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FP7

GLYCAN HETEROGENEITY Resultado resumido

Project ID: 627197
Financiado con arreglo a: FP7-PEOPLE
País: Suiza

La estructura de las proteínas y la glicosilación

La modificación de proteínas mediante la incorporación de carbohidratos, proceso conocido como glicosilación, presenta una gran heterogeneidad. Comprender los mecanismos que subyacen a este proceso podría mejorar sustancialmente la producción farmacéutica de glicoproteínas.
La estructura de las proteínas y la glicosilación
La glicosilación es conocida por su papel en el plegamiento, la maduración, el tráfico, la secreción y la función de las proteínas. Este proceso comienza en el retículo endoplasmático mediante la incorporación de un precursor glicano a un proteína y, seguidamente, esta proteína es transportada al aparto de Golgi donde esta modificación de glicano madura posteriormente gracias a la incorporación de varios grupos azúcar. Esto motiva, en último lugar, la aparición de una gran heterogeneidad de estructuras de glicano tanto en el sitio de glicosilación como a diferentes niveles de organización (organismo, célula y proteína).

Además de su importancia biológica, esta heterogeneidad tiene implicaciones de gran calado para la producción de compuestos farmacológicos con una biodiversidad de glicanos específica y reproducible. Comprender el papel de las diferentes estructuras de glicano ayudaría a reducir la heterogeneidad de las mismas en proteínas recombinantes.

Para abordar esta cuestión, los investigadores del proyecto financiado por la Unión Europea GLYCAN HETEROGENEITY (Influence of the protein sequence and structure on the glycan micro-heterogeneity) se propusieron estudiar cómo la interacción entre la proteína y el glicano afectaba a la heterogeneidad de las estructuras de glicano. Para tal fin, estos estudiaron una glicoproteína modelo con cinco sitios de glicosilación empleando técnicas clásicas de bioquímica y biología molecular en combinación con la espectrometría de masas de alta resolución.

Los resultados revelaron que cada uno de los cinco sitios de glicosilación presentaba un perfil glicano específico, siendo el sitio 4 el que exhibía la estructura de glicanos menos procesada. Los investigadores identificaron la ruta más probable seguida por el procesamiento de cada sitio y calcularon la tasa de conversión enzimática, identificando potenciales limitaciones en el proceso. Los descubrimientos señalaron que en el sitio 4 el glicano interaccionaba fuertemente con un aminoácido específico presente en la superficie de la proteína e impedía el acceso de enzimas modificadoras al glicano. Es más, se detectó una mutación en este aminoácido que modificaba sustancialmente el perfil hacia una estructura de glicanos altamente procesados, demostrando la posibilidad de modificar el perfil de glicosilación mediante una mutación específica en un sitio concreto de la proteína.

En conjunto, estos resultados demuestran que la estructura de la proteína afecta al procesamiento de glicanos no solo mediante el impedimento estérico, sino también mediante la interacción directa de aminoácidos específicos con la estructura de glicano. Esto sugiere que la modificación de la secuencia de la proteína podría constituir un método alternativo para la producción de glicoproteínas recombinantes a nivel industrial.

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Palabras clave

Estructura de la proteína, glicosilación, glicano, GLYCAN HETEROGENEITY, aminoácido
Número de registro: 191017 / Última actualización el: 2017-02-07