Glikoprotein sentezini bozan inhibitörler
Görsel, özellikle N-bağlı glikozilasyonun farklı basamaklarını inhibe eden üç klasik maddeyi göstermektedir:
| İnhibitör | Temel hedef | Hücresel yer |
|---|---|---|
| Tunikamisin | Dolikol-P’ye ilk şeker aktarımını engeller | Granüllü ER |
| Deoksinojirimisin | α-glikozidaz I ve II’yi inhibe eder | Granüllü ER |
| Swainsonin | Golgi α-mannozidaz II’yi inhibe eder | Golgi |
N-bağlı glikozilasyonun normal basamakları
N-bağlı oligosakkarit:
- Polipeptitteki asparajin kalıntısına bağlanır.
- Bağlanma konsensus dizisi:
Burada X genellikle prolin dışındaki bir amino asittir.
1. Tunikamisin
Tunikamisin, N-bağlı glikozilasyonun en erken basamağını inhibe eder.
Mekanizma
Normalde UDP-N-asetilglukozaminden GlcNAc-1-fosfatın dolikol fosfata aktarılması gerekir. Bu reaksiyonu:
UDP-GlcNAc:dolikol-P GlcNAc-1-P transferaz — DPAGT1
katalizler.
Tunikamisin bu enzimi inhibe eder:
Sonuçta:
- Dolikol üzerinde oligosakkarit öncülü oluşturulamaz.
- Oligosakkarit asparajine aktarılamaz.
- N-bağlı glikozilasyon bütünüyle bloke edilir.
- Hatalı katlanmış proteinler ER’de birikir.
- Katlanmamış protein yanıtı ve ER stresi gelişir.
Önemli ayrım
Tunikamisin:
- N-bağlı glikozilasyonu inhibe eder.
- Golgi’de gerçekleşen klasik O-bağlı glikozilasyonu doğrudan inhibe etmez.
TUS ezberi: Tunikamisin → dolikol → N-glikozilasyonun başlangıcı.
2. Deoksinojirimisin
Deoksinojirimisin bir iminoşeker yapısındadır ve ER’deki:
- α-glikozidaz I
- α-glikozidaz II
enzimlerini inhibe eder.
Normal reaksiyon
Proteine ilk aktarılan oligosakkarit:
yapısındadır. ER glikozidazları terminal üç glukozu sırayla uzaklaştırır.
Bu budanma:
- Glikoproteinin kalneksin ve kalretikulinle etkileşmesi,
- Doğru katlanmanın denetlenmesi,
- Hatalı proteinlerin ER ilişkili yıkıma yönlendirilmesi
için gereklidir.
İnhibisyon sonucu
Deoksinojirimisin kullanıldığında:
- Terminal glukozlar uzaklaştırılamaz.
- Kalneksin–kalretikulin kalite kontrol döngüsü bozulur.
- Glikoprotein katlanması ve ER’den çıkışı bozulabilir.
- Anormal glikoproteinler birikir.
Klinik bağlantı
Deoksinojirimisin türevlerinden miglustat, esas olarak glukozilseramid sentazı inhibe ederek bazı lizozomal depo hastalıklarında substrat azaltıcı tedavi amacıyla kullanılır. Ancak tabloda gösterilen klasik biyokimyasal etki, ER α-glikozidaz I–II inhibisyonudur.
3. Swainsonin
Swainsonin, başlıca Golgi’de bulunan α-mannozidaz II enzimini inhibe eder.
Normal görev
Golgi α-mannozidaz II:
- Hibrit N-glikanlardaki belirli mannoz kalıntılarını uzaklaştırır.
- Kompleks tip N-bağlı oligosakkaritlerin oluşmasına olanak sağlar.
İnhibisyon sonucu
- Mannoz budanması tamamlanamaz.
- Kompleks N-glikan sentezi bozulur.
- Hibrit ve mannozdan zengin oligosakkaritler birikir.
- Hücre yüzeyi ve salgı glikoproteinlerinin yapısı değişir.
Swainsonin ayrıca lizozomal α-mannozidazı da inhibe edebilir ve α-mannozidoz benzeri depo tablosu oluşturabilir.
Toksikolojik bağlantı
Swainsonin bazı locoweed bitkilerinde ve mantarlarda bulunan toksik bir alkaloiddir. Hayvanlarda:
- Ataksi
- Tremor
- Davranış değişikliği
- Kilo kaybı
- Nörolojik bozukluk
ile seyreden “locoism” tablosuna neden olabilir.
Üç inhibitörün ayırıcı özeti
| Özellik | Tunikamisin | Deoksinojirimisin | Swainsonin |
|---|---|---|---|
| Organel | ER | ER | Golgi |
| Hedef | DPAGT1/GlcNAc-1-P transferaz | α-glikozidaz I–II | α-mannozidaz II |
| Etkilenen basamak | Oligosakkarit öncülünün başlaması | Glukozların budanması | Mannozların budanması |
| Temel sonuç | N-glikozilasyon başlamaz | Protein kalite kontrolü bozulur | Kompleks N-glikan oluşamaz |
| Anahtar kelime | Dolikol | Glukoz budama | Mannoz budama |
TUS/YDUS ezberi
Tunikamisin başlatmaz → Deoksinojirimisin glukozu kesemez → Swainsonin mannozu kesemez
Sıralama:
- Tunikamisin: dolikol üzerine ilk şekerin bağlanması
- Deoksinojirimisin: ER’de glukoz budanması
- Swainsonin: Golgi’de mannoz budanması
Çok zor TUS sorusu
Kültür hücrelerine eklenen bir madde sonrasında yeni sentezlenen glikoproteinlerin asparajin kalıntılarında N-bağlı oligosakkarit bulunmadığı görülüyor. Buna karşılık Golgi’de başlayan O-bağlı glikozilasyon tamamen ortadan kalkmamıştır. Hatalı katlanmış proteinlere bağlı ER stresi gelişmektedir.
Bu etkiden sorumlu madde ve inhibe ettiği enzim hangisidir?
A) Deoksinojirimisin – Golgi α-mannozidaz II
B) Swainsonin – ER α-glikozidaz I
C) Tunikamisin – UDP-GlcNAc:dolikol-P GlcNAc-1-P transferaz
D) Brefeldin A – oligosakkaril transferaz
E) Miglustat – dolikol fosfat sentaz
Doğru cevap: C
Tunikamisin, dolikol fosfata ilk GlcNAc-1-fosfat aktarımını katalizleyen DPAGT1 enzimini inhibe eder. Dolikol üzerinde oligosakkarit öncülü oluşamadığından N-bağlı glikozilasyon daha başlangıç aşamasında bloke edilir.