн к транс-цистернам происходит окончательное построение необходимого олигосахаридного фрагмента. Отметим также, что ферменты, участвующие в биосинтезе гликопротеинов, обладают различной локализацией в цистер­нах Гольджи.

Регуляция гликозилирования гликопротеинов

Гликозилирование гликопротеинов — это сло­жный процесс, в котором принимает участие боль­шое количество ферментов. В настоящее время уже описано 7 отдельных GlcNAc-трансфераз, а теоретически их может быть еще больше. К регуляторным фак­торам первой стадии (то есть сборки и переноса олигосахаридов) биосинтеза N-связанных гликопротеинов относят 1) наличие соответствующих акцепторных центров в белках; 2) уровень Dol–P в ткани; 3) актив­ность олигосахаридтрансферазы.

В регуляции процессинга участвуют многие фак­торы:

1) различные гидролазы и трансферазы играют важную роль в определении типа образующихся олигосахаридных цепей (например, сложных или высокоманнозных). Очевидно, что в отсутствие какой-нибудь трансферазы, в ткани не может синтезирова­ться соответствующая сахарная связь;

2) некоторые ферменты могут проявлять свою активность только после предварительного действия другого фермента. Например, для функционирова­ния -маннозидазы II комплекса Гольджи необходи­мо предварительное действие GlcNAc-трансферазы I;

3) активность разных трансфераз может пер­иодически увеличиваться и уменьшаться в ходе онтогенеза, что отчасти объясняет, каким образом на раз­ных стадиях жизненного цикла организма образуются различные олигосахариды;

4) определенную регуляторную роль играют различия во внутриклеточной локализации отдельных гликозилтрасфераз. Например, если белок предназначен для включения в мембраны эндоплазматического ретикулума (например, гидроксиметилглутарил-(ГМГ)-СоА-редуктаза), он никогда не поступит в цистерны комплекса Гольджи и не будет взаимо­действовать с локализованными там ферментами процессинга. В связи с этим не удивительно, что ГМГ-СоА-редуктаза принадлежит к высокоманнозным гликопротеинам (отщепление большинства остатков манноз происходит в комплексе Гольджи);

5) еще один важный фактор – это конформация белка. Близкородственные гликопротеины вирусов, инфицирующих одни и те же клетки, обладают раз­личными типами олигосахаридных цепей. Наилуч­шее объяснение этого факта состоит, по-видимому, в том, что такие белки должны иметь различную конформацию, определяющую степень процессинга;

6) существуют значительные различия в наборе ферментов процессинга в клетках разных видов. Олигосахариды вируса Sindbis варьируют (от бога­тых маннозой до сложных) в зависимости от типа клетки хозяина, в которой размножается этот вирус;

7) в настоящее время большое внимание привле­кают исследования активности ферментов процес­синга гликопротеинов в различных типах раковых клеток. Показано, например, что данные клетки син­тезируют олигосахаридные цепи, отличающиеся от таковых в здоровых клетках (обладающие высокой разветвленностью). Особый интерес представляет корреляция активности отдельных ферментов процес­синга с метастатическими свойствами некоторых ти­пов опухолевых клеток.