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글리피화

번역 후 변형의 종류

글리피화(영어: glypiation)는 글리코실포스파티딜이노시톨(GPI) 앵커의 공유 결합에 의한 첨가이며, 단백질을 세포막에 국한시키는 일반적인 번역 후 변형이다. 글리피화는 특별한 종류의 글리코실화이며, 진핵생물과 일부 고세균의 표면 당단백질에서 널리 발견된다.[1]

GPI 앵커는 표적 단백질의 C-말단에 결합하는 포스포에탄올아민 링커로 구성된다. 글리칸의 핵심 구조에는 구조를 막에 고정시키는 인지질 꼬리가 있다.

꼬리의 지질 부분과 글리칸 코어의 당 잔기 모두 상당한 변화가 있어[2][3][4][5][6][7] 신호전달, 세포 부착 및 면역 인식을 포함하는 방대한 기능적 다양성을 보여준다.[8] GPI 앵커는 원형질막에 고정된 단백질의 국소화를 조절하기 위해 포스포라이페이스 C와 같은 효소에 의해 절단될 수도 있다.

메커니즘

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N-글리코실화에 사용되는 전구체 글리칸과 유사하게 GPI 앵커 생합성은 소포체의 세포질 쪽에서 시작하여 내강 쪽에서 완료된다. 이 과정에서 3-4 만노스 및 다양한 기타 당류(예: N-아세틸글루코사민, 갈락토스)는 각각 소포체 외부 및 내부의 당뉴클레오타이드 및 돌리콜-P-만노스로부터 공여된 당을 사용하여 막에 내재된 포스파티딜이노시톨(PI) 분자 위에 구축된다. 또한 2-3 포스포에탄올아민(EtN-P) 링커 잔기는 소포체 내강의 포스파티딜에탄올아민으로부터 공여되어 앵커가 단백질에 결합되는 것을 촉진한다.[9][10][11][12][13]

글리피화될 예정인 단백질에는 다음과 같이 두 가지 신호 서열이 존재한다.

  • 소포체로의 동시 번역 운반을 지정하는 N-말단 신호 서열
  • GPI 아미노기전이효소(GPIT)에 의해 인식되는 C-말단 신호 서열[8]

GPI 아미노기전이효소는 공통 서열을 갖지 않지만 대신 C-말단 서열 모티프를 인식하여 서열의 아미노산에 GPI 앵커를 공유 결합적으로 부착할 수 있게 한다. 이 C-말단 서열은 번역 직후 소포체 막에 삽입되고 단백질은 서열에서 절단되어 미리 형성된 GPI 앵커에 부착된다.[14][15]

단백질에서 글리피화 부위의 예측

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글리피화 부위의 계산기 내 예측은 다음과 같이 수행될 수 있다.

같이 보기

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각주

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  1. ↑ Kobayashi T. et al. (1997) The presence of GPI-linked protein(s) in an archaeobacterium, Sulfolobus acidocaldarius, closely related to eukaryotes. Biochim Biophys Acta. 1334, 1-4.
  2. ↑ Nosjean O. et al. (1997) Mammalian GPI proteins: Sorting, membrane residence and functions. Biochim Biophys Acta. 1331, 153-86.
  3. ↑ Thomas J. R. et al. (1990) Structure, biosynthesis, and function of glycosylphosphatidylinositols. Biochemistry. 29, 5413-22.
  4. ↑ Ikezawa H. (2002) Glycosylphosphatidylinositol (GPI)-anchored proteins. Biol Pharm Bull. 25, 409-17.
  5. ↑ Brewis I. A. et al. (1995) Structures of the glycosyl-phosphatidylinositol anchors of porcine and human renal membrane dipeptidase. Comprehensive structural studies on the porcine anchor and interspecies comparison of the glycan core structures. J Biol Chem. 270, 22946-56.
  6. ↑ Low M. G. (1989) Glycosyl-phosphatidylinositol: A versatile anchor for cell surface proteins. FASEB J. 3, 1600-8.
  7. ↑ Low M. G. and Saltiel A. R. (1988) Structural and functional roles of glycosyl-phosphatidylinositol in membranes. Science. 239, 268-75.
  8. ↑ Vainauskas S. and Menon A. K. (2006) Ethanolamine phosphate linked to the first mannose residue of glycosylphosphatidylinositol (GPI) lipids is a major feature of the GPI structure that is recognized by human GPI transamidase. J Biol Chem. 281, 38358-64.
  9. ↑ Menon A. K. et al. (1993) Phosphatidylethanolamine is the donor of the terminal phosphoethanolamine group in trypanosome glycosylphosphatidylinositols. EMBO J. 12, 1907-14.
  10. ↑ Menon A. K. et al. (1990) Biosynthesis of glycosyl-phosphatidylinositol lipids in Trypanosoma brucei: Involvement of mannosyl-phosphoryldolichol as the mannose donor. EMBO J. 9, 4249-58.
  11. ↑ Menon A. K. and Stevens V. L. (1992) Phosphatidylethanolamine is the donor of the ethanolamine residue linking a glycosylphosphatidylinositol anchor to protein. J Biol Chem. 267, 15277-80.
  12. ↑ Orlean P. (1990) Dolichol phosphate mannose synthase is required in vivo for glycosyl-phosphatidylinositol membrane anchoring, O mannosylation, and N glycosylation of protein in saccharomyces cerevisiae. Mol Cell Biol. 10, 5796-805.
  13. ↑ Imhof I. et al. (2000) Phosphatidylethanolamine is the donor of the phosphorylethanolamine linked to the alpha1,4-linked mannose of yeast GPI structures. Glycobiology. 10, 1271-5.
  14. ↑ Kinoshita T. et al. (1995) Defective glycosyl-phosphatidylinositol anchor synthesis and paroxysmal nocturnal hemoglobinuria. Adv Immunol. 60, 57-103.
  15. ↑ Udenfriend S. and Kodukula K. (1995) How glycosylphosphatidylinositol-anchored membrane proteins are made. Annu Rev Biochem. 64, 563-91.
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