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Diversidad glicólica: ¿Sabes cómo la glicosilación mejora la función de las proteínas?
En biología, la glicosilación es una reacción clave que implica la unión de carbohidratos (a menudo llamados azúcares o "glucósidos") al grupo hidroxilo u otro grupo funcional de otra molécula para formar un socio de azúcar. Este proceso suele estar catalizado por enzimas y es crucial para muchos procesos biológicos importantes. Desde el plegamiento de proteínas hasta la adhesión entre células, el impacto de la glicosilación se siente en todos los niveles. Por lo tanto, comprender la diversidad de la glicosilación y cómo mejora la función de las proteínas se ha convertido en un foco principal de la investigación biomédica.
Diversidad de glicosilaciónLa glicosilación es el proceso mediante el cual los carbohidratos se unen covalentemente a una macromolécula objetivo, generalmente una proteína o un lípido.
La glicosilación agrega una nueva dimensión a la diversidad de proteínas, ya que casi todos los aspectos de la glicosilación se pueden modificar, incluidos:
- Enlace glucosídico: el lugar donde se conectan las cadenas de azúcar
- Composición de carbohidratos: los tipos de azúcares unidos a una proteína en particular
- Estructura de los carbohidratos: puede ser de cadena lineal o de cadena ramificada
- Longitud de los carbohidratos: pueden ser oligosacáridos de cadena corta o larga
Mecanismo de glicosilación
Existen muchos mecanismos de glicosilación, pero la mayoría de ellos tienen características comunes:
- La glicosilación es un proceso promovido por enzimas, no la glicación. Este proceso se considera la modificación postraduccional más compleja porque intervienen múltiples pasos enzimáticos.
- La molécula donante suele ser un azúcar nucleótido activado.
- El proceso no sigue una plantilla; en cambio, las células dependen de la compartimentación de las enzimas en diferentes compartimentos celulares, como las vesículas en el retículo endoplásmico y los cuerpos basales altos.
Glicosilación ligada a N
La glicosilación ligada a N es la forma más común de glicosilación y es esencial para el plegamiento de las glicoproteínas y la unión célula-célula y célula-matriz extracelular en muchos organismos eucariotas. Este proceso ocurre dentro del lumen del retículo endoplásmico.
Glicosilación ligada a O
La glicosilación ligada a O es un tipo de glicosilación que generalmente ocurre en los homeosomas, pero también ocurre en arqueas y bacterias.
Glicosilación lipídica
La glicosilación también puede formar un ancla GPI, que conecta las proteínas a los lípidos a través de cadenas de azúcar. Esta forma, llamada lípido asociado al azúcar, es particularmente importante.
El papel de la glicación en la saludLa glicosilación juega un papel importante en las interacciones y la señalización entre células. Los glucósidos ayudan en el mecanismo de adhesión célula-célula, lo cual es esencial para el funcionamiento eficaz del sistema inmunológico. La glicosilación en particular se ha relacionado con el desarrollo de muchas enfermedades, como la diabetes y la enfermedad de Alzheimer.
Importancia clínicaEn algunos casos, sin una glicosilación adecuada, algunas proteínas no se plegarán correctamente, lo que afectará su función.
Los trastornos de la glicosilación se pueden dividir en tres tipos: congénitos, adquiridos y cambios adquiridos no enzimáticos. Las variaciones innatas están implicadas en muchas enfermedades epidémicas, como aquellas que implican trastornos de la glicosilación. Los cambios adquiridos a menudo se asocian con enfermedades infecciosas, enfermedades autoinmunes o cáncer, que a menudo alteran el proceso de glicosilación. Los cambios no enzimáticos están asociados con algunas enfermedades comunes relacionadas con la edad, como la enfermedad de Alzheimer.
Investigaciones futuras sobre la glicosilación
A medida que se profundiza la investigación sobre la glicosilación, los científicos están comenzando a comprender el potencial de este proceso en la biomedicina. El uso de información sobre glicosilación para optimizar productos biofarmacéuticos, especialmente los anticuerpos monoclonales, muestra resultados clínicos prometedores.
¿Qué papel e impacto cree usted que desempeñará la glicosilación en la investigación médica futura?
