Glykoproteine sind Moleküle, die aus protein-und Kohlenhydrat-Ketten, die an vielen physiologischen Funktionen, einschließlich der Immunität. Viele Viren haben Glykoproteine, die ihnen helfen, in Körperzellen einzudringen, können aber auch als wichtige therapeutische oder vorbeugende Ziele dienen.

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Was sind Glykoproteine?

Glykoproteine sind Proteine, die Glykane enthalten, die an Aminosäureseitenketten gebunden sind., Glykane sind Oligosaccharidketten; Das sind Saccharidpolymere, die sich entweder an Lipide (Glycolipide) oder Aminosäuren (Glykoproteine) anlagern können. Typischerweise werden diese Bindungen durch einen Prozess namens Glykosylierung gebildet.

Die Glykosylierung erfolgt bei einer Mehrheit der Proteine posttranslational, wobei die meisten RER-synthetisierten Proteine einer Glykosylierung unterzogen werden. Es gibt verschiedene Formen der Glykosylierung, die spezifische Glykane an Proteine und Lipide binden.,

Zum Beispiel N-Glykosylierung (Anlagerung von Glykanen an Stickstoff an der Aminseitenkette von Asparagin) und O-Glykosylierung (Anlagerung von Glykanen an Sauerstoff an Serin und/oder Threonin). Spezifische Zucker (Glykane), die beim Menschen an Proteine oder Lipide gebunden werden können, umfassen β-D-Glucose (Glc) und β-D-Galactose (Gal).

Glykoproteine im Gesundheitswesen & Krankheit

Glykoproteine sind unglaublich vielfältig und erfüllen viele Funktionen im Körper. Einige bieten Struktur, z. B. Kollagene, andere sind an der Immunität beteiligt, z. B. Immunglobuline (z. B. IgG)., Schleime werden in Schleim der Atemwege und des Verdauungstraktes abgesondert, wo die spezifischen Schleime Wasser zurückhalten können, wodurch Schleim als wirksames Gleitmittel dienen kann.

Spezifische Glykoproteine (und Glycolipide), die auf der Oberfläche roter Blutkörperchen vorhanden sind, bestimmen den Blutgruppentyp. A-Oligosaccharid für eine Gruppe, B-Oligosaccharid für B-Gruppe, sowohl A & B-Oligosaccharide für AB-Gruppe als auch das Fehlen von A & B für O-Gruppe (nur H-Oligosaccharid-Vorläufer).,

Das Vorhandensein von Rh-Faktor (ein Antigen) bestimmt Rh+ – Gruppen, während das Fehlen des Rh-Antigens nach ABO-Bestimmung zu Rh-Gruppen führt.

Bestimmte Hormone sind Glykoproteine, einschließlich follikelstimulierendes Hormon (FSH) – ein Gonadotropinhormon, das verschiedene Funktionen in Entwicklung, Wachstum, Pubertät und Fortpflanzung hat. Andere umfassen Erythropoietin – ein Zytokin, das von den Nieren ausgeschieden wird und die Produktion roter Blutkörperchen im Knochenmark in hohen Konzentrationen als Reaktion auf Hypoxie stimuliert (normalerweise niedrige Spiegel).,

Viele Viren haben Oberflächenglykoproteine, die als Spike-Domänen bezeichnet werden. S (einschließlich SARS-CoV-2; das Virus, das COVID-19 verursacht. – diskutiert unten), die es Viren ermöglichen, an ihre Zielrezeptoren zu binden und in Zellen einzudringen.

Normalerweise können diese oberflächlichen Glykoproteine auch als natürliche neutralisierende Ziele für Antikörper dienen, die vom Körper produziert werden, um eine Infektion abzuwehren und ein gewisses Maß an zukünftiger Immunität zu verleihen.,

Einige Viren, einschließlich HIV, haben jedoch stark glykosylierte S-Domänen mit einer Fülle von Glykanen, die die Antikörperbindung und-erkennung stören, wodurch Viren wie HIV ausweichender und schwer vollständig zu behandeln sind.

Glykoproteine und COVID-19

β-Coronaviren – einschließlich MERS-CoV (MERS), SARS-CoV (SARS) und SARS-CoV-2 (COVID19) – gelangen über ihr Spike-Glykoprotein (S) in das Atemwegs – (und Verdauungs -) Epithel. Die Viren binden über ihre SB (Spike Domain B) an den ACE2 – Rezeptor-was „kronenartig“ erscheint und den Namen „Corona“ -Virus hervorruft.,

Coronaviren erfordern auch TMPRSS2, um das SB-Glykoprotein durch Endozytose in Zellen einzudringen.

Die SB-Domäne von β-Coronaviren ist auch die Hauptstelle für Antikörper zur Neutralisierung der Viren. Es ist daher auch das Ziel jeder erfolgreichen Impfung gegen COVID-19, das SARS-Glykoprotein auf der Oberfläche von SARS-CoV-2 anzuvisieren. Darüber hinaus können polyklonale Seren (bei Mäusen) den Eintritt von SARS-CoV-2 in Zellen hemmen, indem sie die SB-Domäne blockieren.,

Es ist wichtig anzumerken, dass es bisher keine erfolgreichen Impfungen gegen humane Coronaviren gibt, obwohl weltweit erhebliche Fortschritte bei der Entwicklung von Impfstoffen gegen COVID-19 durch mehrere Gruppen erzielt werden.

SARS wurde von der Bevölkerung abgelöst und MERS war auf den Nahen Osten beschränkt, daher hatte der Bedarf an Impfstoffen keine oberste Priorität. Da COVID-19 jedoch eine globale Pandemie ist (die erste seit der Influenza-Pandemie von 1918), hat die Notwendigkeit, einen erfolgreichen Impfstoff herzustellen, weltweit oberste Priorität.,

Wie bei vielen Coronaviren (kälteverursachende) und Influenzaviren (grippeverursachende) verändern sich die Oberflächen-S-Domänen ständig (mutieren), weshalb es jedes Jahr saisonale Epidemien gibt, trotz der Anwesenheit von Antikörpern für frühere Stämme.

Obwohl SARS-CoV-2 in viele verschiedene Varianten mutiert ist, ist die virale Struktur der S-Domäne insgesamt relativ stabil geblieben, so dass ein Impfstoff vielversprechender sein kann. Natürlich wird nur die Zeit zeigen, ob SARS-CoV-2-Impfstoffe erfolgreich sind oder nicht.,

Zusammenfassend sind Glykoproteine Moleküle von Oligosacchariden (Glykanen), die mit Aminosäureseitenketten von Proteinen verbunden sind, die einer Vielzahl physiologischer Funktionen dienen. Diese Funktionen variieren von der strukturellen Unterstützung wie Kollagenen bis zur Bestimmung des Blutgruppentyps Glykoproteine sind auch auf Virusoberflächen vorhanden, die eine Bindung an körperliche Rezeptoren ermöglichen.

SARS-CoV-2 (verursacht COVID-19) hat eine Spike-Domäne (ein Glykoprotein), die an ACE2-Rezeptoren in der Lunge bindet und die Spike-Domäne stört, kann ein potenzielles Impfziel sowie andere therapeutische Ziele sein.,

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