GLICOSILAÇÃO DE PROTEÍNAS: TIPOS, PROCESSOS E FUNÇÕES - BIOLOGIA - 2025

A glicosilação da proteína é uma modificação pós-tradução que consiste na adição de cadeias de oligossacarídeos lineares ou ramificadas de proteína. As glicoproteínas resultantes são geralmente proteínas de superfície e proteínas da via secretora.

A glicosilação é uma das modificações de peptídeos mais comuns entre os organismos eucarióticos, mas também foi demonstrado que ocorre em algumas espécies de arquéias e bactérias.

Exemplo de cadeias de oligossacarídeos que podem se ligar a proteínas por glicosilação (Dna 621, de Wikimedia Commons)

Em eucariotos, esse mecanismo ocorre entre o retículo endoplasmático (RE) e o complexo de Golgi, com a intervenção de diferentes enzimas envolvidas tanto nos processos regulatórios quanto na formação das ligações covalentes proteína + oligossacarídeo.

Tipos de glicólise

Dependendo do local de ligação do oligossacarídeo à proteína, a glicosilação pode ser classificada em 4 tipos:

N-

É o mais comum de todos e ocorre quando os oligossacarídeos se ligam ao nitrogênio do grupo amida dos resíduos de asparagina no motivo Asn-X-Ser / Thr, em que X pode ser qualquer aminoácido, exceto prolina.

OU

Quando os carboidratos se ligam ao grupo hidroxila da serina, treonina, hidroxilisina ou tirosina. É uma modificação menos comum e exemplos são proteínas como colágeno, glicoforina e mucinas.

C-

Consiste na adição de um resíduo de manose que se liga à proteína por uma ligação CC com o C2 do grupo indol em resíduos de triptofano.

Glipiação (do inglês “

Um polissacarídeo atua como uma ponte para anexar uma proteína a uma âncora de glicosilfosfatidilinositol (GPI) na membrana.

Processo

Em eucariotos

A N-glicosilação é aquela que foi estudada com mais detalhes. Em células de mamíferos, o processo começa no ER bruto, onde um polissacarídeo pré-formado se liga às proteínas à medida que emergem dos ribossomos.

O referido polissacarídeo precursor é composto por 14 resíduos de açúcar, a saber: 3 resíduos de glicose (Glc), 9 manose (Man) e 2 resíduos de N-acetil glucosamina (GlcNAc).

Este precursor é comum em plantas, animais e organismos eucarióticos unicelulares. É ligado à membrana graças a uma ligação com uma molécula de dolicol, um lipídio isoprenóide embutido na membrana ER.

Após a sua síntese, o oligossacarídeo é transferido pelo complexo da enzima oligossacariltransferase para um resíduo de asparagina incluído na sequência tripeptídica Asn-X-Ser / Thr de uma proteína durante a tradução.

Os três resíduos Glc no final do oligossacarídeo servem como um sinal para a síntese correta do oligossacarídeo e são clivados juntamente com um dos resíduos Man antes da proteína ser transportada para o aparelho de Golgi para processamento posterior.

Uma vez no aparelho de Golgi, as porções de oligossacarídeo ligadas às glicoproteínas podem ser modificadas pela adição de galactose, ácido siálico, fucose e muitos outros resíduos, produzindo cadeias de variedade e complexidade muito maiores.

Processamento de oliossacarídeo (Dna 621, do Wikimedia Commons)

A maquinaria enzimática necessária para realizar os processos de glicosilação inclui numerosas glicosiltransferases para a adição de açúcares, glicosidases para sua remoção e diferentes transportadores de açúcar de nucleotídeo para a contribuição dos resíduos usados ​​como substratos.

Em procariontes

As bactérias não possuem sistemas de membrana intracelular, de modo que a formação inicial do oligossacarídeo (de apenas 7 resíduos) ocorre no lado citosólico da membrana plasmática.

O referido precursor é sintetizado em um lipídio que é então translocado por uma flipase dependente de ATP para o espaço periplasmático, onde ocorre a glicosilação.

Outra diferença importante entre a glicosilação eucariótica e procariótica é que a enzima oligossacarídeo transferase (oligossacariltransferase) da bactéria pode transferir resíduos de açúcar para porções livres de proteínas já dobradas, não conforme elas são traduzidas pelos ribossomos.

Além disso, o motivo peptídico reconhecido por esta enzima não é a mesma sequência tri-peptídica eucariótica.

Recursos

Os N-oligossacarídeos ligados a glicoproteínas têm vários propósitos. Por exemplo, algumas proteínas requerem esta modificação pós-tradução para alcançar o dobramento adequado de sua estrutura.

Para outros, proporciona estabilidade, seja por evitar a degradação proteolítica, seja porque essa porção é necessária para que cumpram sua função biológica.

Como os oligossacarídeos possuem um forte caráter hidrofílico, sua adição covalente a uma proteína modifica necessariamente sua polaridade e solubilidade, o que pode ter relevância do ponto de vista funcional.

Uma vez ligados às proteínas da membrana, os oligossacarídeos são portadores de informações valiosas. Eles participam dos processos de sinalização, comunicação, reconhecimento, migração e adesão celular.

Eles têm um papel importante na coagulação do sangue, cicatrização e resposta imunológica, bem como no processamento do controle de qualidade da proteína, que é glicano dependente e indispensável para a célula.

Importância

Pelo menos 18 doenças genéticas foram associadas à glicosilação de proteínas em humanos, algumas das quais envolvem baixo desenvolvimento físico e mental, enquanto outras podem ser fatais.

Há um número crescente de descobertas relacionadas às doenças da glicosilação, principalmente em pacientes pediátricos. Muitos desses distúrbios são congênitos e têm a ver com defeitos associados aos estágios iniciais da formação de oligossacarídeos ou à regulação das enzimas que participam desses processos.

Como grande parte das proteínas glicosiladas compõem o glicocálice, há um interesse crescente em verificar se mutações ou alterações nos processos de glicosilação podem estar relacionadas à mudança no microambiente das células tumorais e, assim, promover a progressão de tumores e desenvolvimento de metástases em pacientes com câncer.

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