La O-GlucosilNAcetilación (O-GlcNAc) es tipo de glicosilación que se produce sobre una gran cantidad de proteínas citosólicas y nucleares. Consistente en la adición de un residuo de N-Acetilglucosamina (GlcNAc) sobre el grupo hidroxilo de los aminoácidos serina o treonina en algunas proteínas.
Nota históricaEssentials of Glycobiology, 2nd edition. Ajit Varki. Cold Spring Harbor Laboratory Press; 2009 Esta modificación se identificó en el año 1983, en un estudio sobre los glicoconjugados (moléculas formadas por asociaciones de glicanos y otros componentes) acabados en un residuo de GlcNAc. Al estudiar la localización de estos glicanos dentro de la célula, se encontró que se encontraban principalmente próximas al núcleo, concretamente en la cromatina y junto a las proteínas del poro nuclear. En menor proporción se encontraron también en el citoplasma de las células.
Síntesis thumb|Ciclo O-GlcNAc y las enzimas que lo catalizan La síntesis de este tipo de glicanos, a diferencia de la mayoría de las otras modificaciones glicosídicas, es llevada a cabo por una única enzima, la O-GlcNAc transferasa (OGT), utilizando UDP-GlcNAc como donador del residuo glicosídico. Esta modificación presenta una alta tasa de recambio, y es retirada por otra enzima, la O-GlcNAcasa (OGA). La acción de OGA produce la liberación de un residuo libre de N-Acetilglucosamina y la proteína inalterada.
La regulación de la actividad de estas enzimas determinan la cantidad de residuos de serina y treonina que se van a encontrar modificados en las proteínas celulares.
Funciones Las funciones de esta modificación tienen un papel central en la regulación de muchos procesos celulares. Principalmente actúa como un sensor de los diferentes tipos de nutrientes presentes en la célula. Esto es debido a que el precursor (UDP-GlcNAc) requiere de la aportación de componentes de una gran cantidad de vías celulares (glicólisis, generación de nucleótidos, nitrógeno, entre otros).
Además de los nutrientes, existen gran cantidad de factores adicionales que pueden afectar los niveles de O-GlcNAc de las células. Estrés oxidativo, altas temperaturas o la hipoxiaZachara NE, O'donnell N, Cheung WD, Mercer JJ, Marth JD, Hart GW. Dynamic O-GlcNAc modification of nucleocytoplasmic proteins in response to stress. A survival response of mammalian cells. J Biol Chem. 2004;279(29):30133-42 son factores identificados que pueden alterar la señalización interna de la célula por varias vías, entre ellas la señalización por O-GlcNAc.
Existen gran cantidad de procesos de interés científico o médico en los que esta modificación posee una función central, como pueden ser la severidad de un accidente cardiovascular,Ngoh GA, Watson LJ, Facundo HT, Jones SP. Augmented O-GlcNAc signaling attenuates oxidative stress and calcium overload in cardiomyocytes. Amino Acids. 2011;40(3):895-911 regulaciones de la expresión génicaHanover JA, Krause MW, Love DC. Bittersweet memories: linking metabolism to epigenetics through O-GlcNAcylation. Nat Rev Mol Cell Biol. 2012;13(5):312-21. o importancia en el desarrollo de diabetes mellitus de tipo IIMa J, Hart GW. Protein O-GlcNAcylation in diabetes and diabetic complications. Expert Rev Proteomics. 2013;10(4):365-80.
Referencias
Categoría:Reacciones bioquímicas