Musinler

O-Bağlı Glikozilasyon
Yrd.Doç.Dr.Yosun MATER
Genel olarak O-Glikosilasyon’a maruz kalan şekerler, Musinler ve Proteoglikanlar
olarak bilinirler. Buna göre genel özelliklerini özetlersek;
1.Musin glikoproteinleri belli özelliklere sahiptir . Buna göre;

Musinler yüksek oranda suyu tutan geniş ve büyük O-glikozillenmiş proteinlerdir.

Bazı hücre yüzey proteinleri musin benzeri domainler-birimler içerirler.

Hücre yüzey proteinleri arasında çözünebilir formda olanların yapılarında O-bağlı küçük şekerler yer alır.
2.O-bağlı Musin yapısındaki şekerlerinde kendilerine ait biyosentezleri vardır.
3. Proteoglikanlar ve özellikleri;

Proteoglikanlar ekstraselüler matrikse sertlik kazandıran O-glikozillenmiş proteinlerdir..

Proteoglikanların biyosentezi aşamasında, glikoziltransferaz enzimleri dışında başka enzimlere ve
modifikasyonlara da gerek duyulur.

Yapılan yapısal çalışmalarda bazı proteinlere bağlı O-glikolizasyona uğramış farklı ve özgün şekerler
bulunmuştur.

Yine benzer şekilde sitoplazmada ve nukleusta yer alan proteinlerde N-Asetilglikozamin rezidüsü O-
glikosile edilmiş olarak eklenip, proteinlerde modifikasyona yol açabilirler.
Musin glikoproteinleri
 O bağlı glikozilasyon memeli hücrelerinde ki serin ve treonin (Ser/Tre)
amino asitlerine şeker rezidülerinin bağlanması ile ortaya çıkan yaygın ve
ortak bir modifikasyonudur.
 Musinlerde, O-glikanlar N-asetilgalaktozamin (GalNAc) kısım vasıtasıyla
serin veya treoninin –OH’ine, oksijen atomu üzerinden gerçekleşen glikozidik
bağ (O-glikozidik bağ) yardımıyla, α bağlı olan kısımlardır.
 Bu yapı Musin, O-glikan veya O-GalNAc glikanlar olarak adlandırılır.
 Musinler dışında O-glikan içeren başka yapılar da vardır. Bunlarda Ser/Tre
amino asitlerine bağlı şeker rezidüleri farklıdır. Bunlara örnek olarak (α-) bağlı
O-fukoz, (β-) bağlı O-ksiloz, (α-) bağlı O- mannoz verilebilir.
 Musinler suyu tutan geniş ve büyük O-glikozillenmiş proteinlerdir.
 Musinler, genel yapıları itibariyle mukozal sekresyon yapan (Mukus salgılayan)
bölgelerde ve hücre yüzeyinde yer alan transmembran proteinlerinde bulunan Oglikolize olmuş glikoproteinlerdir.
 Bu nedenle varlıklarının amacı suyu tutmak, bulundukları ortamlara nem ve
kayganlık sağlamaktır. Bu özellikleri nedeniyle Sindirim, Solunum ve Üreme
sistem yüzeylerinde musinler bol miktarda bulunur.
 Hücre yüzeyi musinleri, integral membran proteinleri ile bir arada olabilirler.
 Buna ek olarak terminal globüler domainler de (alt birimlerde), integral
membran proteinleri ile ilişkili durumda olabilirler.
 Hücre yüzey musinleri, aynı zamanda hücreler arasındaki adezyonun
(etkileşim ve tutunma) regüle edebilirler (düzenleyebilirler).
 Mukoz salgıların yapısını oluşturan, musinlerin aynı zamanda
antibakteriyal özellikleri vardır.
 Bu özelliklerine bağlı olarak musinler iki formda görülebilir;
1.Büyük ve polimerik yapıda olanlar jel formunda görülenler
2.Küçük ve monomerik olanlar çözünebilir formda görülenler
 Her iki formda da potansiyel patojenlerin vücuda girmesi
halinde onları yakalama-tanıma özelliği gösterirler.
 Çoğu epitelyal hücre musin üretir. Jel formunda musin üreten
hücreler arasında; goblet hücreleri, trakeobronşiyal hücreler,
gastrointestinal ve genitoüriner kısımlardaki mukoza hücreleri yer
alır.
 Farklı bölgelerde yer alan musinlerin yüksek su bağlama özellikleri yapılarında yer
alan aa ile ilişkilidir. Diğer bir değişle, şeker rezidülerinin bağlandığı polipeptit
omurgayla bu özellikleri karakterize olur.
 Sialillenmiş glikanların, serin ve treonin rezidüye bağlanması, güçlü bir su
depolanmasıyla sonuçlanır. Bu durumu, serin rezidülerinin büyük miktarlarda suyu
tutma kapasitesi sağlar.
 Musinlerin diğer önemli özelliklerinden biri VNTR [variable number of tandem
repeats (ardışık tekrarların değişken sayıları)] olarak adlandırılan bölgeleri
yapılarında bulundurmalarıdır.
 Tekrar eden peptid kısımları içeren bu VNTR bölgeleri, bu kısımlarda yer alan çok
sayıda serin ya da treonin amino asitleri zengin O-glikan akseptörleri görevini görür.
 Musin molekülünün, molekül ağırlığının %80’ini bu bölgeler oluşturur.
 Musinler, farklı O-glikan grupları açısından da zenginlik gösterir.
 Yani yine bu ardışık tekrar bölgeleri (Tandem repeats,TR)
O-GalNAc (O-N-Asetilgalaktozamin) rezidüsü ve prolin
amino asidi açısından zengindir. Bu sayede glikozilasyonu
gerçekleşir.
 Musinlerin VNTR bölgelerinde serin ya da treonin
rezidülerine bağlı yüzlerce O-GalNAc birimleri bulunabilir.
 Bu O-GalNAc grupları, musin glikoproteinlerinde sıklıkla
görülen, şişe fırçası (bottle brush)
konformasyonuna
ulaşmasına- sahip olmasına neden olurlar (Şekil 4.2).
 Musin benzeri domain içeren başka bir glikoprotein von Willebrand faktör
D (vWF-D)’dir.
 von Willebrand faktör, plazmada kanın pıhtılaşmasını sağlayan hücreler olan
plateletlerin içerisinde ve damar duvarında yer alan-bulunan bir proteindir.
 Bu faktör, kan pıhtılaşması sürecinin erken döneminde, önemli bir rol oynar.
Faktör; kan plazmasında bulunan multimerik yapıda bir glikoproteindir.
 vWF-D’ nin pıhtılaşmadaki önemli rölü ise eksikliğinde kanamanın
uzamasına neden olmasıdır.
 Faktör, aynı zamanda kanın pıhtılaşmasında diğer bir önemli role sahip
faktör VIII’in kandaki taşıyıcısıdır. Bu taşıyıcılık görevi ise vWF’nin D
domanine aittir.
 Bazı
hücre yüzey proteinleri musin benzeri
birimler (domainler) içerirler.
 Musinlere benzer domainler (Mucin-like domain),
bazı globüler protein domainleri içeren transmembran
proteinlerinde bulunabilir (Şekil 4.3).
 Bu birimler, membran çıpaları ile globüler domainler
arasında lokalize olurlar. Böylece globüler domainlerin
membran yüzeyinden uzak tutulmasına yardımcı olur ve
hizmet ederler.
 Buna düşük yoğunluklu lipoproteinler (low density
lipoprotein, LDL) örnek olarak verilebilir. LDL’ler
karaciğerde
üretilen,
çok
düşük
yoğunluklu
LDL
metebolizması sonucu oluşur. Bunlar kanda kolesterol
taşıyan lipoprotein sınıfında yapılardır.
 Temel görevleri; kolesterol ve trigliserit
üreten hücrelerden bu yağ yapısındaki
molekülleri, gerekli doku ve hücrelere
taşımaktır.
 LDL’nin
kandaki
seviyesi
ile
kalp
hastalıkları arasındaki bağlantıdan dolayı,
bu tip yağ moleküllerine, halk dilinde kötü
kolesterol adı verilir.
 LDL reseptörünün, C-terminalinde bir
ligand bağlama domaini yer alır. Bu domain
membrana, musin benzeri bir domain ile
bağlanır. Bu ikis arasında yer alan epidermal
büyüme faktörü (Epidermal growth factor,
EGF) birimleri yer alır (Şekil 4.3).
 Musin benzeri domainler, potansiyel olarak
O-bağlı glikozilasyon bölgeleri içerir.
 Musin
benzeri,
globüler
domainin
membrana bağlı olduğu proteine DAF [decayaccelerating factor (bozunma hızlandırma
faktörü) DAF;CD55] örnek verilebilir.
 DAF, CD55 geni tarafından kodlanan ve
CD55 diye de bilinen 70 kDa ağırlığında bir
proteindir.
 Hücre yüzeyinde tamamlayıcı sistemleri
regüle etmekle (düzenlemek ile) görevlidir.
 C4 ve C3 aktivasyonu esnasında üretilen C4
ve C3 proteinleri ile bağlanabilir (Şekil 4.3).
 DAF’ın
komplement
proteinin
parçalanmasını
proteinlere
bağlanması,
hızlandırır.
Kaskadı
(basamakları-kompleksi) dağıtır ve konak hücresinin
zarar görmesini önler.
 DAF glikoproteinini bulunduran antijenler, Cromer
kan grubu sistemini (CROB) oluştururlar.
 DAF membrana, uzamış, musin benzeri bir domain
ve glikolipit çıpa ile bağlanır (Şekil 4.3).
 Hücre yüzey musinleri O-bağlı şeker yapısı ile
protein reseptörünün spesifik etkileşiminin bir sonucu
olarak hücre yüzey adhezyonuna aracılık eder.
 Membran musinleri MUC1 ve ASGP (ascites
sialoglycoprotein veya sıçan MUC4) ASGP-1 ve
ASGP-2 alt ünitelerini içeren heterodimerik bir
glikoproteindir.
 ASGP-1, O-glikozillenmiş musin alt ünitesidir;
ASGP-2 ise N-glikozillenmiş transmembran alt
ünitesidir (Şekil 4.3).
 ASGP-1 tümör hücrelerinin tanınma ve adhezyon
(yapışma) özelliklerini sağlar.
 ASGP-2 ise 2 tane epidermal büyüme faktörü
domain içerir.
 ASGP-2
tümör
hücrelerinin
hızlı
gelişmini
sağlayan Erb 2 reseptörünün fosforilasyonunun
düzenlenmesini sağlar.
SELEKTİNLER
 O-bağlı glikanlardan en iyi anlaşılmış hücre yüzey adhezyon
epitoplarından biri olan
selektin hücre yüzey adhezyon
moleküllerinin ligandıdır ve membran musinleridir.
 Bu musinler hücre yüzeyinden polipeptidini uzaklaştıran,
tekli, çekirdek 1 (Core-1) yapısı olan O-bağlı şekerlerdir. Sadece
küçük bir bağlı kısım polipeptidin ucunda lokalize olur ve bu
polipeptid membrandan en uzak polipeptittir, adezyon için
gerekli olan terminal yapı ile uzamış kor 2 yapısını taşır.
GLİKOFORİN-A
 O-glikozillenmiş
hücre
yüzey
proteinlerinin
ilk
tanımlananı
glikoforin A’ dır.
 İnsan eritrositlerinde bulunan glikoforin A, şeker ve protein antikor
tanıma bölgesini (antibody recognition site) oluşturmak için kombine
olur.
 MN kan grubundaki farklılıklar, glikoforin A’ nın N- terminalinde ki
aminoasit dizisi tarafından belirlenir.
 Fakat anti-M ve anti-N antikorlarının reaksiyonu, serin ve treonin
rezidülerinde yer alan O-bağlı glikanlara sialik asit bağlama bölgesi
gerektirir.
 Bir çok çözünebilir yapılı hücre yüzey proteinleri O-bağlı
küçük şeker grupları içerir.
 Glikozile olmuş tekli serin/treonin rezidüleri ve musin tipi O-bağlı
glikanların küçük grupları bazı çözünebilir proteinlerde ve hücre yüzey
proteinlerinde bulunmuştur.
 Bu glikozilasyon bölgeleri, çoklu domain içeren proteinlerde,
globüler domain ile katlanmalar arasında lokalize olmuş bağlanma
bölgeleri ile karaktarize olur.
 Bu durumun bir örneği IgA ve makrofaj mannoz reseptöründe
görülür.
İmmunoglobulin A (IgA) ve Makrofaj Mannoz Reseptörü
 IgA’nın ağır zincirinin glikolizasyonu; antijen bağlanma bölgesi
(Fab) ve değişmez bölgesi (constant region) arasında yer alan destek
bölgede (hinge region) oluşur.
 Makrofaj mannoz reseptöründe görülen glikolizasyon ise
globüler karbonhidrat tanıma domainlerini ayıran, bağlanma
bölgelerinde oluşmuştur.
 IgA’
da
destek
bölgenin
glikozilasyonu,
bölgenin
konformasyonunun devamlılığını ve bölgenin proteolizize karşı
dirençini sağlar. Her biri beş glikoprotein bağlama noktası içeren
alt birimlerinin bir araya gelmesi ile oluşmuş IgA şekli (Şekil 4.4).
Musin Şekerlerinin Biyosentezi
 O-glikozilasyon mekanizması, N-bağlı biyosentetik yolakta
analoğu olan, glikoziltransferaz enzimlerinin aktivitesi ile olur.
 Fakat
O-bağlı
glikozilasyonda,
enzimin
organizasyonu
analoğundan farklıdır.
 O-bağlı
glikozilasyonda kor yapısının eklenmesi, N-bağlı
glikozilasyona göre iki yönde farklılık gösterir;
1.İlk olarak bütün şekerler, bir dizi reaksiyonla adım adım eklenir.
Bu reaksiyon bir serin ya da treonin rezidüye iliştirilmiş GalNAc ile
başlar. Şekillenmiş bir kor yapısı ya da bütünüyle transfer durumu
yoktur.
2.İkinci olarak, N- bağlı glikozilasyonda, glikozilasyon
bölgesini belirleyen Asn-Xaa-Ser/Tre dizilerinin bir analoğu,
O- bağlı glikozilasyonda yoktur. Yani bir hedef dizi yoktur.
 Bütün
bir
N-bağlı
glikozilasyon
tekli
bir
oligosakkariltransferaz tarafından katalizlenmesine rağmen,
O-bağlı glikozilasyonda GalNAc‘i serin ya da treonin
rezidüyle ilişkilendirebilecek sayısız transferaz vardır.
 Bu enzimler hedef glikozilasyon bölgesini çevreleyen farklı
aminoasit dizilerine spesifiktir.
 Hedef glikozilasyon bölgesi, serin ve treonin rezidüleri kadar prolin, alanin
rezidülerince zengin bölgeler olmaya da meyillidir.
 Bazı transferazlar, akseptör peptid rolü için O-bağlı şekerlere de ihtiyaç
duyar.
 Bu enzimler musinlerdeki gibi glikozile olmuş aminoasit dizilerinin
kümelerini de oluşturabilir.
 GalNAc rezidülerin serin ya da treonine eklenmesi Golgi aparatında olur.
 İlave şekerleri, O-bağlı yapılara ekleyen glikoziltransferazlar, Golgi aparatı
boyunca yayılmışlardır.
 Bu dağılım N-bağlı şekerlerin terminal modifikasyonlarına bir paralellik
gösterir.
 Bu durum O-bağlı yapıların, proteinlere doğrudan konjuge (bağlı), N-bağlı
şekerlerin terminal kısımlarına kısmen benzediğini gösterir.
PROTEOGLİKANLAR
 O-glikozillenmiş proteinlerin ikinci ana grubunu proteoglikanlar oluşturur.
 Musinler gibi, proteoglikanlar da suyu bağlar ama öncelikleri yapıyı temin
etmektir.
 Proteoglikanlara bağlanmış glikanlar oldukça büyük yapılıdırlar. En az 100
kadar şeker rezidüsünden oluşurlar.
 Bağlı bulunan glikanları oluşturan monosakkarit üniteleri, amino asit birimlere
bağlı şekerlerin değişen rezidülerini ve farklı heksoz türevlerini içeren linear
(doğrusal) zincirler şeklinde görülür.
 Bu yüzden her bir yapı, tekrarlayan disakkarit üniteleri ile tamamlanır.
 Bu glikozaminler isimlerini, izole edildikleri orijinal dokudan alırlar. Mesela
hyaluronik asit, kondroitin sülfat, dermatan sülfat ve keratan sülfat; hyalin
membrandan, kıkırdak ve deriden izole edilerek adlandırılmışlardır (Şekil 4.5).
 Proteoglikanlar ekstrasellüler matrikse sertlik
kazandıran O-glikozillenmiş proteinlerdir. Proteoglikanlar iki
ana gruba ayrılır;
1.Ekstraselüler matrikste bulunanlar.
2.Plazma membranında lokalize olanlar.
 En iyi anlaşılmış matriks proteoglikanı, yapısal dokuda bulunan kıkırdak-
kartilajdır. Kartilaj’ın kollajen fiberleri, sertlik ve güç sağlamasına rağmen,
proteoglikanlar elastikiyet sağlar.
 Ana kartilaj proteoglikanlarından olan agrekanın protein çekirdeği,
polipeptit boyunca, aralarda bağlanmış olan proteoglikanları organize eder.
 Bağlama bölgesi, ksiloz rezidüyle konjuge bir serin-glisin dizisi içerir.
 Bu çekirdek yapısı daha sonra kondroitin sülfat zincirleriyle genişletilir.
 O-glikozile agrekan polipeptidin merkezi kısmı globüler domainlerden oluşur.
 Polipeptidin N- terminal ucundaki iki domain G1 ve G2 tarafından dizayn edilir.
 G1 ve G2, bağlanma proteininde (link protein) homoloğu olan ve tekrarlayan
dizilerden oluşur.
 Bağlanma proteini ve G1 modülü çoklu agrekan polipeptidlerini, hyaluronik asit
zincirine çapalar.
 Agrekanların C-terminal ucunda yer alan G3 domaini, komplementin kontrolüne
yardımcı ve C-tipi lektin benzeri domainleri için tanımlayıcı epidermal büyüme
faktörleri içerir (Şekil 4.6).
 C tipi lektin benzeri domain, matriksteki proteinleri ve şekerleri bağlar.
 Polipeptid sentezlendiği zaman, doku gençken genellikle G3 domaini
görülür. Doku yaşlandıkça proteolitik işlemlerle bu domain kaldırılır.
 Bu
sonuçlar
bizi,
çekirdek
polipeptidinin
bu
çeşit
kartilaj
organizasyonunda geçici bir rol oynadığını düşündürür.
 Proteoglikan agregatların, kartilaja elastikiyet sağlama yeteneği,
onların yüksek düzeyde hidrate olmalarıyla sonuçlanır.
 Bu
yüksek
oranda
suyun
bağlanması,
glikozaminoglikanların
yapılarında bulunan sülfat rezidülerin miktarı ve bu şeker rezidüleri
tarafından beraberce sağlanır.
 Proteoglikanlar, kartilajdan başka dokuların da ekstraselüler
matriks yapılarında bulunur.
 Örneğin; beyinde bulunan nörokanlar ve kan damarlarında
bulunan versikanlar’a ait çekirdek proteinleri kartilaj agrekan
yapılarına çok benzer.
 En çok bulunan proteoglikanlardan agrekanlarından biri de
perlikanlardır.
 Kompleks bir modüler protein yapısına sahiptirler. En az 6 farklı
globüler domainin çoklu kopyalarını içermelerine karşın, sadece
birkaç tane glikozaminoglikan zinciri içerirler.
 Proteoglikanların biyosentezinde glikoziltransferazlara ek olarak
başka modifikasyon enzimlerine ihtiyaç vardır.
 Proteoglikan yapısında glikozaminoglikanların bağlanmak için hedefleri
genelde serin-glisin dizileridir ama bütün serin-glisin dizileri hedef dizi
değildir. Hedef dizi olmak için başka sinyaller de gerekir.
 Şeker gruplarına zincirlerin eklenmesi proteoglikan yapının çekirdeğini
etkileyen ksiloziltransferazın ilerleyen aktivitesinden kaynaklanır.
 Başlangıç dizisinin glikozilasyonundan sonra, bitişiğinde-yakınında yer
alan serin-glisin dizileri hedef haline gelir.
 Bu durum ksiloziltransferazın aktivitesi ile sonuçlanır.
 Ksiloz eklenmesi korunmuş bir dizi olmamasına rağmen, serin- glisin
rezidüsünün bir tarafına negatif yük kümelenmesi, enzimi işe başlamaya
yöneltir.
 Musin benzeri glikanlar gibi, proteoglikanlar da monosakkaritlerin
adım adım eklenmesiyle sentez olur.
 Ortak trisakkarit kor-çekirdek yapılarının eklenmesinden sonra,
farklı
proteoglikanlara
farklı
glikozaminoglikanların
eklenmesi
gerçekleşir.
 Glikozaminoglikan
zincirlerinin
uzaması,
alternatif
amino-
şekerlerin ve şeker-asit rezidülerinin eklenmesinden oluşur.
 Glukuronik asit ve Heparanı sentezleyen GlcNAc bu süreçte oluşan
zincirleri uzatır.
 Çoğu proteoglikanların final yapılanması, başlangıçta sentezlenmiş
glikozaminoglikan zincirlerine uygulanan bir dizi modifikasyondur.
 Bu farklı modifikasyonlar büyüme faktörleri ve fibronektin bağlanmasından
oluşur.
 Bu süreçte modifikasyonlar belirli bir sırada olmak zorunda olduğu halde,
reaksiyonlar aynı anda, ayrı ayrı yürütülür.
 Heparan-sülfat biyosentezi boyunca ilk adım, N-asetilasyondur.
 N-asetilasyonun takipçisi ise N-sülfatasyondur. Bu adımlar birbirine
bağlıdır. Çünkü her iki enzimatik aktivite de tek bir polipeptid zincirine bağlıdır.
 N-sülfatasyonu,
iduronik aside, glukuronik asit rezidülerinin 5-
epimerizasyonu takip eder.
 En son olarak, sülfotransferaz, N-sülfatlanmış GlcNAc’ in 6’ıncı pozisyonuna
ve iduronik asit rezidülerinin 2’ci pozisyonuna sülfatı bağlar (Şekil 4.7).
 Bazı proteinlerde değişik tipte O-bağlı glikozilasyonlar gözlenmiştir.
 Bazı proteinlerde bilinen O-glikozilasyon mekanizmalarının dışında farklı
şeker bağlantıları da bulunmuştur.
 Aminoasit zincirlerinde şekerler ve hidroksil grupları arasında başka
bağlantılar da vardır.
 GalNAc’ e ek olarak fukoz ve mannoz zaman zaman hücre yüzeyine ve
salgılanmış proteinlere bağlanır.
 Bazı durumlarda şekerler, tirozin rezidülerinin –OH gruplarına bağlanır.
 Örneğin,
glikojenin
çekirdek
bölgesinde
glikozil-trozin
bağlantısı
bulunmuştur.
 Bu bağlantı dallı glikojen yapısının büyümesi için çıpa gibi iş görür.
 Bu farklı O-glikolizasyon tiplerinden biri ubiqutin O-glikosilasyon tipidir.
Pek çok ubiqutin O-glikozilasyon tiplerinden biri kollajende ve kollejen benzeri
proteinlerin üçlü helikal domainlerinde bulunmuştur.
 Bu domainlerin içinde Gly-Xaa-Yaa tripletinin, Yaa pozisyonunda lizin
rezidüleri vardır.
 Gly-Xaa-Yaa tripleti 4-hidroksilizini oluşturan lizilhidroksiksiloz tarafından
modifiye edilir.
 Bu 4-hidroksilizin rezidülerinin çoğu Glcα1,2Galβ disakkarit yapısı ile
konjugedir.
 Lizin hidroksilasyonunda oluşan inhibisyon, üçlü heliks yapıyı etkilemez,
fakat üçlü helikal domainlerin, paketlenme yapısında yer alan fiberlerin çapraz
bağlantılarını etkilediği görülür (Şekil 4.8).
 Sitoplazmik ve nüklear proteinlerin O-bağlı, N-asetilglikozamin
eklenmesiyle modifikasyonu mümkündür.
 Protein glikozilasyonunun çoğu ekstra-sitoplazmik kompartmanlarda
(bölümlerde, bölmelerde) meydana gelse de, O-bağlı GlcNAc, sitoplazma
ve nükleusta oldukça yaygındır.
 Çözünebilir GlcNAc transferaz, serin ve treonin rezidülerine, GlcNAc’in
β1 bağlantısını kataliz eder.
 Çözünebilir N-asetilglukozaminidaz, GlcNAc’i kaldırır. Bu kaldırma
işlemi daha sonra transferazlar vasıtasıyla tekrar yer değiştirebilir.
 Herhangi bir serin-treoninin rezidüsünde GlcNAc modifikasyonun
miktarı, transferaz ve glikozidaz arasındaki dengeyi gösterir (Şekil 4.9).
 O-GlcNAc bağlanması için hedef olan proteinlerin listesi uzundur ve hala
gelişmektedir.
 İlk tanımlanan hedeflerin çoğu nükleusla, nüklear por kompleksi ile ilişkilidir.
 Bir çok transkripsiyon faktörünü de içerir.
 O-GlcNAc bütün ökaryotik hücrelerde ve maya gibi tek hücreli canlılarda
görülür.
 O-GlcNAc modifikasyonu, intraselüler protein fosforilasyonunu benzer,
fosforile olmuş proteinlerin çoğu O-GlcNAc ile modifiye edilir.
 GlcNAc transferaz için hedef olarak iş gören tek bir korunmuş dizi olmamasına
rağmen,
modifiye
olmuş
proteinlerin
ve
sentetik
peptit
substratların
karşılaştırılması, hedef dizilerdeki serin ve treonin rezidülerine ek olarak prolin
ve alanin rezidülerinin de bir tercih olduğunu gösterir.
 Protein
kinaz
ve
fosfotazların
aksine,
sitoplazmik
GlcNAc
transferazın ve N-asetilglikozaminidazın tek bir çeşit olduğu görülür.
 İntreselüler proteinlere GlcNAc eklenmesinin protein fonksiyonu
üzerindeki
etkisini
tanımlamak
zordur,
fakat
bu
işlemin
fosforilasyonu düzenlediği ileri sürülür.
 Çünkü, serin veya treonine GlcNAc
eklenmesi, bu rezidülerin
fosforilasyonunu bloke eder.
 Tek bir aminoasit için potansiyel iki modifikasyon, ileri düzeylerde
kontrolü muhtemel kılar.
 Örneğin
spesifik
bir
bölgenin
fosforilasyonu
asetilglikozaminidazı hem de kinazı gerektirir.
hem
N-
 Bunun
dışında
herhangi
bir
sinyal
mekanizması
üzerinde
N-
asetilglikozaminidazın veya GlcNAc transferazın etkisini belirlemek de
zordur.
 Bu konudaki en iyi örneklerden biri RNA polimeraz II’ nin C terminalindeki
domaindir (Şekil 4.9).
 Bu genişletilmiş C terminal domaini GlcNAc transferaz ve proteinkinaz için
hedef dizi olabilecek 7 aminoasidin 52 kopyasını içerir.
 Terminal domainin fosforile olmamış formu, transkripsiyon başlatma
kompleksindeki faktörler ile iş birliği içindedir ve fosforile olması sonucunda
enzim bu faktörlerden salınır ve uzama kompleksine dönüşür.
 Tüm bunlardan dolayı, O-GlcNAc bağlı terminal domain, fosforilasyonu ve
başlangıç kompleksinden uzama kompleksine dönüşmeyi regüle edebilir.
KAYNAKLAR
 Ajit Varki, Essentials of Glycobiology, 2009, Chapter 9, Cold Spring
Harbor Laboratory Press.
 Maureen E. Taylor and Kurt Drickamer, Introduction to
Glycobiology, 2006, Unit4, p:51-64, Oxford Press.
 Spielman J. Rockley NL,
Carraway KL. Temporal aspects of O-
glycosylation and cell surface expression of ascites sialoglycoprotein-1,
the major cell surface sialomucin of 13762 mammary ascites tumor
cells, J Biol Chem. 1987 January 5; 262(1):269-75.