Glycosylatie

Glycosylatie is een biochemisch proces waarbij suikergroepen (glycanen) covalent worden bevestigd aan macromoleculen zoals eiwitten en lipiden. De belangrijkste vormen bij eukaryoten zijn N-glycosylatie en O-glycosylatie. Bij N-glycosylatie worden suikerresiduen gekoppeld aan een asparagine-residu in een eiwit, doorgaans volgens de consensus Asn-X-Ser/Thr, meestal tijdens de synthese in het endoplasmatisch reticulum. O-glycosylatie vindt plaats op serine- of threonine-residuen en gebeurt doorgaans in het Golgi-systeem. Naast eiwitten kunnen ook lipiden glycosyleren, wat leidt tot glycolipiden en GPI-ankerlipiden.

Het proces wordt gekatalyseerd door glycosyltransferasen, die suikergroepen leveren vanuit donor nucleotide-sugars zoals UDP-glucose of GDP-mannose. De N-glycan-assemblage begint in het ER op dolichol-fosfaat en wordt in het Golgi verder bewerkt en aangepast. Glycosylatie beïnvloedt eiwitvouwing, stabiliteit, trafficking en interacties met andere moleculen; het speelt een cruciale rol in celherkenning, signaaltransductie en immunologische herkenning. Doordat glycans vaak op het celoppervlak voorkomen, vormen ze de glycocalyx en beïnvloeden ze interacties met het immuunsysteem en met pathogen factoren.

Stoornissen in glycosylatie leiden tot congenital disorders of glycosylation (CDG), met symptomen zoals groeiachterstand, neurologische problemen en multi-orgaanfalen. Veranderingen in glycosylatiepatronen worden ook gezien bij sommige kankers en infectiepathogenen. Analytische benaderingen zoals glycomics en glycoproteomics, vaak met massaspectrometrie, worden gebruikt om glycanpatronen te bestuderen. Glycosylatie is tevens van belang bij de productie van biotechnologische geneesmiddelen en diagnostiek.