प्रोटीन ग्लाइकोसिलेशन: प्रकार, प्रक्रिया और कार्य - जीवविज्ञान - 2025

प्रोटीन ग्लाइकोसिलेशन एक posttranslational संशोधन रैखिक oligosaccharide चेन या शाखायुक्त प्रोटीन के अलावा है। परिणामस्वरूप ग्लाइकोप्रोटीन आमतौर पर सतही प्रोटीन और स्रावी मार्ग के प्रोटीन होते हैं।

ग्लाइकोसिलेशन यूकेरियोटिक जीवों के बीच सबसे आम पेप्टाइड संशोधनों में से एक है, लेकिन यह भी आर्किया और बैक्टीरिया की कुछ प्रजातियों में पाया गया है।

ऑलिगोसैकेराइड श्रृंखला का उदाहरण जो ग्लाइकोसिलेशन द्वारा प्रोटीन को बांध सकता है (विकिमीडिया कॉमन्स से Dna 621)

यूकेरियोट्स में, यह तंत्र एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ईआर) और गोल्गी कॉम्प्लेक्स के बीच होता है, जिसमें विभिन्न एंजाइमों के हस्तक्षेप के साथ नियामक प्रक्रियाओं और प्रोटीन + ऑलिगोसेकेराइड सहसंयोजक बॉन्ड के गठन में शामिल होता है।

ग्लाइकोलाइसिस के प्रकार

ऑलिगोसैकेराइड के प्रोटीन के बंधन स्थल के आधार पर, ग्लाइकोसिलेशन को 4 प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

N-

यह सभी में सबसे आम है और तब होता है जब ऑलिगोसैकराइड्स एसन-एक्स-सेर / थ्रोट मोटिफ में शतावरी के अवशेषों के एमाइड समूह के नाइट्रोजन से बंधते हैं, जहां एक्सलाइन को छोड़कर कोई भी एमिनो एसिड हो सकता है।

या

जब कार्बोहाइड्रेट सेरिन, थ्रेओनीन, हाइड्रॉक्सिलिसिन या टाइरोसिन के हाइड्रॉक्सिल समूह से जुड़ते हैं। यह एक कम आम संशोधन है और उदाहरण कोलेजन, ग्लाइकोफोरिन और बलगम जैसे प्रोटीन हैं।

सी-

इसमें एक मैनोनोस अवशेष शामिल है जो ट्रिप्टोफैन अवशेषों में इंडोल समूह के सी 2 के साथ एक सीसी बांड द्वारा प्रोटीन को बांधता है।

ग्लिपरेशन (अंग्रेजी से)

एक पॉलीसेकेराइड झिल्ली पर एक ग्लाइकोसिलोफोस्फेटिडिलिनोसोल (जीपीआई) लंगर के लिए एक प्रोटीन को जोड़ने के लिए एक पुल के रूप में कार्य करता है।

प्रक्रिया

यूकेरियोट्स में

एन -ग्लाइकोसिलेशन वह है जिसका सबसे अधिक विस्तार से अध्ययन किया गया है। स्तनधारी कोशिकाओं में यह प्रक्रिया किसी न किसी ईआर में शुरू होती है, जहां एक पूर्व-पोलीसेकेराइड प्रोटीन से बांधता है क्योंकि वे राइबोसोम से निकलते हैं।

कहा जाता है कि अग्रगामी पोलीसेकेराइड 14 चीनी अवशेषों से बना है, जिसका नाम है: 3 ग्लूकोज (Glc), 9 मैन्नोस (मैन) और 2 N-एसिटाइल ग्लूकोसामाइन (GlcNAc) अवशेष।

यह अग्रदूत पौधों, जानवरों और एकल-कोशिका वाले यूकेरियोटिक जीवों में आम है। यह झिल्ली के लिए बाध्य है, जो डोलिचोल अणु के साथ एक बंधन है, ईआर झिल्ली में एक आइसोप्रेनॉइड लिपिड एम्बेडेड है।

इसके संश्लेषण के बाद, ऑलिगोसैकेराइड को ऑलिगोसैसरीट्रांसफेरेज़ एंजाइम कॉम्प्लेक्स द्वारा एक एस्पेरेगिन अवशेषों में स्थानांतरित कर दिया जाता है, जिसमें एक प्रोटीन के त्रि-पेप्टाइड अनुक्रम असन-एक्स-सेर / थ्रोज़ शामिल हैं।

ऑलिगोसैकराइड के अंत में तीन Glc अवशेष, सही oligosaccharide संश्लेषण के लिए एक संकेत के रूप में काम करते हैं, और प्रोटीन को आगे की प्रक्रिया के लिए गोल्गी तंत्र में ले जाने से पहले मैन अवशेषों में से एक के साथ क्लीव किया जाता है।

एक बार गोल्गी तंत्र में, ग्लाइकोप्रोटीन से जुड़े ऑलिगोसेकेराइड भागों को गैलेक्टोज, सियालिक एसिड, फूकोस और कई अन्य अवशेषों के अलावा संशोधित किया जा सकता है, जो कि अधिक से अधिक विविधता और जटिलता की श्रृंखला पैदा करते हैं।

ओलिओसेकेराइड प्रसंस्करण (विकिमीडिया कॉमन्स से Dna 621)

ग्लाइकोसिलेशन प्रक्रियाओं को अंजाम देने के लिए आवश्यक एंजाइमैटिक मशीनरी में शर्करा के अतिरिक्त के लिए कई ग्लाइकोसिलेट्रानसेरेज़ शामिल हैं, उनके हटाने के लिए ग्लाइकोसिडेस और विभिन्न न्यूक्लियोटाइड चीनी ट्रांसपोर्टरों के रूप में उपयोग किए गए अवशेषों के योगदान के लिए।

प्रोकैरियोट्स में

बैक्टीरिया में इंट्रासेल्युलर झिल्ली प्रणाली नहीं होती है, इसलिए प्रारंभिक ऑलिगोसैकराइड गठन (केवल 7 अवशेषों) में प्लाज्मा झिल्ली के साइटोसोलिक पक्ष पर होता है।

कहा जाता है कि अग्रदूत को लिपिड पर संश्लेषित किया जाता है, जिसे तब एटीपी-निर्भर फ्लिपास द्वारा पेरिप्लासिमिक अंतरिक्ष में बदल दिया जाता है, जहां ग्लाइकोसिलेशन होता है।

यूकेरियोटिक और प्रोकैरियोटिक ग्लाइकोसिलेशन के बीच एक और महत्वपूर्ण अंतर यह है कि बैक्टीरिया से एंजाइम ऑलिगोसैकराइड ट्रांसफ़र (ऑलिगोसैसरीट्रांसफ्रेज़) पहले से ही मुड़े हुए प्रोटीन के मुक्त भागों में चीनी अवशेषों को स्थानांतरित कर सकते हैं, न कि वे राइबोसोम द्वारा अनुवादित किए जाते हैं।

इसके अलावा, इस एंजाइम द्वारा पहचाने जाने वाले पेप्टाइड मोटिफ एक ही यूकेरियोटिक त्रि-पेप्टाइड अनुक्रम नहीं है।

विशेषताएं

ग्लाइकोप्रोटीन से जुड़े एन-ऑलिगोसेकेराइड विभिन्न उद्देश्यों की पूर्ति करते हैं। उदाहरण के लिए, कुछ प्रोटीनों को अपनी संरचना के उचित तह को प्राप्त करने के लिए इस पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधन की आवश्यकता होती है।

दूसरों को यह स्थिरता प्रदान करता है, या तो प्रोटियोलिटिक गिरावट से बचकर या क्योंकि यह हिस्सा उनके लिए अपने जैविक कार्य को पूरा करने के लिए आवश्यक है।

चूंकि ऑलिगोसेकेराइड में एक मजबूत हाइड्रोफिलिक चरित्र होता है, इसलिए प्रोटीन के लिए उनका सहसंयोजक इसके ध्रुवता और घुलनशीलता को आवश्यक रूप से संशोधित करता है, जो कार्यात्मक दृष्टिकोण से प्रासंगिक हो सकता है।

एक बार झिल्ली प्रोटीन से जुड़े होने के बाद, ओलिगोसेकेराइड मूल्यवान सूचना वाहक होते हैं। वे सेल सिग्नलिंग, संचार, मान्यता, माइग्रेशन और आसंजन की प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं।

रक्त के थक्के, हीलिंग और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के साथ-साथ प्रोटीन गुणवत्ता नियंत्रण के प्रसंस्करण में उनकी महत्वपूर्ण भूमिका है, जो सेल के लिए ग्लाइकेन-आश्रित और अपरिहार्य है।

महत्त्व

कम से कम 18 आनुवंशिक रोगों को मनुष्यों में प्रोटीन ग्लाइकोसिलेशन से जोड़ा गया है, जिनमें से कुछ में खराब शारीरिक और मानसिक विकास शामिल है, जबकि अन्य घातक हो सकते हैं।

ग्लाइकोसिलेशन रोगों से संबंधित खोजों की संख्या बढ़ रही है, विशेष रूप से बाल रोगियों में। इन विकारों में से कई जन्मजात हैं और ऑलिगोसैकराइड गठन के प्रारंभिक चरणों से जुड़े दोषों के साथ या इन प्रक्रियाओं में भाग लेने वाले एंजाइमों के विनियमन के साथ करना है।

चूंकि ग्लाइकोसिलेटेड प्रोटीन का एक बड़ा हिस्सा ग्लाइकोलेक्सीक्स बनाता है, इस बात की पुष्टि करने में रुचि बढ़ रही है कि ग्लाइकोसिलेशन प्रक्रियाओं में परिवर्तन या परिवर्तन ट्यूमर कोशिकाओं के माइक्रोनवायरमेंट में परिवर्तन से संबंधित हो सकते हैं और इस प्रकार प्रगति को बढ़ावा देते हैं। कैंसर के रोगियों में ट्यूमर और मेटास्टेस का विकास।

संदर्भ

1. ऐबी, एम। (2013)। ईआर में एन-लिंक्ड प्रोटीन ग्लाइकोसिलेशन। बायोचीमिका एट बायोफिसिका एक्टा, 1833 (11), 2430-2437।
2. डेनिस, जेडब्ल्यू, ग्रैनोव्स्की, एम।, और वॉरेन, सीई (1999)। विकास और रोग में प्रोटीन ग्लाइकोसिलेशन। बायोएसेज़, 21 (5), 412-421।
3. लोदीश, एच।, बर्क, ए।, कैसर, सीए, क्राइगर, एम।, बोरस्टेर, ए।, प्लोएग, एच।,… मार्टिन, के (2003)। आणविक कोशिका जीव विज्ञान (5 वां संस्करण)। फ्रीमैन, डब्ल्यूएच एंड कंपनी।
4. लक्की, एम। (2008)। मेम्ब्रेन स्ट्रक्चरल बायोलॉजी: बायोकेमिकल और बायोफिजिकल नींव के साथ। कैम्ब्रिज यूनिवर्सिटी प्रेस। Www.cambrudge.org/9780521856553 से पुनः प्राप्त
5. नेल्सन, डीएल, और कॉक्स, एमएम (2009)। बायोकेमिस्ट्री के लेहिंगर प्रिंसिपल। ओमेगा संस्करण (5 वां संस्करण)।
6. नॉटहैफ्ट, एच।, और सिजमेंस्की, सीएम (2010)। बैक्टीरिया में प्रोटीन ग्लाइकोसिलेशन: पहले से कहीं ज्यादा मीठा। नेचर रिव्यू माइक्रोबायोलॉजी, 8 (11), 765-778।
7. ओह्टसुबो, के।, और मार्थ, जेडी (2006)। स्वास्थ्य और रोग के सेलुलर तंत्र में ग्लाइकोसिलेशन। सेल, 126 (5), 855-867।
8. स्पाइरो, आरजी (2002)। प्रोटीन ग्लाइकोसिलेशन: प्रकृति, वितरण, एंजाइमी गठन, और ग्लाइकोपेप्टाइड बांड के रोग प्रभाव। ग्लाइकोलॉजी, 12 (4), 43 आर -53 आर।
9. स्टोवेल, एसआर, जू, टी।, और कमिंग्स, आरडी (2015)। कैंसर में प्रोटीन ग्लाइकोसिलेशन। पैथोलॉजी की वार्षिक समीक्षा: तंत्र के रोग, 10 (1), 473-510।
10. स्ट्रैसर, आर। (2016)। प्लांट प्रोटीन ग्लाइकोसिलेशन। ग्लाइकोलॉजी, 26 (9), 926–939।
11. जू, सी।, और एनजी, डीटीडब्ल्यू (2015)। प्रोटीन तह की ग्लाइकोसिलेशन-निर्देशित गुणवत्ता नियंत्रण। प्रकृति की समीक्षा आणविक कोशिका जीव विज्ञान, 16 (12), 742-752।
12. झांग, एक्स।, और वांग, वाई। (2016)। गोल्गी संरचना द्वारा ग्लाइकोसिलेशन गुणवत्ता नियंत्रण। जर्नल ऑफ़ मॉलिक्यूलर बायोलॉजी, 428 (16), 3183–3193।