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Da superfície celular ao interior: como os glicanos ligados a N afetam o enovelamento de proteínas?
Os glicanos são frequentemente negligenciados como biomoléculas, mas são essenciais para o funcionamento básico das células. Especialmente no processo de dobramento de proteínas, os glicanos N-ligados desempenham um papel indispensável. Esse processo não afeta apenas o formato das proteínas dentro das células, mas também está relacionado ao funcionamento normal de muitas funções biológicas.
Glicanos N-ligados são estruturas de açúcar ligadas ao aminoácido asparagina (Asn). Essa estrutura é sintetizada no retículo endoplasmático como parte da biossíntese de proteínas.
Estrutura e função dos glicanos ligados a N
A síntese de glicanos N-ligados começa no retículo endoplasmático quando duas N-acetilglicosaminas (N-acetilglicosamina) se combinam com o monofosfato de dolicol para formar. Posteriormente, cinco resíduos de manose foram adicionados à estrutura, formando uma estrutura central contendo 14 resíduos de monossacarídeos. Esses 14 resíduos incluem 3 glicose, 9 manose e 2 N-acetilglucosamina.
Esses 17 grupos diferentes não apenas determinam a estrutura dos glicanos ligados a N, mas também afetam sua contribuição subsequente para o dobramento de proteínas.
Uma vez que os glicanos ligados a N são transferidos para cadeias polipeptídicas recém-sintetizadas, eles passam por uma série de etapas de processamento nas quais os resíduos de açúcar são removidos de acordo com os requisitos específicos de dobramento de proteínas. Por exemplo, a remoção de resíduos de glicose depende se a proteína está corretamente dobrada; se o dobramento falhar, esses resíduos de glicose se reconectarão à proteína e se ligarão novamente às proteínas chaperonas moleculares.
Regulação do dobramento de proteínasOs glicanos N-ligados são essenciais para o dobramento correto das proteínas. Proteínas chaperonas no retículo endoplasmático, como calexina e calreticulina, se ligam aos resíduos de glicose em glicanos ligados a N para ajudar polipeptídeos recém-sintetizados a se dobrarem na estrutura correta.
Se uma proteína ainda não conseguir atingir o formato correto após dobramentos repetidos, ela acabará sendo expelida do retículo endoplasmático e degradada por proteases na célula.
Além disso, a presença de glicanos ligados a N também pode afetar a estrutura interna das proteínas, impedindo temporariamente a cisteína de formar ligações dissulfeto por meio de efeitos estéricos, de modo que as células podem controlar melhor o processo de formação de ligações dissulfeto em condições de baixa energia. . .
O papel das interações celulares
Os glicanos ligados a N também são essenciais para as interações célula-célula. Nas células cancerígenas, os glicanos anormais ligados a N são reconhecidos pelas células assassinas naturais como manifestações semelhantes ao câncer. Glicanos N-ligados na superfície das células imunes ajudam a determinar o padrão de migração das células, e padrões específicos de glicosilação permitem que as células imunes respondam com precisão a infecções ou outros desafios imunológicos.
O número e a estrutura dos glicanos ligados a N podem afetar a potência dos anticorpos e, portanto, o resultado da resposta imune.
Conclusão
À medida que a pesquisa sobre glicanos ligados a N se aprofunda, os cientistas estão gradualmente revelando sua importância na biologia celular e sua complexa relação com doenças. Pesquisas futuras podem revelar mais sobre o papel dos açúcares na biologia celular e nos mecanismos de doenças e sugerir novos tratamentos potenciais. À medida que repensamos o papel dos açúcares em vários processos biológicos, que tipo de avanços e inovações você acha que a ciência do açúcar trará no futuro?
