Glipación

La glicosilación es la adición mediante 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 las glicoproteínas de superficie de los eucariotas y algunas arqueas . ^[1]

Los anclajes GPI consisten en un enlace de fosfoetanolamina que se une al extremo C de las proteínas objetivo. La estructura central 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 glicano tienen una variación considerable, ^{[2] [3] [4] [5] [6] [7]} demostrando una vasta diversidad funcional que incluye la transducción de señales, la adhesión celular y el reconocimiento inmunológico. ^[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 GPI comienza en el folio citoplasmático del RE y se completa en el lado luminal. Durante este proceso, se construyen 3-4 Man y varios otros azúcares (por ejemplo, GlcNAc, Gal) 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 de enlace de fosfoetanolamina (EtN-P) de fosfatidiletanolamina en el lumen del RE para facilitar la unión del ancla a las proteínas. ^{[9] [10] [11] [12] [13]}

Las proteínas destinadas a ser glipiadas tienen dos secuencias señal:

• Una secuencia de señal N-terminal que dirige el transporte co-traduccional hacia el RE
• 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 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 glicosilación en proteínas

La predicción in silico de los sitios de glipización se puede realizar mediante:

• GPI-SOM: Identificación de señales de anclaje GPI mediante un mapa autoorganizado de Kohonen
• PredGPI: un predictor de anclaje GPI Archivado el 13 de agosto de 2014 en Wayback Machine
• Predictor big-PI: predicción del sitio de modificación de GPI Archivado el 21 de julio de 2020 en Wayback Machine
• FragAnchor: sistema de predicción de proteínas ancladas a GPI (NN+HMM)
• MemTipo-2L
• GPI de red

Referencias

1. Kobayashi T. et al. (1997) La presencia de proteínas ligadas a GPI en una arqueobacteria, Sulfolobus acidocaldarius, estrechamente relacionada con los eucariotas. Biochim Biophys Acta. 1334, 1-4.
2. Nosjean O. et al. (1997) Proteínas GPI de mamíferos: clasificación, residencia en la membrana y funciones. Biochim Biophys Acta. 1331, 153-86.
3. Thomas JR et al. (1990) Estructura, biosíntesis y función de los glicosilfosfatidilinositoles . Bioquímica. 29, 5413-22.
4. Ikezawa H. (2002) Proteínas ancladas a glicosilfosfatidilinositol (GPI). Biol Pharm Bull. 25, 409-17.
5. Brewis IA et al. (1995) Estructuras de los anclajes de glicosilfosfatidilinositol de la dipeptidasa de membrana renal porcina y humana. Estudios estructurales exhaustivos sobre el anclaje porcino y comparación entre especies de las estructuras centrales de glicano . J Biol Chem. 270, 22946-56.
6. Low MG (1989) Glicosilfosfatidilinositol: un ancla versátil para las proteínas de la superficie celular. FASEB J. 3, 1600-8.
7. Low MG y Saltiel AR (1988) Funciones estructurales y funcionales del glicosilfosfatidilinositol en las membranas. Science. 239, 268-75.
8. Vainauskas S. y Menon AK (2006) El fosfato de etanolamina unido al primer residuo de manosa de los lípidos de glicosilfosfatidilinositol (GPI) es una característica importante de la estructura de GPI que es reconocida por la transamidasa GPI humana. J Biol Chem. 281, 38358-64.
9. Menon AK et al. (1993) La fosfatidiletanolamina es el donante del grupo fosfoetanolamina terminal en los glicosilfosfatidilinositoles de los tripanosomas. EMBO J. 12, 1907-14.
10. Menon AK et al. (1990) Biosíntesis de lípidos de glicosilfosfatidilinositol en Trypanosoma brucei: participación del manosilfosforildólico como donante de manosa. EMBO J. 9, 4249-58.
11. Menon AK y Stevens VL (1992) La fosfatidiletanolamina es el donante del residuo de etanolamina que une un ancla de glicosilfosfatidilinositol a la proteína. J Biol Chem. 267, 15277-80.
12. Orlean P. (1990) La dolicol fosfato manosa sintasa es necesaria in vivo para el anclaje a la membrana del glicosilfosfatidilinositol, la O manosilación y la N glicosilación de la proteína en Saccharomyces cerevisiae. Mol Cell Biol. 10, 5796-805.
13. Imhof I. et al. (2000) La fosfatidiletanolamina es el donante de la fosforiletanolamina ligada a la manosa alfa1,4-ligada de las estructuras GPI de la levadura. Glycobiology. 10, 1271-5.
14. Kinoshita T. et al. (1995) Síntesis defectuosa del ancla de glicosilfosfatidilinositol y hemoglobinuria paroxística nocturna. Adv Immunol. 60, 57-103.
15. Udenfriend S. y Kodukula K. (1995) Cómo se forman las proteínas de membrana ancladas a glicosilfosfatidilinositol. Annu Rev Biochem. 64, 563-91.