Zuckerresten

Zuckerreste, auch als glykanische Reste bezeichnet, sind glykosidisch gebundene Zuckermoleküle, die an Proteine, Lipide oder an freier Oligosaccharide gebunden vorkommen. In der Biochemie beschreibt der Begriff insbesondere N- und O-glykosidische Reste, die glycoproteins, glycolipids und proteoglykane bilden. Sie beeinflussen Eigenschaften wie Größe, Ladung, Stabilität und Löslichkeit eines Makromoleküls.

Zu den wichtigsten Typen gehören N-glykosidische Reste, die über eine Bindung an die Asparaginseite einer Polypeptidkette gebunden sind, und O-glykosidische Reste, die an Serin- oder Threoninreste gekoppelt sind. Glykanstrukturen können als Hochmannose-, komplexe oder Hybridformen auftreten und häufig Sialinsäure, Fucose oder andere Zuckerausprägungen enthalten. Glykananteile finden sich zudem in Glykolipiden (Glykolipide) und Proteoglykanen, deren Zuckerketten sich über verschiedene Domänen erstrecken.

Die Biosynthese erfolgt in der Regel in der endoplasmatischen Retikulum (ER) und im Golgi-Apparat. Dort wird ein Oligosaccharid auf einen Lipidträger aufgebaut und auf das Zielprotein übertragen; danach erfolgen Umbau- und Erweiterungsschritte durch verschiedene Glycosyltransferasen und Glykosidasen, wodurch die endgültigen Strukturen entstehen.

Funktionen und Bedeutung umfassen Faltungs- und Qualitätskontrolle von Proteinen, Stabilität und Lebensdauer im Blut, Zelloberflächen-Erkennung, Zelladhäsion sowie Signaling. Analytisch werden Zuckerreste mittels Massenspektrometrie, HPLC oder Lectin-Assays charakterisiert. Veränderungen der Glykosylierung sind mit Krankheiten wie angeborenen Glykosylierungsstörungen (CDG) und Krebs verbunden und können als diagnostische Marker dienen.