Glucoproteínas

1. •Dra. Melba Fernández Rojas
•Glucoproteínas
Biología Molecular

2. Dra. Melba Fernández Rojas
Biología Molecular
IMPORTANCIA BIOMÉDICA
Glucoproteína
s
Son proteínas que
contienen cadenas de
oligosacáridos (glucanos)
enlazadas de forma
covalente a los
aminoácidos
la glucosilación (la unión
enzimática de azúcares) es
la modificación
postraduccional más
frecuente de las proteínas.
Muchas proteínas
experimentan glucosilación
reversible con un solo
azúcar (N-
acetilglucosamina) ligado a
un residuo de serina o
treonina que a su vez es un
sitio para la fosforilación
reversible.

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Glucoproteínas
Son una clase de
carbohidratos complejos:
contienen una o más cadenas
de hidratos de carbono
conectadas de modo
covalente a proteínas o
lípidos
glucoproteínas o proteogluc
anos glucolípid
os
 Hormonas peptídicas
 Sustancias de los grupos
sanguíneos
 Proteínas plasmáticas
 Proteínas de la membrana
celular

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Las glucoproteínas se encuentran en la mayoría de los organismos
Bacterias Ser humano
Virus

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LAS CADENAS DE OLIGOSACÁRIDOS CODIFICAN LA
INFORMACIÓN BIOLÓGICA
El patrón de glucosilación de
una proteína depende del
patrón de expresión de las
diversas glucosiltransferasas en
las células que participan en la
síntesis de glucoproteínas
La información de los
azúcares se expresa a
través de interacciones
entre los glicanos y
proteínas como las
lectinas u otras
moléculas.

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8 monosacáridos en las glucoproteínas…

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Las Lectinas pueden utilizarse para purificar a las glucoproteínas y para
investigar sus funciones
Son proteínas de unión a los carbohidratos que aglutinan las
células o precipitan los glucoconjugados
Se utilizan para purificar glucoproteínas, como herramientas
para sondear los perfiles de glucoproteínas de las superficies
celulares y como reactivos para generar células mutantes
deficientes en ciertas enzimas involucradas en la biosíntesis de
cadenas de oligosacáridos.

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3 CLASES PRINCIPALES DE GLUCOPROTEÍNAS

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Las glucoproteínas contienen varios tipos de enlaces O glucosídicos
4 subclases
N–acetilgalactosamina–Ser (Thr)
. Galactosa o ácido N–
acetilneuramínico + a la N–
acetilgalactosamina. Este tipo de
enlace se encuentra en las
mucinas.
Los proteoglicanos contienen
un trisacárido galactosa–
galactosa–xilosa (el llamado
enlace trisacárido) unido a la
serina.
Los colágenos contienen un
enlace galactosa–hidroxi–
lisina.
Proteínas nucleares y citosólicas
contienen cadenas laterales que
consisten en una sola N–
acetilglucosamina unida a un residuo
de serina o treonina.

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 Tienen un alto contenido de oligosacáridos
 Exhiben secuencias repetidas de aminoácidos
 Números variables de repeticiones en tándem (Ser, Treo y Pro)
 Resistentes a la proteólisis, debido a que la densidad de las
cadenas de oligosacáridos.
 Ayudan a lubricar
 Forman una barrera física protectora en las superficies epiteliales.
Mucinas
Secretoras
Unidas a la membrana

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Las glucoproteínas ligadas a O se sintetizan mediante la
adición secuencial de azúcares de nucleótidos de azúcar
Existen sistemas transportadores (permeasas
y transportadores) para llevar nucleótidos de
azúcar: (UDP-galactosa, GDP-manosa y ácido
CMP-N-acetilneuramínico) a través de la
membrana de Golgi.
reacciones de glucosilación

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Son la clase predominante de éstas, incluidas las
glucoproteínas circulantes y las unidas a la membrana.
Se distinguen por la presencia del enlace asparagina-N-
acetilglucosamina
Las glucoproteínas enlazadas a N contienen un enlace de
asparagina-N-acetilglucosamina
3 clases principales de oligosacáridos ligados a N:
complejos, con alto contenido de
manosa e híbridos.

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Las glucoproteínas y la calnexina
Calnexina es una proteína chaperona en la
membrana del retículo endoplasmático; la
unión a la calnexina evita que una
glucoproteína se agregue.
Aseguran el plegamiento correcto de las
proteínas en el retículo endoplasmático
Reconoce secuencias específicas de
carbohidratos en la cadena de glicanos de la
glucoproteína.

17. Dra. Melba Fernández Rojas
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Varios factores regulan la
glicosilación de las glucoproteínas
Las diferencias en las cadenas de
oligosacáridos podrían afectar las
interacciones adhesivas entre las
células cancerígenas y las células
normales del tejido de origen, lo
que contribuye a las metástasis.
Expresan diferentes
patrones de
glucosiltransferasas de
aquellas en células
normales, como
resultado de la
activación o represión
genética específica.
Las células cancerígenas
sintetizan diferentes cadenas de
oligosacáridos a partir de las
fabricadas en las células normales

18. Dra. Melba Fernández Rojas
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ALGUNAS PROTEÍNAS ESTÁNANCLADASA LA MEMBRANAPLASMÁTICAPORESTRUCTURAS
GLICOFOSFATIDIL-INOSITOL(GPI)
Las proteínas unidas a
membrana que están
ancladas a la bicapa
lipídica por un extremo
glicofosfatidilinositol (GPI)
. El enlace GPI es la forma
más común en la que
varias proteínas se anclan
a las membranas
celulares.

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1. El anclaje GPI permite una movilidad de una proteína en la membrana
plasmática. El anclaje GPI está unido sólo a la cara externa de la bicapa
lipídica. El aumento de la movilidad es importante para facilitar respuestas
rápidas a los estímulos.
2. Algunos anclajes GPI pueden conectarse con vías de transducción de señales,
pueden ser receptoras de hormonas y otras señales de superficie celular.
3. Dirigen a las proteínas para los dominios apicales o basolaterales de la
membrana plasmática de las células epiteliales polarizadas.
Existen 3 funciones de este enlace GPI:

20. Dra. Melba Fernández Rojas
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Muchas proteínas
se someten a la
O–glicosilación
rápidamente
reversible con un
resto de azúcar
simple, la N–
acetilglucosamina
proteínas
del poro
nuclear,
del
citoesqueleto
factores de
transcripción
proteínas
asociadas
con la
cromatina
proteínas
nucleares
del
oncogén
proteínas
supresoras
de
tumores
ALGUNAS PROTEÍNAS SON SOMETIDAS A GLICOSILACIÓN RÁPIDAMENTE
REVERSIBLE

21. Dra. Melba Fernández Rojas
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La actividad y la especificidad peptídica de la N–acetilglucosamina transferasa O
ligado dependen de la concentración de UDP–N–acetilglucosamina.
Dependiendo del tipo de célula hasta 2 a 5% del metabolismo de la glucosa es
mediante la vía de la hexosamina, que conduce a la formación de N–
acetilglucosamina
dando a la N–acetilglucosamina transferasa O ligado una función en la detección de
nutrientes en la célula.
La O–glicosilación excesiva con N–acetilglucosamina de las proteínas diana está
implicada en la resistencia a la insulina y la toxicidad de la glucosa en la diabetes
mellitus, así como en las enfermedades neurodegenerativas.

22. Dra. Melba Fernández Rojas
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LOS PRODUCTOS FINALES DE LA GLICACIÓN AVANZADA
(AGE, ADVANCED GLUCATION END-PRODUCTS)
SON IMPORTANTES POR CAUSAR DAÑO TISULAR EN LA DIABETES MELLITUS
Glucosa forma una base
de Schiff en el grupo
amino terminal de la
proteína
Sufre transposición de
Amadori para producir
cetoaminas y otras
reacciones para producir
productos finales de
glicación avanzada (AGE)
Glicosilación catalizada por enzimas

23. Dra. Melba Fernández Rojas
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Las series totales de
reacciones se conocen
como la reacción de
Maillard, está
involucrada en el color
marrón de ciertos
alimentos durante el
almacenamiento o el
calentamiento y
proporciona gran parte
del sabor de algunos
alimentos.

24. Dra. Melba Fernández Rojas
Biología Molecular
La glucación no enzimática de
la hemoglobina A presente en los
eritrocitos conduce a la formación
de HbA1c.
Ocurre normal en pequeña medida, pero
aumenta en pacientes diabéticos con
control glucémico deficiente, cuya
concentración de glucosa en sangre se
mantiene elevada de forma permanente
La medición de la HbA1c se ha convertido
en una parte muy importante
del manejo de los pacientes con
diabetes mellitus.

25. Dra. Melba Fernández Rojas
Biología Molecular
Los AGE ocasionan daño en
la diabetes mellitus :
• microvascular
• macrovascular
Los productos finales de glucación avanzada inducen daño tisular en la diabetes mellitus mal controlada.
glucosa
en
sangre
> Glucación de
las proteínas
incrementa el entrecruzamiento de
colágeno
acumulación de lipoproteínas de baja
densidad (LDL) aterogénesis
acumulación de proteínas plasmáticas en
las paredes de los vasos sanguíneos

26. Dra. Melba Fernández Rojas
Biología Molecular
Las células endoteliales y los
macrófagos cuentan con
receptores AGE en sus
superficies.
la captación de proteínas
glucadas por estos
receptores activa el factor de
transcripción NF-kB
Genera una variedad
de citocinas y moléculas
proinflamatorias

27. Dra. Melba Fernández Rojas
Biología Molecular
LAS GLUCOPROTEÍNAS INTERVIENEN EN MUCHOS PROCESOS BIOLÓGICOS Y EN MUCHAS
ENFERMEDADES
1. Fertilización
ZP-3 es una glucoproteína ligada a O que funciona como
un receptor de espermatozoides.
esta interacción induce la reacción acrosómica, en la que
se liberan enzimas como proteasas y hialuronidasa
permite que los espermatozoides atraviesen la zona
pelúcida y alcancen la membrana plasmática del ovocito
PH-30, es importante en la unión de la membrana plasmática del
espermatozoide con el ovocito y la subsiguiente fusión de ambas membranas,
favorece que el espermatozoide entre y fertilice el ovocito

28. Dra. Melba Fernández Rojas
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Las selectinas tienenuna funciónesencial en la inflamación y en la búsqueda
de linfocito
Los leucocitos desempeñan funciones relevantes en muchos
procesos inflamatorios e inmunitarios
Los leucocitos y las células endoteliales contienen lectinas de
superficie celular, llamadas selectinas, que participan en la
adherencia intercelular
células
cancerosas tiene
n ligandos de
selectina en su
superficie, están
implicados en la
invasión y
metástasis de las
células
cancerosas.

29. Dra. Melba Fernández Rojas
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Las anomalías en la síntesis de glucoproteínas son la base de enfermedades
Deficiencia de adherencia de los leucocitos II
Causada por mutaciones que alteran la actividad de un transportador de
GDP-fucosa ubicado en el aparato de Golgi.
La ausencia de ligandos fucosilados para las selectinas conduce a una
marcada disminución del rodamiento de los neutrófilos.
Los pacientes sufren infecciones bacterianas recurrentes, mortales, retraso
psicomotor y discapacidad intelectual.
La afección en ocasiones responde a la fucosa oral

30. Dra. Melba Fernández Rojas
Biología Molecular
2. Hemoglobinuria Paroxística Nocturna.
Es una anemia leve adquirida, se caracteriza por la
presencia de hemoglobina en la orina debido a la
hemólisis de los eritrocitos.
En particular durante el sueño, lo que refleja una ligera
caída del pH plasmático en ese estado, ya que ello
aumenta la susceptibilidad a la lisis por el sistema del
complemento

31. Dra. Melba Fernández Rojas
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Algunas de las distrofias musculares congénitas son
consecuencia de defectos en la síntesis de glucanos en la
proteína α-distroglucano (α-DG)
La artritis reumatoide se relaciona con una alteración en la
glucosilación de las moléculas de inmunoglobulina G (IgG) circulantes
La proteína fijadora de manosa, puede anclar azúcares cuando están
presentes en la superficie de bacterias, hongos y virus, lo que prepara a
estos agentes patógenos para la opsonización o para su destrucción por el
sistema del complemento

32. Dra. Melba Fernández Rojas
Biología Molecular
La enfermedadde las células de inclusión (I-Cell)
resulta de una orientacióndefectuosa de las enzimas
lisosómicas
La manosa 6-fosfato dirige las enzimas hacia el
lisosoma.
La enfermedad de células I es una afección rara que
se caracteriza por un retraso psicomotor grave y
progresivo, así como una variedad de signos físicos,
y la muerte suele presentarse en la primera década
de vida

33. Dra. Melba Fernández Rojas
Biología Molecular
LOS GLUCANOS PARTICIPAN EN LA
UNIÓN DE VIRUS, BACTERIAS Y ALGUNOS
PARÁSITOS A LAS CÉLULAS HUMANAS
El virus de la influenza A se asocia a
moléculas receptoras de
glucoproteínas de la superficie
celular que contienen ácido N-
acetilneuramínico por medio de una
proteína hemaglutinina.
El virus también tiene
una neuraminidasa que desempeña
una función clave al permitir la
elución de la progenie recién
sintetizada de las células infectadas
Los virus de la influenza se clasifican según el tipo de
hemaglutinina (H) y neuraminidasa (N) que poseen.
16 tipos de hemaglutinina y 9 de neuraminidasa.
El virus de la influenza aviar se clasifica como H5N

34. Dra. Melba Fernández Rojas
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Causa del síndrome de inmunodeficiencia adquirida (sida)
Se adhiere a las células mediante una de las glucoproteínas de
superficie gp-120 y usa otra glucoproteína de superficie (gp-41) para
fusionarse con la membrana de la célula huésped.
Los anticuerpos contra la gp-120 se desarrollan durante la infección
por el HIV-1
El virus de la inmunodeficiencia
humana tipo 1 (HIV-1)

35. Dra. Melba Fernández Rojas
Biología Molecular
Es la principal causa de las úlceras pépticas
Se une a cuando menos dos glucanos diferentes presentes en las
superficies de las células epiteliales del estómago, lo que le
permite instaurar un sitio de unión estable al revestimiento del
estómago.
Helicobacter pylori

36. Dra. Melba Fernández Rojas
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