La glipilación es la adición por enlace covalente de un ancla de glicosilfosfatidilinositol (GPI) y es una modificación postraduccional común que localiza proteínas en las membranas celulares. Este tipo especial de glicosilación se detecta ampliamente en glicoproteínas de superficie en eucariotas y algunas arqueas . [1]
Los anclajes GPI consisten en un enlazador de fosfoetanolamina que se une al terminal C de las proteínas diana. La estructura del núcleo del glicano tiene una cola de fosfolípidos que ancla la estructura a la membrana.
Tanto la fracción lipídica de la cola como los residuos de azúcar en el núcleo de glucano tienen una variación considerable, [2] [3] [4] [5] [6] [7] demostrando una gran diversidad funcional que incluye la transducción de señales, la adhesión celular y la inmunidad. reconocimiento. [8] Los anclajes de GPI también pueden ser escindidos por enzimas como la fosfolipasa C para regular la localización de proteínas que están ancladas en la membrana plasmática.
Mecanismo
De manera similar al glicano precursor utilizado para la N-glicosilación , la biosíntesis del ancla de GPI comienza en la valva citoplasmática del RE y se completa en el lado luminal. Durante este proceso, 3-4 Man y varios otros azúcares (p. Ej., GlcNAc, Gal) se construyen sobre una molécula de fosfatidilinositol (PI) incrustada en la membrana utilizando azúcares donados de nucleótidos de azúcar y dolicol-P-manosa fuera y dentro del RE. respectivamente. Además, se donan 2-3 residuos enlazadores de fosfoetanolamina (EtN-P) de la fosfatidiletanolamina en el lumen del ER para facilitar la unión del anclaje a las proteínas. [9] [10] [11] [12] [13]
Las proteínas destinadas a ser glipiadas tienen dos secuencias señal:
- Una secuencia de señales N-terminal que dirige el transporte co-traduccional al ER
- Una secuencia de señal C-terminal que es reconocida por una transamidasa GPI (GPIT) [8]
GPIT no tiene una secuencia de consenso, sino que reconoce un motivo de secuencia C-terminal que le permite unir covalentemente un ancla de GPI a un aminoácido en la secuencia. Esta secuencia C-terminal se incrusta en la membrana del RE inmediatamente después de la traducción, y luego la proteína se escinde de la secuencia y se une a un ancla GPI preformada. [14] [15]
Predicción de sitios de glipilación en proteínas.
La predicción in silico de los sitios de glipilación se puede realizar mediante:
Referencias
- ^ Kobayashi T. et al. (1997) La presencia de proteína (s) ligadas a GPI en una arqueobacteria, Sulfolobus acidocaldarius, estrechamente relacionada con eucariotas. Biochim Biophys Acta. 1334, 1-4.
- ^ Nosjean O. et al. (1997) Proteínas GPI de mamíferos: clasificación, residencia y funciones de la membrana. Biochim Biophys Acta. 1331, 153-86.
- ^ Thomas JR y col. (1990) Estructura, biosíntesis y función de glicosilfosfatidilinositoles . Bioquímica. 29, 5413-22.
- ^ Ikezawa H. (2002) glicosilfosfatidilinositol (GPI) anclado a proteínas. Biol Pharm Bull. 25, 409-17.
- ^ Brewis IA y col. (1995) Estructuras de los anclajes de glicosil-fosfatidilinositol de dipeptidasa de membrana renal porcina y humana. Estudios estructurales integrales sobre el ancla porcina y comparación entre especies de las estructuras del núcleo de glucano . J Biol Chem. 270, 22946-56.
- ^ Low MG (1989) Glycosyl-phosphatidylinositol: Un ancla versátil para proteínas de la superficie celular . FASEB J. 3, 1600-8.
- ^ Low MG y Saltiel AR (1988) Funciones estructurales y funcionales del glicosil-fosfatidilinositol en membranas. Ciencias. 239, 268-75.
- ^ Vainauskas S. y Menon AK (2006) El fosfato de etanolamina ligado al primer residuo de manosa de lípidos de glicosilfosfatidilinositol (GPI) es una característica importante de la estructura de GPI que es reconocida por la transamidasa de GPI humana. J Biol Chem. 281, 38358-64.
- ^ Menon AK y col. (1993) La fosfatidiletanolamina es el donante del grupo fosfoetanolamina terminal en los glicosilfosfatidilinositoles de tripanosoma. EMBO J. 12, 1907-14.
- ^ Menon AK y col. (1990) Biosíntesis de lípidos de glicosil-fosfatidilinositol en Trypanosoma brucei: Participación de manosil-fosforildolicol como donante de manosa. EMBO J. 9, 4249-58.
- ^ Menon AK y Stevens VL (1992) La fosfatidiletanolamina es el donante del residuo de etanolamina que une un ancla de glicosilfosfatidilinositol a una proteína. J Biol Chem. 267, 15277-80.
- ↑ Orlean P. (1990) Se requiere dolichol fosfato manosa sintasa in vivo para el anclaje de membrana de glicosil-fosfatidilinositol, O manosilación y N glicosilación de proteína en saccharomyces cerevisiae. Mol Cell Biol. 10, 5796-805.
- ^ Imhof I. et al. (2000) La fosfatidiletanolamina es el donante de la fosforiletanolamina unida a la manosa unida a alfa1,4 de las estructuras GPI de levadura. Glicobiología. 10, 1271-5.
- ^ Kinoshita T. et al. (1995) Síntesis de anclaje de glicosil-fosfatidilinositol defectuosa y hemoglobinuria paroxística nocturna. Adv Immunol. 60, 57-103.
- ^ Udenfriend S. y Kodukula K. (1995) Cómo se fabrican las proteínas de membrana ancladas al glicosilfosfatidilinositol. Annu Rev Biochem. 64, 563-91.