[생화학] 6.4 : 당포합체(glycoconjugate)

 

 

이번 포스트에서는 당포합체(glycoconjugate)들에 대해 알아보자.

 

 

 

 

 

위 그림에 다양한 glycoconjugate들이 나타나 있음. glycoprotein은 당이 붙어있는 protein을 의미함. (protein의 비중이 더 높으며 작은 sugar가 붙어있음) 한편 proteoglycan은 큰 덩치의 glucosaminoglycan들이 protein에 붙어있는 형태임. lipid에 sugar가 결합하고, 이에 protein이 붙은 GPI-anchored glycoprotein들도 있으며 그 밖에 lipid에 당이 붙은 glycosphingolipid들이 존재함.

 

 

우선 세균의 cell wall을 이루고 있는 peptidoglycan에 대해 알아보자.

 

 

 

 

peptidoglycan은 위 그림 오른쪽과 같음. 보면 peptide에 당, 그 중에서도 glycosaminoglycan들이 붙어있는 것을 알 수 있음. 한편 이 때 lysozyme은 이 peptidoglycan을 끊어줄 수 있는 활성을 가지고 있음. 따라서 우리가 bacteria 내부에 있는 protein을 얻고자 할 때 흔히 egg 흰자로부터 얻은 lysozyme을 많이 이용함.

 

 

한편 실제로 peptidoglycan은 위 그림 아래와 같이 gram positive bacteria의 경우 두꺼운 층을 이루고 있지만 gram negative bacteria의 경우 얇은 peptidoglycan 밖에 하나의 막이 더 감싸고 있는 형태임.

 

 

 

다음으로 glycoprotein(당단백질)에 대해 알아보자.

 

 

 

glycoprotein은 작은 oligosaccharide가 붙은 protein을 의미함. protein에 oligosaccharide가 연결될 수 있는 방법은 위 그림에 나타나 있는 것과 같은 O-linked, N-linked가 있음. 이 때 각각은 protein 내부의 amino acid에 있는 side chain의 O, 혹은 N 중 어느 원소와 oligosaccharide가 연결되는지에 따라 다르게 분류됨. 이 때 side chain에 O가 있는 Ser, Thr등이 주로 O-linkage에 관여하며 side chain에 N이 있는 Asn이 N-linkage에 주로 관여함.

 

 

 

 

위 그림은 실제로 protein에 glycosylation이 되어서 당이 붙는 일련의 과정이 나타나 있음. 보면 이러한 과정이 ER, golgi를 거치면서 연속적으로 일어난다는 것을 알 수 있음. 이 때 흥미롭게도 oligosaccharide가 하나하나 합성되어서 달라붙는게 아니라 이미 합성된 커다란 oligosaccharide가 먼저 붙은 후 세세한 modification이 일어난다는 것이 특징임.

 

 

 

 

 

위 표들에는 당화와 관련되어 있는 protein에 defect가 발생할 시 어떤 질환이 나타날 수 있는지가 나타나 있으므로 참고할 것.

 

 

다음으로 proteoglycan(프로테오글리칸)에 대해 알아보자.

 

 

 

이 녀석은 sulfated glucosaminoglycan들이 protein에 붙어있는 형태이며, 크게 syndecan과 glypican의 두 종류로 나누어짐. syndecan은 위 그림 왼쪽 위 붉은색과 같이 single transmembrane domain을 가진 protein에 glucosaminoglycan이 붙어있는 것이고, glypican은 위 그림 오른쪽 위 파란색과 같이 lipid membrane에 anchored된 protein에 glucosaminoglycan이 붙어있는 것임.

 

 

이들은 다른 neighboring cell에 있는 receptor들에 의해 인식되는 것이 가능하며 cell growth 등의 regulation과 밀접하게 관련되어 있음.

 

 

 

 

한편 위 그림 아래에 나타난 것과 같이 Heparan sulfate가 달라붙는 과정에서 Heparan sulfate 중 많은 sulfate가 있는 (negative charge) 곳인 NS domain과, 적은 sulfate가 있는 곳인 NA domain이 있음.

 

 

 

실제로 위와 같이 NS, NA domain에 다양한 녀석들이 상호작용 가능함. 한 예로 이곳에 thrombin이 상호작용할 수도 있고, FGF, GFG receptor간의 binding에 이들 domain이 관여할 수도 있음. 이 밖에 cell surface localization, concentration 등에도 이들이 관련되어 있음.

 

 

 

위 그림과 같이 실제로 proteoglycan이 integrin mediated cell-cell interaction에 상당히 많이 관여하게 됨. 그 밖에 위 그림 왼쪽과 같이 물 분자를 많이 흡수할 수 있는 proteoglycan aggregate들은 joint에서의 윤활제로 작용할 수 있기도 함.

 

 

 

다음 포스트에서는 당지질(glycolipid)에 대해 알아보자.