Vad är skillnaden mellan glykation och glykosylering

De huvudskillnad mellan glykation och glykosylering är det glykation är den kovalenta bindningen av fria sockerarter till proteinerna i blodet medan glykosylering är en posttranslationell modifiering av proteiner i vilka en definierad kolhydrat sättes till en förutbestämd region av ett protein. Vidare påverkar glykationen både funktion och stabilitet hos proteiner medan glykosylering ger ett moget protein vilket är funktionellt.

Glykation och glykosylering är två mekanismer som tillsätter kolhydrater till proteinerna. Dessutom, icke-enzymatisk glykosylering är ett annat namn för glykering medan glykosylering är en enzymatisk process.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är glykation
     - Definition, Plats, Process, Effekt på Proteiner
2. Vad är glykosylering
     - Definition, Plats, Process, Effekt på Proteiner
3. Vad är likheterna mellan glykation och glykosylering
     - Översikt över gemensamma funktioner
4. Vad är skillnaden mellan glykation och glykosylering
     - Jämförelse av viktiga skillnader

Nyckelbegrepp

Kolhydrater, Glykation, Glykosylering, Post-Translational Modifications, Protein Maturation

Vad är glykation

Glykationer är en icke-enzymatisk process som inträffar i blodet. Det tillsätter kovalent fria sockerarter till proteiner. Eftersom glykation inte är en enzymatisk process är det en spontan process, som inte är under kontroll. På grund av det irreversibla tillsatsen av sockerarter eller sockernedbrytningsprodukter till proteinerna är glykation dessutom en typ av proteinskada. Detta innebär att glykation minskar både stabilitet och funktionalitet hos proteiner.

Figur 1: Glycation

Glycation är dessutom en kemisk kaskad vars första steg är kondensation. Detta steg är icke-enzymatisk och reversibel. Det förekommer mellan karbonylgruppen i ett reducerande socker och aminogruppen av ett protein eller en peptid. Denna typ av reaktion är känd som Schiff-basreaktion. Detta steg är tidskrävande. Här är slutprodukten en icke-stabil Shiff-bas eller aldimin. Därefter omordnar denna aldimin spontant mer stabil ketoamin, även känd som Amadori-produkten. Dessutom kan den genomgå ytterligare nedbrytning genom olika processer, bildande furfuraler, reduktoner och fragmenteringsprodukt. Slutligen är de polymorfa föreningar som bildas av glykationen kollektivt kända som avancerade glykationsändprodukter (AGEs).

Tyvärr är vissa åldrar godartade medan de andra är mer reaktiva än de ursprungliga sockerarterna. Därför innebär de många åldersrelaterade kroniska sjukdomar inklusive kardiovaskulär sjukdom, Alzheimers sjukdom, perifer neuropati och cancer.

Vad är glykosylering

Glykosylering är en viktig biologisk process som förekommer i både endoplasmatisk retikulum och Golgi-apparatur. Det är huvudsakligen en typ av post-translationell modifiering, som är ansvarig för produktion av ett funktionellt protein från ett omogent protein. Därför underlättar glykosylering lämplig proteinvikning; Detta ökar sålunda proteinets stabilitet. Glykosylering är till exempel en enzymmedierad process. Därför tillsätts en definierad kolhydrat till en förutbestämd region av ett protein. Dessutom kan processen med glykosylering regleras genom att reglera enzymets verkan.

Figur 2: N-Länkad glykosylering

Under glykosylering reagerar karbonylgruppen i ett socker (glykosyldonor) med hydroxyl- eller aminogruppen i proteinet (glykosylacceptorn). Flera typer av glykosyleringar förekommer i cellen, inklusive

• N-länkad glykosylering - glykaner bundna till ett kväve av asparagin eller argininsidokedjor
• O-länkad glykosylering - glykaner bundna till hydroxylsyra av serin-, tyrosin-, treonin-, hydroxi-lysin- eller hydroxiprolinsidokedjor eller till oxygener på lipider såsom ceramid
• Fosfoserin glykosylering - fosfoglykaner innefattande mannos, xylos eller fukos kopplad genom fosfat av en fosfoserin;
• C-manosylation - socker sätts till ett kol på en tryptofan sidokedja
• Glypiation - tillsats av ett GPI-ankare, koppling av proteiner till lipider genom glykanbindningar.

Likheter mellan glykation och glykosylering

• Glycation och glykosylering är två mekanismer som tillsätter kolhydrater till proteiner.
• Kovalenta bindningar bildas mellan kolhydrater och proteiner i båda processerna.
• Både påverkar båda proteinernas funktionalitet.

Skillnad mellan glykation och glykosylering

Definition

Glycation avser bindning av en sockermolekyl till en protein eller lipidmolekyl utan enzymatisk reglering medan glykosylering hänför sig till den kontrollerade enzymatiska modifieringen av en organisk molekyl, särskilt ett protein, genom tillsats av en sockermolekyl. Således är detta den huvudsakliga skillnaden mellan glykation och glykosylering.

Betydelse

Vidare är glykation det kovalenta tillsatsen av fria sockerarter till proteinerna i blodet medan glykosylering är en typ av posttranslationell modifiering, vilken uppträder antingen i endoplasmatisk retikulum eller Golgi-apparat.

Enzymatisk / icke-enzymatiska

Glycation är en typ av icke-enzymatisk modifiering medan glykosylering är en typ av enzymatisk modifiering. Därför är detta en annan skillnad mellan glykation och glykosylering.

förordning

Eftersom glykation inte är en enzymatisk process är det inte heller en reglerad process. I motsats till detta är glykosylering en reglerad process.

Typer av kolhydrater tillagda

Typer av tillsatta socker är också en signifikant skillnad mellan glykering och glykosylering. Glukos, fruktos eller galaktos är sockerarterna som tillsättes genom glykering medan glykaner, mannos, xylos, fukos etc. är sockerarterna tillsatta genom glykosylering.

Typ av proteiner som påverkas

En annan skillnad mellan glykation och glykosylering är att glykation sker i mogna proteiner medan glykosylering sker i omogna eller omodifierade proteiner.

Effekt på proteinet

Vidare gör glykation proteinet icke-funktionellt medan glykosylering gör proteinet funktionellt. Vidare minskar glykation proteinets stabilitet medan glykosylering ökar proteinets stabilitet.

Slutsats

Glycation är det icke-enzymatiska tillsatsen av sockerarter till proteinerna i blodet. Det minskar stabiliteten såväl som proteinets funktionalitet drastiskt. Å andra sidan är glykosylering den enzymatiska tillsatsen av sockerarter till omogna proteiner. Det förekommer inom endoplasmatisk retikulum eller Golgi-apparaten. Viktigast är glykosylering en posttranslationell modifikation som är ansvarig för produktionen av ett funktionellt protein. Detta är huvudskillnaden mellan glykation och glykosylering.

Referens:

1. Gkogkolou, Paraskevi och Markus Böhm. "Avancerade glykationsändprodukter: Key players in skin aging?" Dermato-endokrinologi vol. 4,3 (2012): 259-70. Tillgänglig här
2. Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. Molecular Cell Biology. 4: e upplagan. New York: W. H. Freeman; 2000. Avsnitt 17.7, Proteinklykosylering i ER och Golgi Complex. Tillgänglig här

Image Courtesy:

1. "AGE accumulation" Av Jasper Dijkstra - (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons  
2. "N-länkad glykosidbindning" Av Tpirojsi - Egent arbete (Public Domain) via Commons Wikimedia