Selektivita glykosylačního enzymu v myších ledvinách je příslibem pro budoucí výzkum onemocnění

Glykany jsou důležité komplexní sacharidy nacházející se na buněčných površích, které hrají zásadní roli v komunikaci, struktuře a ochraně mezi buňkami. Jsou připojeny k mnoha proteinům v těle a jejich připojení se liší protein od proteinu. Výzkumníci se zaměřili na zkoumání selektivity specifického enzymu souvisejícího s rakovinou, N-acetylglukosaminyltransferázy-V (GnT-V nebo MGAT5).

GnT-V je často abnormálně upregulován a může být indikátorem špatné prognózy při diagnóze rakoviny, přičemž N-glykany jsou individuálně spojeny s nemocemi, jako je Alzheimerova choroba, rozedma plic, diabetes a rakovina. Pochopení toho, proč a jak GnT-V vybírá substráty, může nabídnout terapeutická řešení pro onemocnění zahrnující tento enzym.

Proces glykosylace proteinů je běžnou a pravidelnou modifikací poté, co byly syntetizovány, a je to přidání sacharidů do protein. Existují dvě třídy, N-glykosylace a O-glykosylace, ale N-glykosylace je primárním cílem studie.

„Glykany jsou vázány na tuny bílkovin a všichni to víme glykan struktury se mírně liší protein od proteinu. To znamená, že glykanové biosyntetické enzymy nějakým způsobem vybírají své substrátové proteiny, ale není zcela jasné, jak se to stane,“ řekl Kizuka Yasuhiko, profesor na Gifu University a autor studie. zveřejněno v iScience.

Studie odhalila selektivní preferenci pro GnT-V na základě dvou faktorů: trojrozměrná struktura proteinu a subcelulární transport (pohyb molekul uvnitř buňky) v polarizovaných buňkách. Polarizované buňky mají dvě odlišné části, oddělené osou, každá zodpovídá za jinou roli a je jinak složená.

Části jsou často označovány jako bazální (dole) a apikální (nahoře). Vzhledem k tomu, že tato studie probíhá na myších a myších ledvinových tkáních, není jasné, zda lze selektivitu, pokud jde o polaritu, extrapolovat na jiné orgánové tkáně.

Dva enzymy specializující se na štěpení bílkovin s kovové ionty připojené (metaloproteázy) byly identifikovány jako hlavní substráty GnT-V v ledvinách, lokalizované většinou na apikálním povrchu. Zdá se, že výběr těchto substrátů závisí především na obchodování v apikální části buňky spolu s její strukturou, takže je nutné další objasnění toho, jak přesně GnT-V vybírá substráty, aby bylo možné plně využít znalostí získaných z této studie.

Spolu s nezbytným budoucím výzkumem má tato studie určitá omezení: spoléhání se na určitý protein při identifikaci glykoproteinových substrátů GnT-V ponechává prostor pro možnost, že některé glykoproteiny budou přehlíženy. Kromě toho jsou v této studii použity polarizované buňky (buňky se dvěma odlišnými povrchy) a není zcela známo, zda modifikace GnT-V závisí na polaritě buňky.

Navzdory omezením by výzkumníci rádi pokračovali ve studii, aby plně porozuměli mechanismu, jak jsou glykanové struktury utvářeny pro každý glykoprotein.

„To by mohlo vést k přesné predikci glykanových struktur každého glykoproteinu v buňkách, což by přispělo k případné remodelaci glykanů pro terapeutické účely,“ řekl Yasuhiko.

Poskytuje Institute for Glyco-core Research (iGCORE)