Гликобиология и модификация белков

• Гепариназы

Секреторные и мембранные белки часто имеют пост-трансляционную модификацию в виде олигосахаридов или гликанов, которые необходимы для стабильности и правильного функционирования зрелого белка. Они также влияют на ферментативную активность, период полураспада и рецепторное связывание. Белки могут быть модифицированы разными углеводами, в эукариотических системах больше всего распространены N-связанные гликаны и O-связанные гликаны.

N-связанные гликаны присоединяются к остаткам аспарагина, могут иметь много остатков маннозы и ацетиглюкозамина (GlcNAc). N-гликаны также могут иметь сложную разветвленную структуру с ветвями из моносахаридов в виде GlcNAc, галактозы, фукозы и сиаловой кислоты.

Многие терапевтические белки, представленные на рынке, представляют собой антитела, которые представляют собой N-связанные гликопротеины. Например, Этанерцепт, Инфликсимаб и Ритуксимаб представляют собой N-гликозилированные терапевтические белки. В следствие чего важность N-связанного гликозилирования становится все более очевидной в области фармацевтики.

O-связанные гликаны присоединяются к остаткам серина или треонина, имеют короткие, практически неветвящиеся цепи, состоящие из моносахаридов.

О-гликаны, которые представляют собой сахара, добавляемые к серину или треонину, выполняют многочисленные функции по всему организму, включая транспортировку клеток в иммунной системе, позволяя распознавать чужеродный материал, контролируя клеточный метаболизм и обеспечивая гибкость хрящей и сухожилий. Из-за множества функций, которые они выполняют, изменения в О-гликозилировании важны при многих заболеваниях, включая рак, диабет и болезнь Альцгеймера. О-гликозилирование происходит во всех сферах жизни, включая эукариот, архей и ряд патогенных бактерий, включая Burkholderia cenocepacia, Neisseria gonorrhoeae и Acinetobacter baumannii

Процесс дегликозилирования позволяет освободить белки от гликанов. Существует два способа отделения олигосахаридов от гликопротеинов: химический и ферментативный. Химические методы зачастую удаляют не все олигосахариды или приводят к частичной деградации гликопротеинов, в то время как ферментативное удаление гликанов проходит в более мягких условиях и его эффективность выше.