O-Glykosylierung
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Die O-Glykosylierung (synonym O-Glycosylierung) ist eine posttranslationale Modifikation, bei der Kohlenhydrate (Glykosylgruppen) an Hydroxygruppen von Proteinen unter Ausbildung einer Etherbindung (O-) angehängt werden.
Eigenschaften
Die O-Glykosylierung ist eine Form der Glykosylierung, bei der die Glykosylgruppen mit der Seitenkette der Aminosäuren Serin oder Threonin in Proteinen kovalent verbunden werden.[1] Sie kommt in allen Lebewesen vor. In Wirbeltieren wird die O-Glykosylierung unter anderem bei der Biosynthese von Proteoglykanen (für die extrazelluläre Matrix und Zelladhäsion),[2] Mucinen (im Schleim)[3] und Blutgruppenproteinen verwendet.[4] Je nach Protein und Erkennungssequenz wird eine andere O-Glykosylierung durchgeführt. Im Gegensatz zur O-Glykosylierung wird bei der N-Glykosylierung die Glykosylgruppe auf die Aminogruppe der Seitenkette der Aminosäure Asparagin übertragen.[1]
Biosynthese
Die Synthese der O-Glykosylierung erfolgt meist im Golgi-Apparat. Das erste Kohlenhydrat an der Hydroxygruppe eines glykosylierten Serins oder Threonins ist entweder ein N-Acetylglucosamin (GlcNAc), ein N-Acetylgalactosamin (GalNAc), eine Glucose (Glc), eine Mannose (Man), eine Fucose (Fuc) oder Xylose (Xyl).[1]
Das Anhängen eines GlcNAc erfolgt durch die O-GlcNAc-Transferase (EC 2.4.1.255). Die Verknüpfung von GalNAc erfolgt vor allem bei Mucinen, ist die häufigste Form der O-Glykosylierung und wird durch die UDP-N-Acetyl-D-galactosamin:polypeptid N-acetylgalactosaminyltransferase (O-GalNAc-Transferase, EC 2.4.1.41) katalysiert.[5] Mannose wird durch die Protein-O-Mannosyltransferase 1 und Protein-O-Mannosyltransferase 2 verknüpft (Mannosylierung). Fucose wird durch die GDP-Fucose Protein-O-Fucosyltransferase 1 (Fucosylierung) und Glucose wird durch die Protein-O-Glucosyltransferase an Notch gekoppelt.[6]
Gendefekte
Gendefekte in Genen der O-Glykosylierung sind mit über 20 Krankheiten assoziiert, darunter multiple Exostosen, die progeroide Variante des Ehlers-Danlos-Syndroms, Progerie, familiäre tumorale Calcinose, Schneckenbecken-Dysplasie, Walker-Warburg-Syndrom, spondylocostale Dysostose Typ 3 und Peters-Plus-Syndrom.[4][7]
Literatur
- D. Voet, J. Voet: Biochemistry, 4. Aufl., Wiley, Weinheim 2011. ISBN 978-0-470-57095-1.
- E. Staudacher: Mucin-Type O-Glycosylation in Invertebrates. In: Molecules. Band 20, Nummer 6, 2015, S. 10622–10640, doi:10.3390/molecules200610622, PMID 26065637.
- M. Goto: Protein O-glycosylation in fungi: diverse structures and multiple functions. In: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. Band 71, Nummer 6, Juni 2007, S. 1415–1427, doi:10.1271/bbb.70080, PMID 17587671.
- P. H. Jensen, D. Kolarich, N. H. Packer: Mucin-type O-glycosylation–putting the pieces together. In: FEBS Journal. Band 277, Nummer 1, Januar 2010, S. 81–94, doi:10.1111/j.1742-4658.2009.07429.x, PMID 19919547.
- G. Zauner, R. P. Kozak, R. A. Gardner, D. L. Fernandes, A. M. Deelder, M. Wuhrer: Protein O-glycosylation analysis. In: Biological Chemistry. Band 393, Nummer 8, August 2012, S. 687–708, doi:10.1515/hsz-2012-0144, PMID 22944673.
Einzelnachweise
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