De la superficie celular al interior: ¿Cómo afectan los glicanos ligados a N al plegamiento de proteínas?

Los glicanos a menudo se pasan por alto como biomoléculas, pero son esenciales para el funcionamiento básico de las células. Especialmente en el proceso de plegamiento de proteínas, los glicanos N-ligados juegan un papel indispensable. Este proceso no sólo afecta la forma de las proteínas dentro de las células, sino que también está relacionado con el funcionamiento normal de muchas funciones biológicas.

Los glicanos ligados a N son estructuras de azúcar ligadas al aminoácido asparagina (Asn). Esta estructura se sintetiza en el retículo endoplasmático como parte de la biosíntesis de proteínas.

Estructura y función de los glicanos ligados a N

La síntesis de glicanos N-ligados comienza en el retículo endoplásmico cuando dos N-acetilglucosaminas (N-acetilglucosamina) se combinan con monofosfato de dolicol para formar. Posteriormente, se añadieron cinco residuos de manosa a la estructura, formándose finalmente una estructura central que contenía 14 residuos de monosacáridos. Estos 14 residuos incluyen 3 glucosas, 9 manosas y 2 N-acetilglucosaminas.

Estos 17 grupos diferentes no sólo determinan la estructura de los glicanos N-ligados, sino que también afectan su contribución posterior al plegamiento de proteínas.

Una vez que los glicanos ligados a N se transfieren a las cadenas polipeptídicas recién sintetizadas, pasan por una serie de pasos de procesamiento en los que se eliminan los residuos de azúcar de acuerdo con los requisitos específicos de plegamiento de proteínas. Por ejemplo, la eliminación de residuos de glucosa depende de si la proteína está correctamente plegada; si el plegamiento falla, estos residuos de glucosa se volverán a unir a la proteína y se unirán nuevamente a las proteínas chaperonas moleculares.

Regulación del plegamiento de proteínas

Los glicanos ligados a N son esenciales para el correcto plegamiento de las proteínas. Las proteínas chaperonas en el retículo endoplásmico, como la calnexina y la calreticulina, se unen a los residuos de glucosa en los glicanos N-ligados para ayudar a que los polipéptidos recién sintetizados se plieguen en la estructura correcta.

Si una proteína aún no puede alcanzar la forma correcta después de repetidos plegamientos, eventualmente será expulsada del retículo endoplásmico y degradada por las proteasas de la célula.

Además, la presencia de glicanos ligados a N también puede afectar la estructura interna de las proteínas, impidiendo temporalmente que la cisteína forme enlaces disulfuro a través de efectos estéricos, de modo que las células puedan controlar mejor el proceso de formación de enlaces disulfuro en condiciones de baja energía. . .

El papel de las interacciones celulares

Los glicanos ligados a N también son clave para las interacciones entre células. En las células cancerosas, los glicanos N-ligados anormales son reconocidos por las células asesinas naturales como manifestaciones similares al cáncer. Los glicanos ligados a N en la superficie de las células inmunes ayudan a determinar el patrón de migración de las células, y los patrones de glicosilación específicos permiten que las células inmunes respondan con precisión a las infecciones u otros desafíos inmunes.

La cantidad y la estructura de los glicanos N-ligados pueden afectar la potencia de los anticuerpos y, por lo tanto, el resultado de la respuesta inmune.

Conclusión

A medida que se profundiza la investigación sobre los glicanos N-ligados, los científicos están revelando gradualmente su importancia en la biología celular y su compleja relación con las enfermedades. Las investigaciones futuras pueden revelar más sobre el papel de los azúcares en la biología celular y los mecanismos de la enfermedad y sugerir nuevos tratamientos potenciales. A medida que repensamos el papel de los azúcares en varios procesos biológicos, ¿qué tipo de avances e innovaciones cree que traerá la ciencia del azúcar en el futuro?

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