Glicosilfosfatidilinositol

Glicosilfosfatidilinositol (pronunciación^ⓘ) o glucofosfatidilinositol (GPI) es un fosfoglicérido que se puede unir al extremo C-terminal de una proteína durante la modificación postraduccional. Las proteínas ancladas a GPI resultantes desempeñan funciones clave en una amplia variedad de procesos biológicos. GPI se compone de un grupo fosfatidilinositol unido a través de un conector que contiene carbohidratos (glucosamina y manosa unidas glicosídicamente al residuo de inositol) y mediante un puente de fosfato de etanolamina (EtNP) al aminoácido C-terminal de una proteína madura. Los dos ácidos grasos del grupo hidrofóbico fosfatidil-inositol anclan la proteína a la membrana celular.

Síntesis

Las proteínas glicosiladas (ancladas a GPI) contienen una secuencia señal que las dirige al retículo endoplásmico (RE). La proteína se inserta cotraduccionalmente en la membrana del ER a través de un translocón y está unida a la membrana del ER por su extremo C hidrofóbico; la mayor parte de la proteína se extiende hacia la luz del RE. A continuación, la secuencia C-terminal hidrófoba se escinde y se reemplaza por el anclaje GPI. A medida que la proteína se procesa a través de la vía secretora, se transfiere a través de vesículas al aparato de Golgi y finalmente a la membrana plasmática, donde permanece unida a una valva de la membrana celular. Dado que la glipiación es el único medio de unión de tales proteínas a la membrana, la escisión del grupo por las fosfolipasas dará como resultado la liberación controlada de la proteína de la membrana. Este último mecanismo se utiliza in vitro; es decir, las proteínas de membrana liberadas de las membranas en ensayos enzimáticos son proteínas glipiadas.

Escisión

La fosfolipasa C (PLC) es una enzima conocida por escindir el enlace fosfoglicerol que se encuentra en las proteínas ancladas a GPI. El tratamiento con PLC provocará la liberación de proteínas unidas a GPI de la membrana celular externa. Se sabe que el marcador de células T Thy-1 y la acetilcolinesterasa, así como las fosfatasas alcalinas tanto intestinales como placentarias, están ligadas a GPI y se liberan mediante el tratamiento con PLC. Se cree que las proteínas unidas a GPI están ubicadas preferentemente en balsas lipídicas, lo que sugiere un alto nivel de organización dentro de los microdominios de la membrana plasmática.

Deficiencias en la síntesis del anclaje GPI

En humanos

Los defectos en la síntesis del anclaje GPI ocurren en enfermedades adquiridas raras como la hemoglobinuria paroxística nocturna (HPN) y enfermedades congénitas como la hiperfosfatasia con síndrome de retraso mental (HPMRS). En la HPN, un defecto somático en las células madre sanguíneas, que son necesarias para la síntesis de GPI, da como resultado un enlace GPI defectuoso entre el factor acelerador de la descomposición (DAF) y CD59 en los glóbulos rojos. La causa más común de HPN son mutaciones somáticas en el gen del cromosoma X PIGA. Sin embargo, también se ha informado de un caso de HPN con una mutación de la línea germinal en el gen autosómico PIGT y un segundo impacto somático adquirido. Sin estas proteínas unidas a la superficie celular, el sistema del complemento puede lisar la célula y se destruye una gran cantidad de glóbulos rojos, lo que provoca hemoglobinuria. En pacientes con HPMRS, se han notificado mutaciones que causan enfermedades en los genes PIGV, PIGO, PGAP2 y PGAP3..

En otras especies

Las glicoproteínas de superficie variable del protozoo de la enfermedad del sueño Trypanosoma brucei están unidas a la membrana plasmática mediante un anclaje GPI.