Glikoprotein adalah jenis molekul protein yang memiliki karbohidrat yang melekat padanya. Proses tersebut terjadi selama penerjemahan protein atau sebagai modifikasi posttranslasional dalam proses yang disebut glikosilasi.
Karbohidrat adalah rantai oligosaccharide (glycan) yang terikat secara kovalen dengan rantai samping polipeptida protein. Karena gugus -OH gula, glikoprotein lebih hidrofilik daripada protein sederhana. Ini berarti glikoprotein lebih tertarik pada air daripada protein biasa. Sifat hidrofilik molekul juga mengarah pada lipatan karakteristik struktur tersier protein. Karbohidrat adalah molekul pendek, sering bercabang, dan dapat terdiri dari:
- gula sederhana (mis., glukosa, galaktosa, manosa, xilosa)
- gula amino (gula yang memiliki gugus amino, seperti N-acetylglucosamine atau N-acetylgalactosamine)
- gula asam (gula yang memiliki gugus karboksil, seperti asam sialat atau asam N-asetilneuramin)
Kategori Glikoprotein
Glikoprotein dikategorikan menurut tempat perlekatan karbohidrat dengan asam amino dalam protein.
- Glikoprotein yang terhubung dengan O adalah karbohidrat yang terikat dengan atom oksigen (O) dari gugus hidroksil (-OH) dari kelompok R baik asam amino treonin atau serin. Karbohidrat terkait O juga dapat berikatan dengan hydroxylysine atau hydroxyproline. Prosesnya disebut O-glikosilasi. Glikoprotein terkait-O terikat dengan gula di dalam kompleks Golgi.
- Glikoprotein terkait-N memiliki karbohidrat yang terikat pada nitrogen (N) dari gugus amino (-NH2) dari gugus R dari asam amino asparagin. Kelompok R biasanya rantai samping amida asparagin. Proses ikatan disebut N-glikosilasi. Glikoprotein terkait-N memperoleh gula dari membran retikulum endoplasma dan kemudian diangkut ke kompleks Golgi untuk modifikasi.
Sementara glikoprotein yang terhubung dengan O dan N adalah bentuk yang paling umum, koneksi lain juga dimungkinkan:
- Glikosilasi P terjadi ketika gula menempel pada fosfor fosfoserin.
- C-glikosilasi adalah ketika gula menempel pada atom karbon asam amino. Contohnya adalah ketika gula mannose berikatan dengan karbon di triptofan.
- Glypiation adalah ketika glikolipid glikofosfatidlinlinolol (GPI) menempel pada ujung karbon polipeptida.
Contoh dan Fungsi Glikoprotein
Glikoprotein berfungsi dalam struktur, reproduksi, sistem kekebalan, hormon, dan perlindungan sel dan organisme.
Glikoprotein ditemukan pada permukaan lapisan ganda lipid dari membran sel. Sifat hidrofilik mereka memungkinkan mereka berfungsi di lingkungan berair, di mana mereka bertindak dalam pengenalan sel-sel dan pengikatan molekul lain. Glikoprotein permukaan sel juga penting untuk sel-sel dan protein penghubung silang (mis., Kolagen) untuk menambah kekuatan dan stabilitas jaringan. Glikoprotein dalam sel tanaman adalah apa yang memungkinkan tanaman berdiri tegak melawan gaya gravitasi.
Protein glikosilasi tidak hanya penting untuk komunikasi antar sel. Mereka juga membantu sistem organ berkomunikasi satu sama lain. Glikoprotein ditemukan dalam materi abu-abu otak, di mana mereka bekerja bersama dengan akson dan sinaptosom.
Hormon bisa berupa glikoprotein. Contohnya termasuk human chorionic gonadotropin (HCG) dan erythropoietin (EPO).
Pembekuan darah tergantung pada glikoprotein prothrombin, trombin, dan fibrinogen.
Penanda sel mungkin glikoprotein. Golongan darah MN disebabkan oleh dua bentuk polimorfik dari glikoprotein glikophorin A. Kedua bentuk hanya berbeda oleh dua residu asam amino, namun itu cukup untuk menyebabkan masalah bagi orang yang menerima organ yang disumbangkan oleh seseorang dengan golongan darah yang berbeda. Major Histocompatibility Complex (MHC) dan antigen H dari golongan darah ABO dibedakan oleh protein glikosilasi.
Glycophorin A juga penting karena itu adalah situs lampiran untuk Plasmodium falciparum, parasit darah manusia.
Glikoprotein penting untuk reproduksi karena memungkinkan pengikatan sel sperma ke permukaan sel telur.
Mucin adalah glikoprotein yang ditemukan dalam lendir. Molekul-molekul melindungi permukaan epitel yang sensitif, termasuk saluran pernapasan, saluran kencing, pencernaan, dan reproduksi.
Respons imun bergantung pada glikoprotein. Karbohidrat antibodi (yang merupakan glikoprotein) menentukan antigen spesifik yang dapat diikatnya. Sel B dan sel T memiliki glikoprotein permukaan yang juga mengikat antigen.
Glycosylation vs. Glycation
Glikoprotein mendapatkan gula dari proses enzimatik yang membentuk molekul yang tidak akan berfungsi sebaliknya. Proses lain, yang disebut glikasi, secara kovalen mengikat gula dengan protein dan lipid. Glikasi bukan proses enzimatik. Seringkali, glikasi mengurangi atau meniadakan fungsi molekul yang terpengaruh. Glikasi secara alami terjadi selama penuaan dan dipercepat pada pasien diabetes dengan kadar glukosa tinggi dalam darah mereka.