Quantitative Analyse von Protein-Massenspektren

2.2. Glykoproteine
Hierbei handelt es sich um eine Gruppe komplexer Makromoleküle, welche in nahezu allen
Lebensformen vorkommen. Den größten Anteil daran haben posttranslational modifizierte
Membranproteine sowie Proteine, welche in der extrazellulären Matrix vorkommen. Diese
üben einen großen Einfluss auf die Funktion und Entwicklung von Zellen aus. Besonders
wichtige Vertreter der Glykoproteine lassen sich in der Immunabwehr von Säugetieren finden,
nämlich Immunglobuline und Immunglobulin-Rezeptoren.
Glykoproteine bestehen aus dem kovalenten Zusammenschluss eines Proteins und mehrerer
Kohlenhydrate (vgl. Abb. 2.2.1). Die Bindungstypen lassen sich aufteilen in N-glykosidische
und O-glykosidische Bindungen. Bei der ersten Klasse erfolgt die Bindung an die Aminogruppe
von Asparagin, bei der zweiten an die Hydroxygruppe von Threonin oder Serin. Oligosaccharid-Seitenketten
von Membran-Glykoproteinen sind nur aus den folgenden 9 Monosaccharid
Grundbausteinen zusammengesetzt, obwohl weit mehr Monosaccharide existieren:
Glukose (Glc), Galaktose (Gal), Mannose (Man), Fucose (Fuc), Arabinose (Ara), Xylose
(Xyl), N-Acetyl-D-Glukosamin (GlcNAc), N-Acetyl-D-Galaktosamin (GalNAc) und Sialinsäure
(NANA). [Klein91]
Antikörper bestehen aus zwei identischen Kettenpaaren, mit je einer leichten Kette (ca. 25kD)
und einer schweren Kette (50kD bis 80kD). Die schwere und die leichte Kette sind durch eine
Disulfidbrücke verbunden. Die zwei schweren Ketten sind in der Gelenkregion durch zwei
Disulfidbrücken miteinander verbunden (vgl. Abb. 2.2.3 a). Charakteristisch für die Antikörper
ist, dass sie über einen konstanten Bereich (CL und CH) und einen variablen Bereich (VL
und VH) verfügen. Der konstante Bereich ist allen Antikörpern gemeinsam, der variable Bereich
– die Antigenbindestelle – zeichnet sich durch eine hohe Heterogenität innerhalb der
Antikörperpopulationen aus. Diese Teile haben zwei wesentliche Aufgaben:
(1) Antigen-Bindung: Moleküle des Antigens (z.B. Pathogene) werden gebunden, wodurch
eine Immunantwort ausgelöst wird.
(2) Wechselwirkung mit Effektoren: Andere Zellen und Moleküle, welche das Antigen
zerstören, werden mobilisiert.
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Abb. 2.2.1: Zwei Klassen von
Oligosaccharid-Bindungen an
Proteinen. Die Bindungsstelle
zwischen Zucker und Protein
ist durch einen Kreis symbolisiert.
Links sieht man eine
N-glykosidische Bindung und
rechts eine O-glykosidische.
Nach [Klein91 S.139]