Mannosidase

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Mannosidase ist ein Enzym, das Mannose hydrolysiert. Eine Familie von Mannosidasen ist ebenfalls verantwortlich für die Verarbeitung neu gebildeter Glykoproteine im endoplasmatischen Retikulum zu reifen Glykoproteinen, die hoch heterogene komplexe Glykane enthalten. Die N-Glykosylierung von Proteinen wird von einer Vielzahl von Enzymen reguliert. Verschiedene Arten von Glykosidasen und Glykosyltransferasen katalysieren die Zucker-Modifikation der N-Glykosylierung von Proteinen. α-Mannosidase ist eine Schlüsselglykosidase, die aus vielen Mitgliedern besteht. Sie spielt eine wichtige Rolle bei der Umwandlung von Glykane vom hochmannosetyp in komplexe Strukturen, indem sie Mannose-Reste abschneidet.

Abbildung 1. Proteinstruktur der Mannosidase.

Klassifikationen

Die an dem N-Glykosylierungsprozess beteiligten Mannosidasen können in α-Mannosidase und β-Mannosidase unterteilt werden, je nach den Unterschieden in den Hydrolysebindungspositionen, die sie katalysieren, und sie sind an Mannose α-1, 2 beteiligt. Der Hydrolyseprozess von α-1,3, α-1,6 und β1-4 Glykosidbindungen. Bisher wurden mehr als zwanzig Arten von α-Mannosidase cDNA kloniert, von denen sechs aus Menschen stammen. α-Mannosidase ist hauptsächlich im endoplasmatischen Retikulum, Golgi-Apparat, Lysosomen und anderen Organellen im Zytoplasma vorhanden. Ihre Funktion besteht darin, die unterschiedlich verbundenen Mannose-Reste an den Enden der Oligosaccharidstruktur zu spalten, um hochmannosetypische, komplexe und heterogene Organellen zu bilden. Synthetische N-Oligosaccharide. Basierend auf Substratspezifität, enzymatischem Molekulargewicht, konservierten Sequenzdomänen und Empfindlichkeit gegenüber Alkaloid-Inhibition unterteilte Moremen die entdeckte α-Mannosidase in zwei Hauptkategorien, I und II.

Die Rolle der Mannosidase im Prozess der Glykosylierung

N-Glykosylierung ist ein Prozess, bei dem Oligosaccharide an die Aminogruppen von Aspartyl-Resten von endokrinen Proteinen und membranständigen Proteinen durch Glykosyltransferasen, die vom endoplasmatischen Retikulum katalysiert werden, gebunden werden, das heißt, das Ribosom des rauen endoplasmatischen Retikulums. Gleichzeitig mit der Synthese der Proteinpeptidkette, sobald die Aspartinsäure-Xaa-Tryptophan-Serin (Asn-Xaa-Ser Thr, Xaa sind alle Aminosäurereste außer Prolin) Triplettsequenz kodiert, ist es möglich, die Glykosylierung an der Basis des Standorts zu starten. Wenn die Peptidkette in die Höhle des endoplasmatischen Retikulums eintritt, kann die N-Zucker-Kette von den auf der Membranstruktur des endoplasmatischen Retikulums befindlichen Verarbeitungsenzymen zugeschnitten und in einen hochmannosetypischen Zustand verarbeitet werden. In den Golgi-Apparat eintreten und weiterhin von Enzymen auf der Membranstruktur verarbeitet und synthetisiert werden. In einigen Fällen wird auch die Asn-Xaa-Cys-Sequenz als Glykosylierungsstelle verwendet. Der Prozess der N-Glykosylierung umfasst die Beteiligung einer Vielzahl von Enzymen, hauptsächlich Glykosyltransferasen und Glykosidasen. Erstere sind verantwortlich für die Übertragung des Monosaccharidteils des aktiven Donors (normalerweise NDP-Zucker) auf das Akzeptormaterial, wie Zucker, Proteine und Lipide; die katalytische Aktivität letzterer besteht darin, verschiedene Zuckermoleküle auf der Zuckerkette von Glykoproteinen abzuschneiden, und die beiden zusammen vollenden die N-Glykosylierung. Im Folgenden werden hauptsächlich einige Merkmale der α-Mannosidase in Glykosidasen zusammengefasst. Die Funktion der verschiedenen Arten von α-Mannosidase besteht darin, die unterschiedlich verbundenen Mannosylgruppen in der Zuckerkette des Glykoproteins abzuschneiden. Sie ist nicht nur notwendig für die Reifung von N-Glykane, sondern nimmt auch am Abbauprozess teil.

α-Mannosidase verwandte Krankheiten

Bis jetzt haben Menschen neun Krankheiten entdeckt, die mit dem Glykosylierungsprozess in Verbindung stehen, und sie sind alle autosomal-rezessive Krankheiten. Das Beschneiden jeder Glykosylierung im Prozess der N-Glykosylierungsreifung und -abbau wird von spezifischen Enzymen katalysiert. Ein Mangel oder unzureichende Enzyme in irgendeinem Schritt kann zu einer unvollständigen Glykosylierung von intrazellulären und sekretorischen Glykoproteinen führen. Pathologische Symptome einer kongenitalen Glykosylierungsdysfunktion hervorrufen. Die Krankheiten, die derzeit als durch die Störung der α-Mannosidase verursacht erkannt werden, sind kongenitale Dysplasie Anämie Typ II und α-Mannosidose (α-Mannosidosis).

Abbildung 2. Alpha-Mannosidose ist eine lysosomale Speicherkrankheit.