Przegląd glikoprotein zakotwiczonych w glikozylofosfatydyloizotolu

 

Białka zakotwiczone w glikozylofosfatydyloizotolu (GPI) zostały zidentyfikowane w szerokim zakresie gatunków eukariotycznych, od ludzi po owady, drożdże, bakterie i grzyby, co sugeruje, że są one starożytną modyfikacją. Ogólnie rzecz biorąc, białka zakotwiczone w GPI nie są tak rozpowszechnione jak inne białka modyfikowane potranslacyjnie, ale jako klasa glikoprotein wykazują znaczną homologię.

Struktura

.Białka zakotwiczone w GPI są połączone na swoim karboksykońcu poprzez wiązanie fosfodiestrowe z fosfoetanoloaminą przyłączoną do rdzenia trimannozylo-nieacetylowanej glukozaminy (Man₃-GlcN). Redukujący koniec GlcN jest połączony poprzez kolejne wiązanie fosfodiestrowe z fosfatydyloinozytolem (PI) (Rysunek 1).

Rysunek 1. Ogólna struktura białek zakotwiczonych w GPI. Lipidowe ogony cząsteczki fosfatydyloinozytolu są pokazane jako wprowadzone przez zewnętrzną błonę komórkową i utrzymywane przez dwuwarstwę lipidową.

Biosynteza i degradacja

Kotwica GPI jest montowana na płatku błony retikulum endoplazmatycznego. Po zakończeniu jest przenoszony do światła, a karboksylowy koniec białka jest dołączany do kotwicy GPI. Po translokacji przez błonę, białka zakotwiczone w GPI wiążą się z błoną komórkową poprzez wprowadzenie cząsteczek lipidowych fosfatydyloinozytolu do hydrofobowej dwuwarstwy lipidowej. Po wytworzeniu białka zakotwiczonego w GPI, rdzeń oligosacharydowy Man₃-GlcN może podlegać dodatkowym modyfikacjom glikozylacji podczas wydzielania z komórki.

Uwolnienie białek zakotwiczonych w GPI można osiągnąć poprzez traktowanie fosfolipazą C, specyficzną dla fosfatydyloinozytolu (PLC-PI) (P5542 oraz P8804). Enzym specyficznie hydrolizuje wiązanie fosfodiestrowe fosfatydyloinozytolu, tworząc wolny 1,2-diacyloglicerol i związany z glikopeptydem cykliczny 1,2-fosforan inozytolu; miejsce rozszczepienia PCL-PI pokazano na czerwono (Rysunek 1).® X-114 (X114). Enzymatyczne uwalnianie kotwicy GPI z błony komórkowej może wyzwalać drugie przekaźniki do transdukcji sygnału.

Funkcje

Białka zakotwiczone w GPI są zaangażowane w transport białek błonowych, adhezję komórkową, syntezę ściany komórkowej i ochronę powierzchni komórki. W drożdżach białka zakotwiczone w GPI są składnikami ściany komórkowej i są niezbędne dla integralności komórkowej. Niektóre białka zakotwiczone w GPI są antygenami, takimi jak ludzki antygen rakowo-płodowy (CEA), który jest stosowany jako marker nowotworowy. Inne, takie jak ludzkie indukujące rewersję bogate w cysteinę białko z motywami Kazal (RECK) hamują inwazję guza i przerzuty. W komórkach ssaków białka zakotwiczone w GPI są skoncentrowane w tratwach lipidowych, które biorą udział w szlakach transdukcji sygnału za pośrednictwem receptorów i transporcie błonowym. Kotwica GPI reguluje wydzielanie kryptokokowej fosfolipazy B i jest niezbędna dla prostatyny do regulacji oporu przezbłonowego i przepuszczalności parakomórkowej.

Odniesienie

1. Verghese GM, Gutknecht MF, Caughey GH. 2006. Prostasin regulates epithelial monolayer function: cell-specific Gpld1-mediated secretion and functional role for GPI anchor. American Journal of Physiology-Cell Physiology. 291(6):C1258-C1270. https://doi.org/10.1152/ajpcell.00637.2005