Гликопротеинът е вид протеинова молекула (белтък), към която е свързан въглехидрат. Този процес се случва или по време на транслация (синтез) на протеина, или като последваща модификация в процес, наречен гликозилиране.
Въглехидратът, в случая, е олигозахаридна верига, гликан, която има ковалентна връзка с полипептидните странични вериги на протеина. Олигозахаридните вериги участват в гликопротеините при образуването на силно специфични места за разпознаване и места за свързване. Поради захарните групи - OH гликопротеините са по-хидрофилни (привлечени от водата) от обикновените протеини, което определя и характерната им структура.
Въглехидратът е къса, често разклонена молекула и може да се състои от:
- прости захари: глюкоза, маноза, галактоза, ксилоза;
- амино захари, които имат амино група (N-ацетилглюкозамин или N-ацетилгалактозамин);
- киселинни захари, които имат карбоксилна група (сиалова киселина или N-ацетилнеураминова киселина).
Примери и функции на гликопротеините
Гликопротеините участват в структурата, размножаването, имунната система, хормоните и защитата на клетките и организмите. Повечето протеинови хормони са гликопротеини. Гликопротеините са мембраните на еритроцитите и предопределят кръвната група при хората. Също така гликопротеините са всички антитела, интерферони, компоненти на системата на комплемента, протеини от кръвна плазма, мляко, рецепторни протеини и др.
Гликопротеините имат структурни функции. Изграждат бактериалната клетъчна стена, костният матрикс, например колаген, еластин.
Гликопротеините са разположени на повърхността на липидния бислой на клетъчните мембрани. Поради хидрофилната си природа, те могат да функционират във водна среда, където участват в разпознаването на клетките и свързването на молекули. Гликопротеините на клетъчната повърхност са важни за свързването на протеини с клетките, за да придадат на тъканта сила и стабилност. А в растителните клетки гликопротеините позволяват на растенията да се противопоставят на гравитацията.
Някои гликопротеини служат като рецептори за прикрепване към клетките на паразитни микроорганизми, вируси, бактерии, други за прикрепване на хормони и лекарства, трети за свързване на 2 клетки. Гликопротеините също участват в процеса на размножаването, като позволяват на сперматозоидите да се свържат с повърхността на яйцеклетката.
Гликопротеините са част от имунната система и антителата. Например:
- молекули като антителата (имуноглобулините), които взаимодействат директно с антигените;
- молекули за хистосъвместимост (или MHC), които са на повърхността на клетките и взаимодействат с Т клетки като част от адаптивния имунен отговор;
- Sialyl-Lewis X антиген на повърхността на левкоцитите;
- интерфероните, които имат важна роля в имунния отговор към патогени, най-вече вируси и ракови клетки.
Гликозилираните протеини са важни не само за комуникацията между клетките, а и на общуването между системите и органите. В сивото вещество на мозъка те работят заедно с аксоните и синаптозомите.
Хормоните могат да бъдат гликопротеини, такива са:
- Фоликулостимулиращ хормон;
- Лутеинизиращ хормон;
- Тиреостимулиращ хормон;
- Човешки хорион гонадотропин;
- Алфа-фетопротеин;
- Еритропоетин.
Някои ензими са гликопротеини: протеаза, нуклеаза, глюкозидаза, хидролаза и др. Лектините също са гликопротеини.
Кръвообразуването и съсирването на кръвта също зависят от гликопротеини, като тромбин, протромбин и фибриноген. Гликопротеините могат да бъдат клетъчни маркери, като например MN кръвните групи. Те се разграничават въз основа на две полиморфни форми на гликопротеина гликофорин А. Неотчитането им да създаде проблеми при трансплантация не органи. Основният комплекс за хистосъвместимостта (MHC) и Н-антигенът на основните кръвни групи (ABO) се различават по гликозилирани протеини.
Гликопротеини като муцините са открити в слузта. Там те защитават чувствителните епителни повърхности на лигавиците на дихателните, пикочните пътища, храносмилателната и репродуктивната системи.
Гликопротеините са важен структурен компонент на клетъчните мембрани на животни, растения, дори микроорганизми, което прави важно изучаването на техните свойства, функции и разнообразие.
