糖タンパク質または糖タンパク質は、膜複合糖質の大きなファミリーの一部であり、例えば、細菌、酵母、動物、植物および微生物に存在する膜貫通タンパク質であり 、 および古細菌。
それらは、1908年にアメリカ生化学者協会のタンパク質命名委員会によって初めて定義され、グルカンと呼ばれる炭水化物部分を持つタンパク質のグリコシド結合の結果です。
マメ科植物のレクチンモノマーの構造（出典：ユーザー：Wikimedia Commons経由のTomixdf）
それらは、多くの細胞の原形質膜の表面に特に豊富であり、それらを覆う炭水化物層の重要な部分を構成するタンパク質であり、多くの場合、グリコカリックスと呼ばれます。
糖タンパク質の前駆体タンパク質は、翻訳後に小胞体と多くの真核生物のゴルジ複合体で共有結合的に修飾されますが、サイトゾルでのグリコシル化の事例もありますが、それらはあまり一般的ではなく、1種類の糖でのみ発生します。
タンパク質のグリコシル化は、フォールディングに参加できるため、その三次構造の確立に関与できるため、その活性に重要な機能的影響を与えることがよくあります。
グリカンは内因性および外因性受容体のリガンドであるため、細胞に特異性を与え、細胞内および細胞間シグナル伝達プロセスに参加できるため、細胞にとって生物学的に重要な複数の機能を備えています。
糖タンパク質とその他の複合糖質は非常に重要であり、細胞はそのゲノムの最大1％をグリコシル化機構に充てており、人間では70％以上のタンパク質がグリコシル化によって修飾されています。
構造
糖タンパク質の構造は、アミノ酸配列、配列内のグリコシル化部位、およびこれらの部位で結合するグリカン部分の構造に基づいて研究されます。
グリコシル化によってこれらのタンパク質にリンクされているオリゴ糖鎖は、一般に非常に多様ですが、糖残基が15を超えないため、短くなっています。いくつかのタンパク質は単一のオリゴ糖鎖を持っていますが、他のタンパク質は複数あり、これらは分岐している場合があります。
オリゴ糖とタンパク質の間の結合は、O-グリコシル化の場合、炭水化物のアノマー炭素とセリンまたはスレオニン残基のヒドロキシル基（-OH）を介して、またはアスパラギン残基のアミド窒素を介して、 N-グリコシル化の場合。
このように結合した炭水化物は、糖タンパク質の分子量の最大70％を占めることができ、炭水化物部分の特性（サイズと電荷など）は、酵素によるタンパク質分解からいくつかのタンパク質を保護できます。
完全な構造にはアミノ酸残基とそれらの空間配置だけでなく、それらに付着したオリゴ糖も含まれるため、同じタンパク質は、異なる組織で異なる糖タンパク質になる異なるグリコシル化パターンを持つことができます。
糖タンパク質で繰り返し見られる糖残基には、D-ガラクトース、D-マンノース、D-グルコース、L-フコース、D-キシロース、L-アラビノフラノース、N-アセチル-D-グルコサミン、N-アセチルがあります。 -D-ガラクトサミン、いくつかのシアル酸およびこれらすべての修飾物。
特徴
構造的
構造的観点から、糖タンパク質は、機械的および化学的攻撃に抵抗する粘性物質を水和および形成することができるため、細胞の保護と潤滑に関与する炭水化物鎖を提供します。
いくつかの糖タンパク質は細菌や古細菌にも見られ、これらは細胞エンベロープの最外層であるS層の重要な構成要素です。
さらに、それらはまた、運動器官として使用されるべん毛フィラメントの一部であるフラジェリンタンパク質の成分としても発見されています。
植物はまた、複雑なグリコシル化パターンを特徴とし、細胞壁構造の一部として、または細胞外マトリックスに見られる構造糖タンパク質を持っています。
細胞認識
細胞表面の多くの受容体は特定のオリゴ糖配列を認識することができるため、糖タンパク質は細胞間認識部位として重要な機能を果たします。
細胞表面のオリゴ糖鎖によって発生する細胞間認識の例は、有珠生殖と精子の間の認識の場合であり、有性生殖を伴う多細胞生物で受精現象が発生するために必要です。
人間の血液型は、それらを特定する糖タンパク質に付着した糖の種類によって決定されます。抗体と多くのホルモンも糖タンパク質であり、それらの機能は体のシグナル伝達と防御に不可欠です。
細胞接着
哺乳類の免疫系のT細胞は、CD2と呼ばれる接着ドメインを持つ糖タンパク質を持っています。 CD58糖タンパク質。
人間を含む多くの哺乳動物にとって重要な病原性機能を持ついくつかのウイルスは、ウイルス粒子が寄生する細胞への付着プロセスで機能する表面糖タンパク質を持っています。
これは、GP41として知られるヒト細胞の表面タンパク質と相互作用し、ウイルスの細胞への侵入と協力する、ヒト後天性免疫不全ウイルスまたはHIVのGP120タンパク質の場合です。
同様に、多くのグリコシル化タンパク質は、多細胞生物の多くの組織に存在する細胞の通常の生活の中で行われる重要な細胞接着プロセスに参加しています。
治療標的としての糖タンパク質
これらのタンパク質-炭水化物複合体は、寄生虫やウイルスなどの多くの病原体にとって好ましい標的であり、異常なグリコシル化パターンを持つ多くの糖タンパク質は、自己免疫疾患や癌において重要な役割を果たします。
これらの理由から、さまざまな研究者がこれらのタンパク質を可能な治療標的として提案し、診断方法の設計、新世代の治療法、さらにはワクチンの設計に取り組んでいます。
レッスン
糖タンパク質の分類は、主にタンパク質と炭水化物部分をつなぐグリコシド結合の性質と、結合した糖鎖の特性に基づいています。
糖残基によると、単糖、二糖、オリゴ糖、多糖およびこれらの誘導体を含む糖タンパク質があり得る。一部の著者は、以下の糖タンパク質の分類を検討しています。
-プロテオグリカン。糖タンパク質のグループ内のサブクラスであり、炭水化物部分に、主にアミノ糖で構成される多糖（グリコサミノグリカン）を含みます。
-糖ペプチドは、Lおよび/またはD構造のアミノ酸によって形成されたオリゴペプチドにリンクされた炭水化物で構成される分子です。
-糖アミノ酸は、あらゆるタイプの共有結合を介して糖に結合したアミノ酸です。
-グリコシルアミノ酸。O-、N-、またはS-グリコシド結合を介して糖部分に結合したアミノ酸です。
このように炭水化物にリンクされたこれらのタンパク質の命名法では、接頭辞O-、N-およびS-を使用して、糖がどの結合を介してポリペプチド鎖に結合するかを指定します。
例
-グリコフォリンAは、最もよく研究されている糖タンパク質の1つです。赤血球（細胞または赤血球）の膜に不可欠なタンパク質であり、N末端領域のアミノ酸残基に共有結合した15のオリゴ糖鎖があります。 O-グリコシド結合とN-グリコシド結合で連結された鎖を介して。
-血液中のタンパク質のほとんどは糖タンパク質であり、このグループには免疫グロブリンと多くのホルモンが含まれます。
-牛乳に含まれるタンパク質であるラクトアルブミンは、多くの膵臓およびリソソームタンパク質と同様にグリコシル化されています。
-レクチンは炭水化物結合タンパク質であるため、認識に複数の機能があります。
-また、糖タンパク質である多くの動物ホルモンを強調する必要があります。これらのうち、下垂体前葉で合成されるルトロピン（LH）、フォリトロピン（FSH）、および甲状腺刺激ホルモン（TSH）、およびヒト、霊長類、ウマ。
LHが卵巣および精巣ライディッヒ細胞のステロイド産生を刺激するので、これらのホルモンには生殖機能があります。
-主に動物の結合組織に存在する豊富なタンパク質であるコラーゲンは、15種類以上のタンパク質で構成される糖タンパク質の巨大なファミリーを表しますが、多くの特徴は共通していますが、かなり異なります。
これらのタンパク質には「非コラーゲン性」部分が含まれており、その一部は炭水化物で構成されています。
-エクステンシンは、ヒドロキシプロリンとセリン残基が豊富な不溶性糖タンパク質のネットワークからなる植物タンパク質です。それらは植物細胞の壁にあり、さまざまな種類のストレスや病原体に対する防御として作用すると考えられています。
-植物にはレクチン様タンパク質もあり、これらの特別な例はポテトレクチンで、赤血球などの血液細胞を凝集させる能力があるようです。
-最後に重要なことですが、粘膜に分泌される糖タンパク質であり、動物の唾液の一部であり、主に潤滑とシグナル伝達の機能を果たすムチンが挙げられます。
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