Qué son las glicoproteínas y qué hacen

Una glicoproteína es un tipo de molécula de proteína a la que se le ha unido un carbohidrato. El proceso se produce durante la traducción de proteínas o como una modificación postraduccional en un proceso llamado glucosilación.

El carbohidrato es una cadena de oligosacáridos (glucano) que se une covalentemente a las cadenas laterales de polipéptidos de la proteína. Debido a los grupos de azúcares -OH, las glucoproteínas son más hidrófilas que las proteínas simples. Esto significa que las glicoproteínas son más atraídas por el agua que las proteínas ordinarias. La naturaleza hidrofílica de la molécula también conduce al plegamiento característico de la estructura terciaria de la proteína..

El carbohidrato es una molécula corta, a menudo ramificada, y puede consistir en:

• azúcares simples (p. ej., glucosa, galactosa, manosa, xilosa)
• azúcares amino (azúcares que tienen un grupo amino, como N-acetilglucosamina o N-acetilgalactosamina)
• azúcares ácidos (azúcares que tienen un grupo carboxilo, como el ácido siálico o el ácido N-acetilneuramínico)

Glicoproteínas O-Vinculadas y N-Vinculadas

Las glicoproteínas se clasifican según el sitio de unión del carbohidrato a un aminoácido en la proteína..

• Las glicoproteínas ligadas a O son aquellas en las que los carbohidratos se unen al átomo de oxígeno (O) del grupo hidroxilo (-OH) del grupo R del aminoácido treonina o serina. Los carbohidratos unidos a O también pueden unirse a hidroxilisina o hidroxiprolina. El proceso se denomina O-glicosilación. Las glicoproteínas ligadas a O están unidas al azúcar dentro del complejo de Golgi.
• Las glicoproteínas ligadas a N tienen un carbohidrato unido al nitrógeno (N) del grupo amino (-NH₂) del grupo R del aminoácido asparagina. El grupo R suele ser la cadena lateral de amida de la asparagina. El proceso de unión se llama N-glucosilación. Las glicoproteínas ligadas a N obtienen su azúcar de la membrana del retículo endoplásmico y luego son transportadas al complejo de Golgi para su modificación..

Si bien las glicoproteínas ligadas a O y N son las formas más comunes, también son posibles otras conexiones:

• La glicosilación P ocurre cuando el azúcar se une al fósforo de la fosfoserina.
• La glicosilación en C es cuando el azúcar se une al átomo de carbono de un aminoácido. Un ejemplo es cuando el azúcar manosa se une al carbono en triptófano.
• La glipiación es cuando un glucolípido de glucofosfatidilinositol (GPI) se une al extremo de carbono de un polipéptido.

Ejemplos de glicoproteína y funciones

Las glicoproteínas funcionan en la estructura, reproducción, sistema inmunitario, hormonas y protección de células y organismos..

Las glucoproteínas se encuentran en la superficie de la bicapa lipídica de las membranas celulares. Su naturaleza hidrofílica les permite funcionar en el ambiente acuoso, donde actúan en el reconocimiento de células y la unión de otras moléculas. Las glicoproteínas de la superficie celular también son importantes para la reticulación de células y proteínas (por ejemplo, colágeno) para agregar fuerza y ​​estabilidad a un tejido. Las glicoproteínas en las células vegetales son las que permiten que las plantas se mantengan erguidas contra la fuerza de la gravedad..

Las proteínas glicosiladas no son solo críticas para la comunicación intercelular. También ayudan a los sistemas de órganos a comunicarse entre sí. Las glucoproteínas se encuentran en la materia gris del cerebro, donde trabajan junto con axones y sinaptosomas..

Las hormonas pueden ser glicoproteínas. Los ejemplos incluyen gonadotropina coriónica humana (HCG) y eritropoyetina (EPO).

La coagulación de la sangre depende de las glicoproteínas protrombina, trombina y fibrinógeno..

Los marcadores celulares pueden ser glicoproteínas. Los grupos sanguíneos MN se deben a dos formas polimórficas de la glucoproteína glucoforina A. Las dos formas difieren solo por dos residuos de aminoácidos, sin embargo, eso es suficiente para causar problemas a las personas que reciben un órgano donado por alguien con un grupo sanguíneo diferente. El complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) y el antígeno H del grupo sanguíneo ABO se distinguen por proteínas glicosiladas.

La glucoforina A también es importante porque es el sitio de unión para Plasmodium falciparum, un parásito de sangre humana.

Las glicoproteínas son importantes para la reproducción porque permiten la unión de los espermatozoides a la superficie del óvulo..

Las mucinas son glucoproteínas que se encuentran en el moco. Las moléculas protegen las superficies epiteliales sensibles, incluidas las vías respiratoria, urinaria, digestiva y reproductiva..

La respuesta inmune se basa en las glicoproteínas. El carbohidrato de los anticuerpos (que son glicoproteínas) determina el antígeno específico que puede unir. Las células B y las células T tienen glucoproteínas de superficie que también se unen a los antígenos..

Glicosilación versus glicosilación

Las glicoproteínas obtienen su azúcar de un proceso enzimático que forma una molécula que no funcionaría de otra manera. Otro proceso, llamado glicación, une covalentemente azúcares a proteínas y lípidos. La glicación no es un proceso enzimático. A menudo, la glicación reduce o niega la función de la molécula afectada. La glicación ocurre naturalmente durante el envejecimiento y se acelera en pacientes diabéticos con altos niveles de glucosa en la sangre..

Fuentes

• Berg, Jeremy M. y col.. Bioquímica. 5ta ed., W.H. Freeman and Company, 2002, págs. 306-309.
• Ivatt, Raymond J. La biología de las glicoproteínas. Pleno de prensa, 1984.