GPI kotva

Příklad chemické struktury GPI kotvy (červeně je vyznačen protein)

GPI kotva je molekulární aparát, který umožňuje periferní připojení bílkoviny na buněčnou membránu, a to přes glykofosfatidylinositol (GPI), jenž kovalentně spojuje protein s fosfolipidem na membráně.

Struktura

Stavba tzv. lipidového raftu, v němž se zřejmě GPI-vázané proteiny koncentrují. Spodní strana směrem od membrány musí být chápána jako mimobuněčná, horní strana je vnitrobuněčná. GPI jsou vyznačeny pod číslem (6)

Z chemického hlediska má tři základní složky:[1]

  1. vlastní fosfolipid zabudovaný v lipidové dvouvrstvě buněčné membrány, konkrétně se jedná o fosfatidylinositol (PI)
  2. uprostřed umístěný oligosacharidový řetězec, který se váže na C6 hydroxyl inositolu na jedné straně a na fosfátovou skupinu na straně druhé; tento oligosacharid je obvykle tetrasacharidový řetězec tvořený manózou a glukózou
  3. vlastní protein vázaný přes ethanolaminfosfát amidovou vazbou mezi C-terminálním karboxylem proteinu a aminoskupinou ethanolaminu

Mohou se vyskytovat i obměny tohoto základního schématu.[2]

GPI kotva je na cílové proteiny (které se vyznačují řadou hydrofobních aminokyselin na C-terminu) vázána v endoplazmatickém retikulu (ER). Splynutím váčku z ER s buněčnou membránou se takové GPI-vázané proteiny dostávají na vnější stranu cytoplazmatické membrány buněk.[1] Odstranění GPI-vázaných proteinů z membrány zase umožňují jisté PI-specifické fosfolipázy C.[1][2]

Funkce

GPI kotva může mít v buňce několik funkcí:

  • Umožňuje rychlejší laterální pohyb proteinu po membráně, než kdyby se jednalo o klasický transmembránový protein, jenž překračuje membránu. Je to logické, protože vazba na jediný fosfolipid v jednom listu membrány umožňuje mnohem snazší difúzi, než když se protein asociuje s oběma listy membrány. To by mohlo urychlovat reakci buněk na konkrétní podněty.[2]
  • Někdy jsou GPI-vazebné proteiny využívány jako dobře regulovatelný krok v signálních kaskádách v buňce[2]
  • V jistých epiteliárních buňkách může GPI zacílit daný protein do apikálních částí cytoplazmatické membrány,[2] jindy zase GPI nesmí vstupovat do klathrin-bohatých oblastí na membráně a koncentruje se v kaveolách[1] nebo v lipidových raftech[3]
  • Ve vzácných případech existuje na membránách např. Leishmanií volný glykofosfatidylinositol několika typů s neurčitou funkcí[1]

Porucha v syntéze GPI může způsobovat onemocnění paroxysmální noční hemoglobinurii.[2]

GPI-vázané proteiny

Ke známým proteinům, které se vážou na membránu přes GPI, patří acetylcholinesteráza červených krvinek, alkalická fosfatáza ve střevě a placentě, rozpadový akcelerační faktor (DAF) červených krvinek, 5′-nukleotidáza např. u T-lymfocytů, Thy-1 antigen, variabilní povrchový glykoprotein trypanozom[2] či třeba určité typy kadherinů (T-kadherin).[3]

Reference

  1. ↑ a b c d e Oxford dictionary of biochemistry and molecular biology; revised edition. Příprava vydání R. Cammack et al. New York: Oxford university press, 2006. ISBN 0-19-852917-1. 
  2. ↑ a b c d e f g MURRAY, Robert K., Daryl K. Granner, Peter A. Mayes, Victor W. Rodwell. Harper's Illustrated Biochemistry. [s.l.]: Lange Medical Books/McGraw-Hill; Medical Publishing Division, 2003. ISBN 0-07-138901-6. 
  3. ↑ a b ALBERTS, Bruce , et al. The Molecular Biology of the Cell. [s.l.]: Garland Science, 2002. (4th. ed). Dostupné online. ISBN 0-8153-3218-1. 

Externí odkazy

  • Obrázky, zvuky či videa k tématu GPI kotva na Wikimedia Commons