Etiketter

Summa sidvisningar

Leta i den här bloggen

måndag 26 november 2018

GFAT, GFAT2 (5q35.3)

GFAT entsyymi siirtää aminohaposta amidiryhmän typpeä fruktoosi-6- fosfaattiin , joka on muodsotunut glukoosi-6-fosfaatista  ( fosforyloituneesta soluun siirtyneestä verensokerista)
.nihhttps://www.ncbi.nlm.gov/gene/9945
Preferred Names
glutamine--fructose-6-phosphate aminotransferase [isomerizing] 2
Names
D-fructose-6-phosphate amidotransferase 2
glucosamine--fructose-6-phosphate aminotransferase [isomerizing] 2
glutamine: fructose-6-phosphate aminotransferase 2
glutamine:fructose-6-phosphate amidotransferase 2
hexosephosphate aminotransferase 2
 entsyymin konservoituneista domeeneista
(4) summary
PLN02981
Location:1682
PLN02981; glucosamine:fructose-6-phosphate aminotransferase
cd00714
Location:2285
GFAT; Glutamine amidotransferases class-II (Gn-AT)_GFAT-type. This domain is found at the N-terminus of glucosamine-6P synthase (GlmS, or GFAT in humans). The glutaminase domain catalyzes amide nitrogen transfer from glutamine to the appropriate substrate. In ...
cd05008
Location:369494
SIS_GlmS_GlmD_1; SIS (Sugar ISomerase) domain repeat 1 found in Glucosamine 6-phosphate synthase (GlmS) and Glucosamine-6-phosphate deaminase (GlmD). The SIS domain is found in many phosphosugar isomerases and phosphosugar binding proteins. GlmS contains a N-terminal ...
cd05009
Location:526680
SIS_GlmS_GlmD_2; SIS (Sugar ISomerase) domain repeat 2 found in Glucosamine 6-phosphate synthase (GlmS) and Glucosamine-6-phosphate deaminase (GlmD). The SIS domain is found in many phosphosugar isomerases and phosphosugar binding proteins. GlmS contains a N-terminal ...

Related articles in PubMed

GeneRIFs: Gene References Into Functions

 Entzyme history, structure, sequence.
 References.
Ref. 1. (2016)Hexosamine biosynthesis in keratinocytes: roles of GFAT and GNPDA
enzymes in the maintenance of UDP-GlcNAc content and hyaluronan
synthesis
GeneRIF: GNPDA1 siRNA induced GFAT2 which was hardly measurable in  these cells under standard culture conditions, 
GNPDA2 siRNA  increased GFAT1, and GFAT1 siRNA increased the expression of
hyaluronan synthase 2 (HAS2). Silencing of GFAT1 stimulated GNPDA1 and GDPDA2, and inhibited cell migration.
Ref. 2.(2016)  Widespread Expansion of Protein Interaction Capabilities by
Alternative Splicing
Ref. 3. (2011)  Genes linked to energy metabolism and immunoregulatory
mechanisms are associated with subcutaneous adipose tissue distribution in
HIV-infected men
Ref. 4. (2011)   TITLE     Genome-wide YFP fluorescence complementation
screen identifies new regulators for telomere signaling in human cells
Ref. 5.(2010) Hundreds of variants clustered in genomic loci and biological
pathways affect human height
Ref. 6.(2010)TITLE     Association analysis of ADPRT1, AKR1B1, RAGE, GFPT2
and PAI-1 gene polymorphisms with chronic renal insufficiency among Asian
Indians with type-2 diabets REMARK    GeneRIF: association of nine single nucleotide polymorphisms in
ADPRT1, AKR1B1), RAGE, GFPT2 and PAI-1 genes with chronic renalinsufficiency
among Asian Indians with type 2 diabetes
Ref. 7.(2007)  TITLE     Glutamine fructose-6-phosphate amidotransferase (GFAT)
gene expression and activity in patients with type 2 diabetes:
inter-relationships with hyperglycaemia and oxidative stress GeneRIF: 
Increased GFAT activity appears to be associated with
insulin resistance, postprandial hyperglycaemia and oxidative
stress in T2DM and may point towards a potential pathway amenable
for therapeutic intervention.
Ref. 8.(2007) Mutations in gfpt1 and skiv2l2 cause distinct stage-specific
            defects in larval melanocyte regeneration  in zebrafish .
Ref. 9.(2004) Common variants of gene associated to Diabetes mellitus type 2. 
Ref. 10.(1999):  Cloning and mapping of gene GFPT2 from mouse and human.  
 
LOCUS       NP_005101                682 aa            linear   PRI 23-NOV-2018
DEFINITION  glutamine--fructose-6-phosphate aminotransferase [isomerizing] 2
            [Homo sapiens].
ACCESSION   NP_005101
VERSION     NP_005101.1
DBSOURCE    REFSEQ: accession NM_005110.4
KEYWORDS    RefSeq.
SOURCE      Homo sapiens (human)
  ORGANISM  Homo sapiens
            Eukaryota; Metazoa; Chordata; Craniata; Vertebrata; Euteleostomi;
            Mammalia; Eutheria; Euarchontoglires; Primates; Haplorrhini;
            Catarrhini; Hominidae; Homo.
REFERENCE   1  (residues 1 to 682)
  AUTHORS   Oikari S, Makkonen K, Deen AJ, Tyni I, Karna R, Tammi RH and Tammi
            MI.
  TITLE     Hexosamine biosynthesis in keratinocytes: roles of GFAT and GNPDA
            enzymes in the maintenance of UDP-GlcNAc content and hyaluronan
            synthesis
  JOURNAL   Glycobiology 26 (7), 710-722 (2016)
   PUBMED   26887390
  REMARK    GeneRIF: GNPDA1 siRNA induced GFAT2 which was hardly measurable in
            these cells under standard culture conditions, GNPDA2 siRNA
            increased GFAT1, and GFAT1 siRNA increased the expression of
            hyaluronan synthase 2 (HAS2). Silencing of GFAT1 stimulated GNPDA1
            and GDPDA2, and inhibited cell migration.
REFERENCE   2  (residues 1 to 682)
  AUTHORS   Yang X, Coulombe-Huntington J, Kang S,et al. 
  TITLE     Widespread Expansion of Protein Interaction Capabilities by
            Alternative Splicing
  JOURNAL   Cell 164 (4), 805-817 (2016)
   PUBMED   26871637
REFERENCE   3  (residues 1 to 682)
  AUTHORS   Irvin MR, Shrestha S, Chen YD, Wiener HW, Haritunians T, Vaughan
            LK, Tiwari HK, Taylor KD, Scherzer R, Saag MS, Grunfeld C, Rotter
            JI and Arnett DK.
  TITLE     Genes linked to energy metabolism and immunoregulatory mechanisms
            are associated with subcutaneous adipose tissue distribution in
            HIV-infected men
  JOURNAL   Pharmacogenet. Genomics 21 (12), 798-807 (2011)
   PUBMED   21897333
REFERENCE   4  (residues 1 to 682)
  AUTHORS   Lee OH, Kim H, He Q, Baek HJ, Yang D, Chen LY, Liang J, Chae HK,
            Safari A, Liu D and Songyang Z.
  TITLE     Genome-wide YFP fluorescence complementation screen identifies new
            regulators for telomere signaling in human cells
  JOURNAL   Mol. Cell Proteomics 10 (2), M110.001628 (2011)
   PUBMED   21044950
REFERENCE   5  (residues 1 to 682)
  AUTHORS   Lango Allen H, Estrada K et al. 
  TITLE     Hundreds of variants clustered in genomic loci and biological
            pathways affect human height
  JOURNAL   Nature 467 (7317), 832-838 (2010)
   PUBMED   20881960
REFERENCE   6  (residues 1 to 682)
  AUTHORS   Prasad P, Tiwari AK, Kumar KM, Ammini AC, Gupta A, Gupta R and
            Thelma BK.
  TITLE     Association analysis of ADPRT1, AKR1B1, RAGE, GFPT2 and PAI-1 gene
            polymorphisms with chronic renal insufficiency among Asian Indians
            with type-2 diabetes
  JOURNAL   BMC Med. Genet. 11, 52 (2010)
   PUBMED   20353610
  REMARK    GeneRIF: association of nine single nucleotide polymorphisms in
            ADPRT1, AKR1B1), RAGE, GFPT2 and PAI-1 genes with chronic renal
            insufficiency among Asian Indians with type 2 diabetes
            GeneRIF: Observational study of gene-disease association. (HuGE
            Navigator)
            Publication Status: Online-Only
REFERENCE   7  (residues 1 to 682)
  AUTHORS   Srinivasan V, Sandhya N, Sampathkumar R, Farooq S, Mohan V and
            Balasubramanyam M.
  TITLE     Glutamine fructose-6-phosphate amidotransferase (GFAT) gene
            expression and activity in patients with type 2 diabetes:
            inter-relationships with hyperglycaemia and oxidative stress
  JOURNAL   Clin. Biochem. 40 (13-14), 952-957 (2007)
   PUBMED   17574229
  REMARK    GeneRIF: Increased GFAT activity appears to be associated with
            insulin resistance, postprandial hyperglycaemia and oxidative
            stress in T2DM and may point towards a potential pathway amenable
            for therapeutic intervention.
REFERENCE   8  (residues 1 to 682)
  AUTHORS   Yang CT, Hindes AE, Hultman KA and Johnson SL.
  TITLE     Mutations in gfpt1 and skiv2l2 cause distinct stage-specific
            defects in larval melanocyte regeneration in zebrafish
  JOURNAL   PLoS Genet. 3 (6), e88 (2007)
   PUBMED   17542649
REFERENCE   9  (residues 1 to 682)
  AUTHORS   Zhang H, Jia Y, Cooper JJ, Hale T, Zhang Z and Elbein SC.
  TITLE     Common variants in glutamine:fructose-6-phosphate amidotransferase
            2 (GFPT2) gene are associated with type 2 diabetes, diabetic
            nephropathy, and increased GFPT2 mRNA levels
  JOURNAL   J. Clin. Endocrinol. Metab. 89 (2), 748-755 (2004)
   PUBMED   14764791
  REMARK    GeneRIF: GFPT2 mRNA levels in transformed lymphocytes significantly
            increased among African-Americans. Associated allele of 3' UTR SNP
            approximately 2-fold overexpressed. 3' UTR variant results in
            increased GFPT2 mRNA with resultant increased hexosamine flux.
            GeneRIF: Observational study of gene-disease association. (HuGE
            Navigator)
REFERENCE   10 (residues 1 to 682)
  AUTHORS   Oki T, Yamazaki K, Kuromitsu J, Okada M and Tanaka I.
  TITLE     cDNA cloning and mapping of a novel subtype of
            glutamine:fructose-6-phosphate amidotransferase (GFAT2) in human
            and mouse
  JOURNAL   Genomics 57 (2), 227-234 (1999)
   PUBMED   10198162
COMMENT     VALIDATED REFSEQ: This record has undergone validation or
            preliminary review. The reference sequence was derived from
            BI753491.1, AB016789.1, AK022507.1 and BC000012.2.
            
            ##Evidence-Data-START##
            Transcript exon combination :: AK022507.1, SRR1803616.184569.1
                                           [ECO:0000332]
            RNAseq introns              :: mixed/partial sample support
                                           SAMEA1965299, SAMEA1966682
                                           [ECO:0000350]
            ##Evidence-Data-END##
FEATURES             Location/Qualifiers
     source          1..682
                     /organism="Homo sapiens"
                     /db_xref="taxon:9606"
                     /chromosome="5"
                     /map="5q35.3"
     Protein         1..682
                     /product="glutamine--fructose-6-phosphate aminotransferase
                     [isomerizing] 2"
                     /EC_number="2.6.1.16"
                     /note="glutamine: fructose-6-phosphate aminotransferase 2;
                     glucosamine--fructose-6-phosphate aminotransferase
                     [isomerizing] 2; hexosephosphate aminotransferase 2;
                     D-fructose-6-phosphate amidotransferase 2;
                     glutamine:fructose-6-phosphate amidotransferase 2"
                     /calculated_mol_wt=76800
     Region          1..682
                     /region_name="PLN02981"
                     /note="glucosamine:fructose-6-phosphate aminotransferase"
                     /db_xref="CDD:215531"
     Region          2..285
                     /region_name="GFAT"
                     /note="Glutamine amidotransferases class-II
                     (Gn-AT)_GFAT-type. This domain is found at the N-terminus
                     of glucosamine-6P synthase (GlmS, or GFAT in humans). The
                     glutaminase domain catalyzes amide nitrogen transfer from
                     glutamine to the appropriate substrate. In...; cd00714"
                     /db_xref="CDD:238366"
     Site            order(2,33,92..93,95..96,105,120..121,145..146)
                     /site_type="active"
                     /note="glutaminase active site [active]"
                     /db_xref="CDD:238366"
     Site            244
                     /site_type="other"
                     /experiment="experimental evidence, no additional details
                     recorded"
                     /note="Phosphoserine. {ECO:0000244|PubMed:23186163};
                     propagated from UniProtKB/Swiss-Prot (O94808.3)"
     Region          369..494
                     /region_name="SIS_GlmS_GlmD_1"
                     /note="SIS (Sugar ISomerase) domain repeat 1 found in
                     Glucosamine 6-phosphate synthase (GlmS) and
                     Glucosamine-6-phosphate deaminase (GlmD). The SIS domain
                     is found in many phosphosugar isomerases and phosphosugar
                     binding proteins. GlmS contains a N-terminal...; cd05008"
                     /db_xref="CDD:240141"
     Site            order(375..376,386..387,390..391,398,400,404,407,429)
                     /site_type="other"
                     /note="dimer interface [polypeptide binding]"
                     /db_xref="CDD:240141"
     Site            order(377..378,422..424)
                     /site_type="active"
                     /db_xref="CDD:240141"
     Region          377..378
                     /region_name="Substrate-binding.
                     {ECO:0000250|UniProtKB:Q06210}"
                     /experiment="experimental evidence, no additional details
                     recorded"
                     /note="propagated from UniProtKB/Swiss-Prot (O94808.3)"
     Region          422..424
                     /region_name="Substrate-binding.
                     {ECO:0000250|UniProtKB:Q06210}"
                     /experiment="experimental evidence, no additional details
                     recorded"
                     /note="propagated from UniProtKB/Swiss-Prot (O94808.3)"
     Region          526..680
                     /region_name="SIS_GlmS_GlmD_2"
                     /note="SIS (Sugar ISomerase) domain repeat 2 found in
                     Glucosamine 6-phosphate synthase (GlmS) and
                     Glucosamine-6-phosphate deaminase (GlmD). The SIS domain
                     is found in many phosphosugar isomerases and phosphosugar
                     binding proteins. GlmS contains a N-terminal...; cd05009"
                     /db_xref="CDD:240142"
     Site            order(547,561,565,567,569,571,575,577..579,581..584,
                     601..602,606,608..609,673..674,679)
                     /site_type="other"
                     /note="dimer interface [polypeptide binding]"
                     /db_xref="CDD:240142"
     Site            order(559,562)
                     /site_type="active"
                     /db_xref="CDD:240142"
     CDS             1..682
                     /gene="GFPT2"
                     /gene_synonym="GFAT; GFAT 2; GFAT2"
                     /coded_by="NM_005110.4:120..2168"
                     /db_xref="CCDS:CCDS43411.1"
                     /db_xref="GeneID:9945"
                     /db_xref="HGNC:HGNC:4242"
                     /db_xref="MIM:603865"
ORIGIN      
        1 mcgifaymny rvprtrkeif etlikglqrl eyrgydsagv aidgnnhevk erhiqlvkkr
       61 gkvkaldeel ykqdsmdlkv efethfgiah trwathgvps avnshpqrsd kgnefvvihn
      121 giitnykdlr kfleskgyef esetdtetia klikyvfdnr eteditfstl verviqqleg
      181 afalvfksvh ypgeavatrr gsplligvrs kyklsteqip ilyrtctlen vknicktrmk
      241 rldssaclha vgdkavefff asdasaiieh tnrvifledd diaavadgkl sihrvkrsas
      301 ddpsraiqtl qmelqqimkg nfsafmqkei feqpesvfnt mrgrvnfetn tvllgglkdh
      361 lkeirrcrrl ivigcgtsyh aavatrqvle eltelpvmve lasdfldrnt pvfrddvcff
      421 isqsgetadt llalryckdr galtvgvtnt vgssisretd cgvhinagpe igvastkayt
      481 sqfislvmfg lmmsedrisl qnrrqeiirg lrslpelike vlsleekihd lalelytqrs
      541 llvmgrgyny atclegalki keitymhseg ilagelkhgp lalidkqmpv imvimkdpcf
      601 akcqnalqqv tarqgrpiil cskddtessk fayktielph tvdclqgils viplqllsfh
      661 lavlrgydvd fprnlaksvt ve
//

Neuramiinihappo eli sialihappo


 Ihmisellä  sokeriaineenvaihdunnasta käsin syntyy sialihappoa, eli neuramiinihappoa.
 Glukoosin täytyy ensiki oll fosforyloituneena  ja siten  muttuneena fruktoosi6-fosfaatiksi, josta entsyymi GFAT ja glutamiini  tuottavat glukosamini-6-fosfaattia.   GFAT  entsyymi  on olennainen.


 Tähän  enimmäiseen synteesiin osallistuu aminohappo fundamentaaliesta aineenvaihdunnasta, glutamiinihappoa. Typpipitoinen ryhmä liitetään sokeriin, jolloin sokeri siirtyy  struktuurirakenteeksi.


https://www.researchgate.net/profile/Camille_Mace/publication/260647505/figure/fig3/AS:203099760271370@1425434164438/Sialic-acid-biosynthesis-and-recycling-pathway-In-humans-sialic-acid-is-synthesized.png

https://www.sigmaaldrich.com/life-science/learning-center/biofiles/biofiles-5-1/sialic-acid-synthesis.htmlsynthesis.html https://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/images/online-catalog/figure-3-lg.gif

fredag 2 november 2018

Mahasuolikanavan musiinin koostumuksesta väitöskirja 2018


Karolina Sjöberg Jabnar Early stage inflammation and cancer as reflected in the gastrointestinal mucus composition http://hdl.handle.net/2077/56912
Väitös 12.11.2018)

Suomennosta  tiivistelmästä

MUCUS, musiinilima, peittää kehon sisäisiä välipintoja  miljööseen päin  tehden ihmisen kykeneväksi vitaaliin interaktioon  ulkopuolisen maailman kanssa. Musiini rakentuu musiiniproteiineista, jotka ovat tärkeitä ihmisen puolustuskyvyssä  infektioita ja tulehduksia vastaan, mutta ne antavat myöskin oman osansa  karsinogeneesiin ja tuumorien kehittymiseen.
Näitä musiinibiologian eri näkökohtia  valaistaan esimerkein  tämän väitökirjan  osatöissä, jotka kaikki  perustuvat massaspektrometrisiin tutkimuksiin. Aihepiiri kattaa  alueita haimasyövän varhaisdiagnostiikan  musiinibiomerkitsijöistä  aivan  viimeaikaisiin löytöihin  linkistä  musiiniin liittyvän bakteerin ja  IBS:n kesken.

  • Mucus covers our inner interfaces towards the environment, providing protection while enabling vital interaction with the outside world. The mucus is built around mucin proteins, which are important for our defences against infection and inflammation, but may also contribute to carcinogenesis and tumour progression. These divergent aspects of mucin biology are exemplified in the different studies in this thesis, which are all based on mass spectrometry. The topics covered range from mucin biomarkers for the early diagnosis of pancreatic cancer, to the discovery of a link between a mucus-associated bacterial genus and irritable bowel syndrome.
 Haimasyöpä on suhteellisen harvinainen tuumorimuoto, mutta  kaavaillaan sen muodostuvan toiseksi johtavaksi syöpäkuolemien syyksi USA:ssa vuonna 2030. Kehno prognoosi selvittyy  suureksi osaksi myöhäisestä havaitsemisesta, Kuvaantamistekniikan  edistymisen takia  pystytään havaitsemaan  haimasyövän kystisiä prekursoreita  nousevaan  tahtiin ja tästä taas  tulee  ennenkuulumaton  mahdollisuus preventioon ja parantavaan hoitoon.  Epäonnea on  kuitenkin sikäli, että saatavilla olevat  diagnostiset  työvälineet  eivät ole  riittävän  runsaita,  jotta voitaisiin suorittaa täsmäinterventiota suuren riskin kystisiin leesioihin.
  •  Pancreatic cancer is a relatively rare tumour form, but is postulated to become the second leading cause of cancer deaths in the United States by 2030. The poor prognosis is largely explained by late detection. With advances in imaging, cystic precursors of pancreatic cancer are detected with increasing frequency, offering an unprecedented opportunity for prevention and cure. Unfortunately, available diagnostic tools are not sufficiently robust to enable targeted intervention against high-risk cystic lesions. 
 Tässä työssä  kuvataan massapektrometriaan perustuvia musiinin kvantifioimismenetelmiä sekä muita  haimakystanestenäytteiden biomerkitsijöitä,  niiden kehittymistä  ja  arviointia. Eräässä prospektiivisessa  arviointikohortissa analyysi tunnisti  haimasyövän kystisiä prekursoreita  97%;n tarkkuudella. Tämä tulos edustaa  merkitsevää  kohentumista  state of the art- diagnostisiin metodeihin.  Täten  analyysin kliininen  implementoiminen saattaa nopeuttaa  haimasyövän varhaista  havaitsemista, mikä on edellytys, jotta  elossapysymisluvut  saadaan kohenemaan.
  • Here, we describe the development and evaluation of a mass spectrometry based method for quantification of mucins and other biomarkers in pancreatic cyst fluid samples. In a prospective validation cohort, the analysis identified cystic precursors of pancreatic cancer with 97% accuracy. This result represented a significant improvement upon state-of-the-art diagnostic methods. Thus, clinical implementation of the analysis may facilitate early detection of pancreatic cancer, which is a prerequisite for increasing survival rates.
 Haavainen paksunsuolentulehdus (UC)  on tulehduksellinen suolistotauti, jonka kulku on  kroonista ja siinä   tapahtuu ajoittaisia  pahenemisvaiheita.  Nykyisen käsityksen mukaan ulseratiivinen koliitti (UC)  johtuu epäasianmukaisista vuorovaikutuksista  paksunsuolen mikrobioottien ja isäntäkehon immuniteetin kesken geneettisen alttiuden ollessa pohjilla. Normaalisti suoliontelon runsas mikrobimäärä  on  eristäytyneenä paksusuolen epiteelistä, ja tällaisen  tilateen  vaikuttaa läpäisemätön  mukoosieste. 
Tässä väitöstyössä  havaittiin  epänormaaliuksia mukoosiproteiinien koostumuksessa haavaista paksunsuolentulehdusta (UC) potevilla henkilöillä, myös niissä näyteissä, jotka oli otettu tulehtumattomista kohdista. Tämä viittaa siihen, että paksusuolen mukoosiesteen rakenteellinen heikentyminen  voisi  olla  taudin kehittymisessä tärkeä seikka.  Eri  potilaiden kesken  ulseratiivisen koliitin  luonnollinen kulku vaihtelee huomattavasti. 
Prognostiset merkitsijät  taudin kulusta  voinevat  vähentää relapseja ja kolektomioita ja tarpeetonta  lääkkeen käyttöä.
  •  Ulcerative colitis is an inflammatory bowel disease with a chronic and relapsing course. According to the current view, ulcerative colitis results from inappropriate interactions between colonic microbiota and host immunity, against a background of genetic susceptibility. Normally, the abundant luminal microbes are segregated from the colonic epithelium, through an impervious mucus barrier. Here, abnormalities in mucus protein composition were detected in ulcerative colitis patients, also in samples from non-inflamed areas. This implies that structural weakening of the colonic mucus barrier could be important for the development of the disease. The natural history of ulcerative colitis varies considerably between patients. Prognostic markers for the disease course could reduce relapses and colectomies, as well as the unnecessary use of medication. 
 Tässä työssä tutkijat tunnistivat paksunsuolen mukoosin   kahden proteiinin keskisen   suhteen vahvaksi prediktiotekijäksi  intensiivisemmän lääkityksen tai kirurgian tarpeesta   5-vuoden aikajaksona. Mielenkiintoinen seikka oli, että nämä kaksi proteiinia säätivät   eri tavalla  spesifisten  mikrobiaalisten ligandien  havaitsemista. Muuntunut tasapaino näiden proteiinien kesken alustavasti assosioitui  bakteeriendospoorien  infiltroitumiseen  paksunsuolen lamina propriaan. Täten  voidaan ajatella, että endospoorien  ajoittaiset  aktivoitumiset  saattavat antaa oman osansa  relapseihin, pahenemisiin, vaikeasti sairailla ulseratiivista koliittia (UC) potevilla.
  •  Herein, we identified a ratio of two proteins in colonic mucus as a powerful predictor of the requirement for intensified medication or surgery during a five year period. Interestingly, these two proteins differentially regulate the sensing of specific microbial ligands. An altered equilibrium of these proteins was tentatively associated with infiltration of bacterial endospores in the colonic lamina propria. Thus, intermittent activation of endospores may conceivably contribute to relapses in patients with severe ulcerative colitis.  
 Brachyspira - bakteerisuvussa on useita patogeenisia lajeja. Tässä väitöstyössä  havaittiin kolmanneksella IBS- potilaista  Brachyspira- kolonisaatiota paksunsuolen epiteelin pinnalla ja sisemmässä  musiinikerroksessa, kun taas tällaista  oli   harvoin  havaittavissa terveiltä yksilöiltä.
Lisäksi Brachyspira-kolonisaatio liittyi selvästi erotettavaan  oirekirjoon sekä  mukoosan  immuunivasteeseen.   Tämä viittaa siihen, että  täsmäantibioottihoidolla  voidaan vähentää tämän potilasryhmän IBS- tautioireistoa. Kuitenkin  näiden tutkijoiden  mukaan  antibioottihoito paradoksaalisesti aiheutti Brachyspira-invaasion   goblet-solujen mukoosijyväsiin. Tämä havainto saattaa  edustaa  bakteerin taholta  uutta strategiaa, jolla bakteeri tekee evaasion ja  selviää antibiootista elossa. Kun  ottaa  huomioon  ymmärtämyksemme terapiaresitenteistä infektioista ja patogeenin  pinttyneisyydestä   suolistoreservuaareissa,   tämänkin tutkimuksen  tulos  viittaa tällaisen mahdollisuuden olemassoloon. 
  • Brachyspira is a bacterial genus that includes several pathogenic species. In this thesis, Brachyspira colonization of the colonic epithelial surface and inner mucus layer was detected in one third of IBS patients, but rarely observed in healthy individuals. Furthermore, Brachyspira colonization was associated with a distinctive symptom profile and mucosal immune response. This suggests that targeted antibiotic therapy of this patient group may reduce the morbidity burden of IBS. However, in our investigation antibiotic treatment paradoxically resulted in Brachyspira invasion of goblet cell mucus granules. This observation may represent a novel bacterial strategy to evade and survive antibiotic treatment, with potential, broad implications for our understanding of therapy resistant infections and pathogen persistence in the intestinal reservoir.
Muistiin  2.11.2018

MUSIINEISTA - glykobiologiasta

(Vanhoista muistiinpanoista koottua ) 
Kun lähestyy esim amerikkalaista kaupunkia Tyyneltä mereltä, Metropolien talot muodostavat tietyn profiilin. Samalla tavalla ihmisen  joka soluilla on tietty pintamolekyylien  profiili. Joka solutalo on jokin tietty oma  järjestelmä ja funktiolaaturyhmä.

 Nyt katson musiineja, joita tiettyjen  solujen pinnoilla on myös  profiilina. Tässä artikkelissa on osat (1) (2) ja (3). 

Osa 1 MUSIINIT 

MUCINS (1)

Suomennos erään  työn abstraktista
GEELIÄ MUODOSTAVA MUSIINI
POLYMEERIT
KUVA. Musiinimonomeeri
MUSIINIOLIGOMEERI, TRIMEERI, DIMEERI
MUSIININ MERKITYS Astmassa ja CF-taudissa (kystinen fibroosi)
AMEEBAN STRATEGIA MUSIINIA VASTAAN
KUVA MUC1 ja MUC 4
Vertaa: MUSIININ tyyppinen VERIRYHMÄ oli T/Tn
YLEISTÄ RAKENTEELLISISTA MUSIINEISTA

Eräs väitöstilaisuudet 10.3.2006 musiineista Sahlgrenska Akademi Göteborgs univesitet.

LÄHDE: Lidell Martin. Assembly and proteolytic cleavages of gel-forming mucins. ISBN 91-628-6768-7
Suomennos työn abstraktista

GEELIÄ MUODOSTAVA MUSIINI
Geeliä muodostavat musiinit ovat kookkaita glykoproteiineja (gp) ja ne ovat pääkomponentti kehon epiteelipintoja suojaavassa limakerroksessa. Tämän väitöskirjan tarkoituksena on syventää tietämystä geelejä muodostavien lima-aineitten syntetisoitumisesta ja koostumuksesta ja siitä, miten ne suhtautuvat muihin molekyyleihin. Tietämys on perustavanlaatuista ja auttaa ymmärtämään limakerroksen muodostaman puolustuksellisen esteen fysiologiaa terveydessä ja tautitiloissa.

POLYMEERIT
Koska musiinit ovat kookkaita, heterogeenisesti glykosyloituneita ja muodostavat polymeerirakenteita, niitä on vaikea tutkia konventionaalisin menetelmin.Tutkimuksessa lähestytään ongelmaa kuvaamalla proteiinin eri osien expressiota eri soluissa, jolloin voidaan käyttää biokemiallisia analyysejä.

KUVA. Musiinin monomeeri

Göteborgissa tehdään korkeantason  musiinibiologiaa!!
LOGO: http://www.medkem.gu.se/mucinbiology/databases/logo.jpg

Musiinin oligomeeri, trimeeri, dimeeri 

Kun ihmisen MUC2-musiinin N-terminaalinen osa ilmentyy, proteiini muodostaa disulfidisidoksellisia (-s-s-)  oligomeereja sekretorisen tien loppuvaiheissa. Nämä erittyneet oligomeerit pysyvät koossa trimeerisen trypsiiniresistentin fragmentin avulla ( kirjan kuvassa kuin kolmiapilan lehti). Elektromikroskoopilla pystyttään vahvistamaan tämä trimeerinen hahmo.
Musiinin C-terminaalisen osan ilmentämisellä  osoitetaan,  että tämä osa muodostaa disulfidisidoksellisia dimeerejä endoplasmisessa retikulumissa (ER). Dimeerinen luonne vahvistettiin elektronimikroskooppisesti. 

(Tässä alla olevassa näkyy limakalvokerroksen suhteellinen paksuus suoliston eri osissa)


Kun tutkittiin MUC2-musiinin C-terminaalista osaa, oli havaittavissa pilkkoutuminen -GDPH-sekvenssissä aspartaatin (D) ja proliinin (P) välissä. Tämä pilkkoutuma osoittautui olevan hidasta, tapahtuvan pH:n laskiessa alle 6 ja olevan lisäksi non-entsymaattista. Pilkkoutuma saattoi tapahtua myös myöhemmissä happamemmissa sekretorisen tien osissa, koska näiden osien neutralisoituminen ehkäisi pilkkoutumista.
In vitro tutkimukset osoittivat, että pilkkoutuminen tuotti uusia C-terminaalisia päätyjä, jotka kykenivät sitomaan proteiinin muihin molekyyleihin. 

Musiinin merkitys: 
Astmassa ja CF-taudissa kystisessä fibroosissa

Myös ihmisen MUC5AC sisälsi tällaisen GDPH-sekvenssin ja osoitti vahvaa sekvenssien samankaltaisuutta myös MUC2:n sekvenssien kanssa tämän GDPH-jakson ympäristössä.
Tutkittaessa MUC5AC:n C-terminaalia todettiin samanlaista pilkkoutumaa. Vaikka pilkkoutuma tapahtui jo neutraalilla ER-alueella, pilkkoutuminen jatkui edelleen pH:n laskiessa happamaksi. Tämänkin pilkkoutuman jälkeen muodostui reaktiivinen C-terminaali, joka voi sitoutua muihin proteiineihin.
Näiden musiinien reaktiivisten päitten muodostumisella voi olla sovellusta esim. seuraavien tautitilojen ymmärtämisessä: astma ja kystinen fibroosi (CF). Molemmissa taudeissa on tyypillistä musiinitappien (limatappien) muodostuminen (musiinin stagnaatio) ja matala pH ( happamuus) hengitysteitten musiinissa. Matalampi pH voi johtaa lisääntyneeseen pilkkoutumiseen, mistä taas seuraa tiheämmät poikkisidokset musiinien kesken (tiukentuva rakenne) tai sidokset muihin molekyyleihin, joita esiintyy epiteelipinnalla, mikä taas lisää näissä taudeissa esiintyvää musiinin retentiota (sitkeän liman kertymistä).

Mikä on Ameban strategia  ihmisen suoliston musiinikerroksen muodostamaa estettä  kohtaan?

Jotta protozooat pääsevät epiteelipintaan käsiksi, niiden on läpäistävä musiinigeeli.
Tässä väitöstyössä tutkittiin amebiaasia aiheuttavan Entameba histolytica-loisen strategiaa, millä se läpäisee limakalvon musiinipuolustuksen. Se erittää  effektorientsyymiä kysteiiniproteaasia, jonka on oletettu tuhoavan paksunsuolen musiinikerrosta, mikä on koostunut  normaalisti lähinnä’ musiinityypistä MUC2. (Colonin musiinikerros on 800 nm paksu ja Entameba on vain 20 nm pitkä) (Protozooatauti amebiaasi tarttuu 50 miljoonaan ihmiseen ja aiheuttaa noin 100 000 kuolemantapausta vuosittain). 

Tutkimustyössä testattiin hypoteesia ameban strategiasta tuhota paksunsuolen mukoosa (paksunsuolen limakalvon puolustuskerros). Tutkijat kehitettivät rekombinanttiosat MUC2-musiinista ja LS 174T-soluista ( ihmisen adenocarcinoma coli-solulinjasta) tuotettiin liukenemattomia musiineja: niitä käsiteltiin ameban erittämillä proteaaseilla. Tulokset osoittivat, että  amebiaalit kysteiiniproteaasit hajoittivat mukoosigeelin kohdistamalla vaikutuksensa MUC2-musiinin C-terminaaliseen osaan. Tässä on ensimmäistä kertaa osoitettu spesifinen pilkkoutumismekanismi, jota enteropatogeeni ameba käyttää rikkoessaan musiinigeelin polymeeristä luonnetta.

2008-11-04 10:34

Musiinin  tyyppinen veriryhmä  on T/Tn

HUOMAA, että T/Tn veriryhmän Tn antigeenilla on musiinin kaltainen ydin (Core), STn antigeeni
(KTS: kuva myöhemmin  artikkelissa:  Tn on ydinosaltaan merkattu esiin.
Normaalisti tämä Tn ydin ei ole paljaana kehossa, vaan entsyymit lisäävät siihen katetta.
Tästä otsikon  kirjasta .öytyy ydinrakenteitten (CORE 1- 8 ) oligosakkaridien luettelo (alla) ja niitä verrataan Tn-antigeeniin.

Yleistä  rakenteellista tietoamusiineista 
MUSIINIT ovat joukko O-glykosyloituja glykoproteiineja, joita löytyy limasta (mucus) ja pintasolukkojen (epiteelin) pinnoilta. Musiineilla on tärkeä osuus monenlaisissa biologisissa prosesseissa. O tarkoittaa tässä yhteydessä  happimolekyyliä, joka on aminohapon OH- ryhmästä, joko seriinistä (S) tai threoniinista (T). 

GalNAcalfa(1-O)Ser/Thr 
Glykaani ( eli orgaaninen sokerinen typpeä siältävä) ydinrakenne näissä musiineissa omaa pelkistävän eli redusoivan päädyn N-asetyyligalaktosaminitähdettä (GalNAc) ja se taas pystyy tekemään glykosidisidoksen aminohappoihin nimeltä seriini (S, Ser) tai treoniini (T, Thr), joilla on –OH-ryhmä. Ne ovat ainoat rakenneaminohapot, joilla on OH-ryhmä. Threoniini kuuluu essentielleihin, ravinnossa saataviin aminohappoihin ja aluksi (viime vuosisadalla) kesti aikaa, ennen kuin sille löytyi jokin oma tehtävä kehossa.
Kehosta on löydetty 8 musiinien ydin rakennetta (CORE STRUCTURES) ja niistä on identifioitu Tn ja STn antigeenit tyviosistaan.. Nämä perusrakenteet Core 1- 8  sitten toimivat monen muun glykoproteiinin komponentteina, esim solun kalvon glykoproteiineissa (gp), veriryhmädeterminanteissa, immunoglobuliineissa ja kylmänvastaisissa glykoproteiineissa. Koska näillä glykoproteiineilla on tärkeää osuutta, on koetettu monia metodeja synteettisestikin valmistaa tällaisia O-linkkiytyneitä glykosyyliaminohappoja ja glykopeptidejä.

2008-11-04

OSA 2

Ihmisen MUSIINIT 14 ihmismusiinia.
Ihmisen MUSIINIT (mucins). 14 ihmismusiinia.
Limakalvokomponentti
Musiinin rakenne
O-glykosylaation dynaaminen säätely
Mikrobin strategia ja musiinibarrikadi vuorovaikutuksessa
Esimerkkinä ameba ja musiinien suorittama  ameban eliminoiminen
Ihmisen MUC tyypit
On neljä geeliä muodostavaa musiinia MUC2, MUC5AC, MUC5B, MUC6.
Solukalvoihin kiinnittyviä musiineja on seuraavat: MUC1, MUC3A, MUC3B, MUC12, MUC17.
Tärkeät entsyymit:  O-Glykosyylitransferaasit (GT-entsyymit )
Musiinien monet haasteet ja kehon monet glykosylaasit
Lisäksi tämä musiinijoukkio voi joutua olemaan osana kanserogeenistä kaskadia.

Limakalvokomponentti

Musiinit  ovat tärkeä molekulaarinen komponentti ihmiskehon limakalvoilla ja nekin ovat  glykoproteiineja (gp). Mikään sokeri yksinään  ei ole kehorakenne ellei se organisoidu typellä jossain muodossa.Sokeri on vapaana myrkkyä ja  kehon glykosyloituminen tällä vapaalla sokerilla on  tauti. Sokeri  on kehon polttoainetta, mutta vasta "jalostettuna" eli  fosforyloitumisjärjestelmään siirrettynä insuliinin avulla).
Yleensä puhutaan vain influenssan- ja muitten virusten gp-molekyyleistä, mutta nyt puhutaan ihmisen omista gp-molekyyleistä. Jos ne gp molekyylit ovat viruksille tärkeitä, niin vielä tärkeämmät ihmisille.
Musiineilla on erityinen kyky multimerisoitua, muodostaa tehokasta eritetuotteen verkostoa, joka toimii limakalvojen suojana.

Musiinien alaryhmissä on seuraavat tyyyppejä
(1) Solukalvossa sijaitsevat musiinit, joiden  osaa ulottuu  solun ulkopuolelle tai  ulottuu sisäelimen ontelon puolelle ja pieni osa molekyylipäätyä  on myös  solun sisällä.
(2) Yksittäisia musiinin monomeereja voidaan tavata.
(3) Multimerisoitunutta geeliä muodostavaa musiinia esiintyy

Musiinin rakenne 

Musiinissa on proteiiniosa, joka on apomusiinia. Siinä on runsaasti aminohappoja seriini, threoniini ja proliini (S, T ja P)
Glykoproteiinissa (gp)  on rakenteesaan myös N- linkkiytynyt ja O-glykosyloitunut oligosakkaridi.
Musiinissa  on TR-alue, tandem repeat, jossa on useita toistojaksoja ja jokainen TR- alue on joka musiinille tyypillinen oma jaksonsa. Proteiiniosan aminohappojärjestys ei näytä olevan kovin ratkaiseva, mutta sensijaan TR (toisto)-jaksojen määrä on merkitsevä:
VNTR ( Variation Number of Tandem Repeat) tarkoittaa toistojakson variaatiolukua.
Yksittäinen exoni koodaa kaikki musiinit.

O-glykosylaation dynaaminen säätely

Musiinimolekyylin O-glykosylaatio on tapa, millä musiinin funktio modifioituu (dynamisesti)  tarvetta vastaavaksi. MUCUS-kerros muodostaa selektiivisen fysikaalisen esteen, joka suojelee epiteeliä fysikaalisilta ja kemiallisilta rasitteilta. Jos rakenne glykosyloituu  normaalisti heterogeenisesti, se saattanee tehokkaammin suorittaa tätä funktiotaan. MUSIINIVERKOSTO toimii mikrobien adhesiinien  kohdemolekyylinä. Tässä lienee musiineille eduksi lisätä O-glykosylaatiotaan ja samalla musiinien biosynteesiä.

Mikrobin elossapysymisstrategia ja isäntäkehoa puolustava musiinibarrikadi ovat vuorovaikutuksessa 
 
O-glykosylaation tehostaminen on musiinien työtapoja, se dynaaminen puoli, ja musiinin tuoton lisääminen on samalla fysikaalisen esteen tehostamista. Mutta on otettava huomioon, että jonkin bakteerin tai muun mikrobin strategia kohdistuu juuri tämän musiinivälitteisen puolustuksen murtamiseen, ja tällöin suhde bakteerin ja musiinikerroksen välillä on taistelutilanne, joten kaikki muutokset, mitä musiineissa tapahtuu, eivät  ole suoraan selitettävissä, vaan loogisuutta  on pääteltävä. Mikrobi voi myös häikäilemättömästi käyttää hyödykseen musiinikerrosta ja musiinien sokerirakenteet ovat niille lähinnä ravintolähde. Jokin mikro-organismi saattaa olla varsin spesifioitunut juuri musiinikerrosten tuhoamiseen ja saattaa alkaa säädellä glykosylaatiota omaksi edukseen. Toisaalta joissain tapauksissa musiinin hiilihydraattiepitoopit kykenevät puolustuksellisesti  tarttumaan  mikro-organismin adhesiiniin  ja samalla estämään, ettei mikro-organismi pääse eritemusiinia pidemmälle invaasiossaan. ”Musiini liimaa mikrobin kuin kärpästarra kärpäsen”. (Tämä  lie  MAMP- Microbial Associated Molecular Pattern ).

Esimerkkinä ameba ja musiinien suorittama ameban eliminointi

Ihmisen musiinit ovat evoluution myötä saaneet kaksisuuntaisuutta, koska ne pystyvät toimimaan sekä integraalisina (rakenteeseen kuuluvina) musiineina että  lisäksi eritemusiineina solupinnan ulkopuolella ( esim suoliston ontelossa, hengitysteissä, silmän  sarveiskalvon pinnalla). 
Kehon puolustuksesta  musiinien avulla on hyvänä esimerkkinä ameba:  ihmisen limakalvopuolustus parhaimmillaan
Ihmisen musiini reagoi amebaan kuin itsekin amebaksi muuttuen ja adhesoituu ameban lektiineihin omaamillaan epitoopeilla ja  sitten  alkaa runsas musiinipitoinen limaeritys ja estää  fysikaalisestikin  ameban kiinnittymisen  mukuksen alla  olevaan epiteeliin isäntäkehossa. Runsasta liman eritystä aiheuttavat infektiot voivat omata tällaista puolustuksellista taustaa ihmisen kehon limakalvojen taholta ja samalla paljastaa mikrobin strategiaa ja invasoitumistasoa.

Mitä  musiinityyppejä ihmisellä on.  Ihmisen MUC- tyypit

Ihmisellä on eri limakalvoillaan niille tyypillisiä musiineja, joita merkitään MUC.

On neljä geeliä muodostavaa musiinia MUC2, MUC5AC, MUC5B, MUC6.
Niiden geenit on koodattu ja sekvensoitu ja niiden kromosomi on Kr.11p15.5.
Glykopeptidirungossa   on cysteiinipitoisia domeeneja molemmissa päissä. Näillä musiineilla on hyvä multimerisaatiokyky ja ne luovat eriteverkostoja.
MUC2 löytyy ohutsuolesta ja paksusuolesta, kuten myös MUC6.
Hengitysteissä esiintyviä ovat MUC5AC, MUC5B ja vähäisessä määrin MUC2.
Sylkirauhasissa esiintyy MUC5B
Sappitiehyeissä esiintyy MUC5B ja hieman myös laatua MUC6.
Reproduktiivisella alueella esiintyy MUC5B, hiemanMUC2, MUC5C, hieman MUC6 laatuja.

Solukalvoihin kiinnittyviä musiineja on seuraavat: MUC1, MUC3A, MUC3B, MUC12, MUC17.
Näitä koodaa eri kromosomi, Kr7q22.
MUC1 löytyy rintarauhasessa, sappirakossa, kohdunsuussa, haimassa, vertamuodostavissa soluissa (vähän ilmateissäkin).
MUC3A löytyy ohutsuolesta, sappirakosta ( vähän paksusuolestakin).
MUC3B löytyy ohut ja paksusuolesta.
MUC4 löytyy ohutsuolesta, paksusuolesta, mahalaukusta, ilmateistä, sylkirauhasista, kohdunsuusta ja silmän limakalvolta.
MUC12 löytyy paksusuolesta ja vähän haimasta.
MUC 13 löytyy paksusuolesta, ilmateistäkin, vähän ohutsuolesta, mahalaukusta, munuaisista.
MUC17 löytyy ohutsuolesta, paksusuolesta ja vähän mahalaukusta.

Musiinibiosynteesin tärkeät entsyymit, O-Glykosyylitransferaasit (Gts)

Musiinien monet haasteet ja kehon monet glykosylaasit
Jotta kaikenlaiset musiinit pärjäisivät O-glykosylaatioissaan ja sopeutumisessaan patogeenia vastaavaan taisteluvalmiuteen, on keholla runsaat O-glykosyylitransferaasientsyymit tarjottavana tähän käyttöön. Näitten useitten glykosyylitransferaasien (GT) tarkka säätely on tarpeen, mutta säätelyn taso on disintegroitunutta, minkä voi havaita vastustuksenkin laadusta. Esim .bakteerin tapa kohdata keho voi olla hyvin paikallinenkin, joten mitään yleistä korkeaa säätöä ei voisikaan  olla, vaan säätely on eräänlaista akuuttia urakkatyötä  ja räätälöintiä, missä sitten alkaa tapahtua O-glykosylaatiota ja tulee tuotteena O-glykaania-  sekä basaalieritystä ja  että tarpeen mukaista eritystä. Initiaatioon vaikuttaa moduloiden entsyymin saatavuus, siis mikä glykosyylitransferaasi (GT) on käytettävissä ja mikä määrä musiinia tarvitsee toimittaa; mikä on glykosyylitransferaasin sijainti eritystiessä, Golgin laitteessa; mikä on happamuus (pH); mikä on entsyymin kinetiikka?

Eri musiineilla on eri peptidejä (eri aminohapposekvenssejä) 

Mikä seriini (S), mikä treoniini (T) glykosyloidaan?- Selektio toisensa jälkeen tapahtuu prosessissa. Motiiveja on useita ja yleinen konsensussekvenssi tässä puuttuu. Diversiteetti on huomattava ja kudosspesifiteettiä on.
Lisäksi tämä musiinijoukkio voi joutua olemaan osana kanserogeenistä kaskadia.
Syövässä tavataankin sille tyypillisen musiinin O-glykosyloituminen. 
Musiinissa voi olla jostain syystä ehkä ydinrakenne muuntunut ( esim ydin, CORE2 (C2) on muuntunut CORE1 (C1) -ytimeksi). 
Jonkin välivaiheen transferaasi voi olla epätasapainossa esim ilmenee yliexpressoitunut sialyylitransferaasi Si-TN, Si-T, ST3 Gal-I ja –II ja samalla voi olla alassäätynyt O-glykosyylitransferaasi (O-GlcNAc.)
Osa tuotteista on luonnollisesti tuumorisuppressiivisia ( kasvainta vaimentavaa) , mikä on loogista kehon yritystä vastustaa kanserogeenista muutosta. 
Syövän aiheuttamalla glukaanituotteella on aina jotain etua syövän kasvulle, esim invasiivisuutta ja metastasointia edistävää glykaanituotetta alkaa muodostua.
Maligni transformaatio näissä glykaanituotteissa on usein molekyylin haaroittumiseen korreloivaa. Esim. beeta (1-6)GlcNAc-haarat N-glykaanissa. Joillekin syöpälajeille on aivan omatyyppiset epitooppinsa. Esim. todetaan Lewis veriryhmä-epitooppeja runsaammin.
Maligniteeettiin viittaa, jos Tn veriryhmäantigeenia esiintyy enemmän tai Si-Tn antigeenia esiintyy. tai O-glykaanin pidentyminen alenee ja GlcNAc/GalNAc suhde laskee.
Suolistoinfektio jo muuntaa O-glykosylaatiota.( Kts. vuoden 2018  väitöskirjoja)
Tarkemmin tästä musiinien muodostuksessa tärkeästä proteiinien O-glykosylaatiosta jatkossa

4.11.2008 21:58. Päivitystä 2-11- 2018

Osa 3 Musiinien rakentumisesta 

ja vähän muustakin (ABO-veriryhmät, fukosylaatio, sialylaatio , lektiinit).

Monosakkaridinukleotideista rakennetaan musiinirunkoa
Miten peptidin seriinin tai treoniinin O-glykosylaatiot kehittyvät eri entsyymien ( glykosyylitransferaasien GT) avulla?
Musiinien biosynteesi on nelivaiheinen isäntäsolussa.
VAIHE 1  Peptidiin tyviankkuri
VAIHE 2. kahdeksan  erilaista ydinketjumallia (Core 1-8)
VAIHE 3 Core - rakenne pidentyy
VAIHE 4. Rakenteen epitooppi (uloin jakso)
Siaalihappolinkkejä
Näitä pyrkii liittymään  musiinirakenteisiin jollain periaatteella.
Siaalihapon (NeuAc) lisääminen
Sulfotransferaasit
Veriryhmät A, B, O ja fukosylaatio
Mahan limakalvo
Solun omista pintarakenteista mainittakoon E- ja P selektiinit
Lektiinit
Sekretorisen proteiinin tie
Lektiini L-29 , S-Lac ja musiini yhteistyössä
Influenssavirusta solujen metropoliin:
Ihmisen A-influenssa
Influenssavirus B-tyyppi

Monosakkaridinukleotideista rakennetaan musiinirunkoa

Miten peptidin seriinin tai threoniinin O-glykosylaatiot kehittyvät eri entsyymien ( glykosyylitransferaasien GT) vaikutuksesta?
Entsyymit tarvitsevat käyttöönsä donorimolekyylejä, jotka ovat korkeaenergisiin fosfaatteihin liittyneenä, siis aktivoituja yksittäisiä sokereita, jolloin liittämisenergiaa saadaan näistä trifosfaattien energisistä silloista, kun ne purkaantuvat.
Sytosolissa tuotetaan monosakkaridinukleotidejä ja niitä siirretään Golgin laitteeseen.
DONORIT tällä sokerialalla ovat UTP, GTP tai CTP energian puolelta, eikä ATP-kytkennäisiä. Näissä aktivoiduissa sokerilaaduissa tavataan UDP-GalNAc , UDP-Gal, UDP-GlcNAc, GDP-Fuc ja CMP-NeuAc.

Musiinien biosynteesi on nelivaiheinen isäntäsolussa.
 
Se on luonnollisesti geenistä   säätyvää  "baanatyötä" mRNA-transkripti-välitteisesti ja tuotteet kulkeutuvat sitten solupintaan tai solun ulkopuolelle prosessoituen valmiiksi matkan aikana. Ensin luonnollisesti translatoidaan pelkkä proteiinirunko, polypeptidi, pp, jossa sitten on sitä seriiniä (S) tai treoniinia (T)  ( aminohappoja), joista ulkonee tärkeä OH- ryhmä, jota tarvitaan, jotta rakentava koneisto voi ankkuroida siihen ensin aminosokeria ja sitten aktivoituja sokereita solun pintatelineeksi tai puolustusgeeliksi näitten GT- entsyymien eli  aktivoitujen sokerien liittäjien avulla

VAIHEESSA 1 tehdään peptidiin tyvijakso 
 
Ensiksi lisätään aminosokeri GalNAc polypeptidin seriiniin (S) tai treoniiniin (T).
Molemmissa näissä aminohapoissa on soveltuva OH-ryhmä.
Entsyymit, jota nyt käytetään: polypeptidi:N-asetyyli-galactosamini transferaasi eli GalNAc-T3 Tämä GalNAc-T-perhe käsittää ihmisellä 11 eri entsyymiä, joista jokaisella on ainutlaatuinen substraattispesifisyys ja kinetiikkansa. Tämä polpypeptidistä (pp) sojottava tyvikohta on nyt GalNAc-alfa (1-O) S/T.


VAIHEESSA 2 muodostuu  kahdeksan  erilaista ydinketjumallia (CORE) 
 
Solukoneistossa tehdään musiinin kahdeksaa eri ydintyyppiä (C1-C8).Edellämainittuun alkupätkään  sen GalNAC molekyylin  OH-ryhmien   3 ja 6 asemiin lisätään molekyylejä.R3 tai R8
R3  : Core 1, 3, 5 ja 8
R6: Core 6, 7
Tämä ydinjakso (Core) tulee valmiiksi siten, että lisätään 1 tai 2 molekyyliä yhden tai useamman entsyymin yhteisvaikutuksesta.
Vaiheen 1 ankkurikohtaan entsyymivaikutus siirtää joltain donorilta jonkin aktiiviin monosakkaridilajin.

Ydin 1. CORE1 (C1) muodostuu entsyymillä beeta (1,3)Gal-T1. Se on C1GALT1
CORE 1 (C1)  on Gal beeta (1,3)-GalNAc alfa (1-O)Ser/Thr.
Jos tätä CORE1 ydintä ei muodostu, tilanne on letaali. Tämä on non mukoottinen (ei mukoosinen)
.
Ydin 2. CORE2 (C2) muodostuu entsyymillä C2GnT, joka on CORE2 (1,6)GlcNAc transferaasi tehden haaran. Se on   GCNT1,3,4.
Gal beeta(1,3) - GlcNAc beeta (1,6)-GalNAc alfa (1-O)Ser/Thr
Tämä on ei- mukoottinen.
Kuten huomaa, tämä entsyymi voi tehdä myös Ii -veriryhmän haaroittunutta antigeenia ja  se voi myös tehdä ydintä 4 (C4 muotoa). ( Ii veriryhmä vaati LactAm jaksoja, siis Gal ja GlcNAc)
C2GnT1 ja C2GnT3 tekevät vain haarallista CORE2- muotoa.

Ydin 3. CORE3 (C3) muodostuu entsyymillä beeta (1,3)Gn-T6, joka on beeta (1,3)GlcNAc transferaasi, B3GNT6.  Tätä sanotaan paksunsuolen musiiniksi ja se on myös bronkiaalinen musiini.
C3 on haaroittumaton. GlcNAc beeta(1,3)- GalNAc alfa(1- O)Ser-/Thr

Ydin 4. CORE4 (C4) on haarallinen ja muodostuu entsyymillä C2GnT2. Se on GCNT3. 
Tämä musiini on bronkiaalinen, keuhkoputkien alueella.
C4:ssä  on siis tyvijaksoon  tehty haarat, jossa molemmat haarat ovat GlcNAc- lajia.
GlcNAc beeta (1,3)-(GlcNAc beeta (1,6)) -GalNAc alfa(1-O)Ser/Thr

Ydin 5. CORE5 (C5)
Tämä omaa onkofetaalista ilmentymää. Sitä on myös mahasyövässä. Tämä ydin syntyy alfa(1,3) GalNAc-transferaasilla?. Tätä on löytynyt vain fetaalissa musiinissa mekoniumissa ja adenokarsinoomassa. Tämä rakenne C5 on siis GalNAc alfa (1,3 )-GalNAc-alfa(1-O)S/T

Ydin 6. CORE6 (C6) omaa myös onkofetaalisen expression, mekoniumin musiinissa. Sitä on myös mahasyövässä. Jos beeta glukosidaasi pilkkoo CORE2 rakenteen, jä jäljelle  ydin CORE6 .
Entsyymit voat GCNT1, GCNT3.
Myös beeta (1,6)GlcNAc transferaasilla  voi tulla  C6 molekyyliä.
GlucNAc- beeta(1,6) -GalNAc alfa (1-O)S/T).

Ydin 7. CORE7 (C7) on vain naudan submaxillaarista musiinia eikä tiedetty 2002 , mikä entsyymi tätä tekee: GalNAc alfa (1,6)-GalNAc alfa (1-O)S/T.

Ydin 8, CORE8 (C8) on ihmisen keuhkopuuston musiini, vähäinen osuudeltaan. . Tämän molekyylin glykosyylitransferaasi (GT) on aika uusi löytö.
Gal alfa(1-3) -GalNAc alfa (1-O)S/T

Näistä ytimistä löytyy netistä jo 2002  kuvauksia perustaksi nykyiselle glykobiologiselle lisääntyvälle tiedolle.
Recent advances in the chemical synthesis of mucin-like glycoproteins
Glycobiology, Volume 12, Issue 6, 1 June 2002, Pages 69R–77R, https://doi.org/10.1093/glycob/12.6.69R
Published: 01 June 2002

VAIHE 3 
Ydinrakenn e(core)  alkaa solukoneistossa pidentyä ja haaroittua. 
Eri ydinketjujen (CORE) runko (back bone) pidentyy niille ominaisilla tietyillä tavoilla.
Ensinnkin voidaan galaktoosia (Gal) lisätä hiili3 asemaan GlcNAc molekyyliin.
Toiseksi  Gal voidaan asettaa myös  hiili4 asemaan GlcNAc molekyylissä. .
Kaksi entsyymiä katalysoi galaktoosin (Gal) liittymää: ja tekee joko tyyppi 1 tai tyyppi 2 ketjuja.
Beeta3Gal- transferaasit (GT3) ja beeta 4 Gal transferaasi (GT4) tekevät näitä liitoksia.
Tämä entsyymipari on aktiivi vain CORE2-mallia kohtaan ja inaktiivi CORE3 mallia kohtaan Tämän takia CORE2 ketju voi pidentyä kahdella tavalla.
Tyyppi1 ketjussa runko pitenee LactAm -yksiköillä, poly(Gal beeta(1-3) GlcNAc).
Tyyppi 2 ketjussa on LactAm toistuva jakso tyyppiä Gal beeta 1,4 GlucNAc.
Entsyymi Beeta4GalT4 (GT4)  on vaikuttavin CORE2-substraattiin.
Eniten tästä perheestä on beeta4GalT1 (GT1)  ja se vaikuttaa veriryhmäantigeenien i/I haaroittumiin. ja lisää niitä LactAm jaksoja.
Beeta4 Gal-T5 (GT5)  tekee tyyppi 2 ketjua. Syntyy syntyy: poly(Gal beeta (1-4) GlcNAc)
Kolmanneksi  voidaan taas lisätä galaktoosin 3 asemaan GlcNAc molekyyli.
Useita GT entsyymeitä on siirtämässä GlcNAc:ia galaktoosiin. Saadaan aikaan toistuvia N-asetyyli laktosamineita.
Haaroittumia  tulee myös  linkkiytymisessä:  GlcNAc beeta (1-6) Gal.
Maligniteetti huomioitava. Jos GlucNAc/GalNAc suhde laskee se on suuntaa maligniteettiin.
Transferaasit sisältävät jäsenen C2GnT2 ja IgnT.
Kaikkein eniten esiintyy kudoksissa ytimiä C1 ja C2 niin musiineissa kuin ei- musiinirakenteissa. Rajoittuneempi ja elinspesifisempi sijainti on C3 ja C4 ytimillä. Näitä ketjuja esiintyy ihmisen keuhkopuissa ja pakusuolen  sekreeteissä, samoin sikiöajan musiineissa on näitä ytimiä.

VAIHE 4.  Epitooppi muodostuu

Päätemolekyyleinä, epitooppeina on seuraavia molekyylejä
Fuc, NeuAc, GalNac ja joskus Gal.
Tai päätteeseen sulfatoidaan NAc-Lactosaminiyksikkö (S)
Fukosyylitransferaaseilla, FuT, jotka osallituvat musiinityyppisen glykosylaatioon, katalysoidaan seuraavia rakenteita.
FUT1 geeni koodaa H-transferaaseja ja sitä on vertamuodostavissa soluissa.
FUT2 (secretorinen ) geeni koodaa Se transferaasia. Näitä on erittävissä kudoksissa ja musiinia produsoivissa soluissa.
ABO veriryhmän H-antigeenillä on tällainen fukosyloitu epitooppi.
H-antigeeni on Fuc alfa (1-2)Gal
Lewis antigeeni Fuc alfa (1-3/4)Gal-sidoksia.
Ihmisellä muodostaa H-epitooppeja H ja Se-transferaasit.
Kuusi antigeenia tekee niitä Levis-antigeenisidoksia
Fuc-TIII-FucTVII ja Fuc-TX.
Le ag ja sialyl-Le x muodostuvat .
FUT8 koodaa fukosyylitransferaaseja, joka on aktiivi N-glykaanibiosynteesissä
Siaalihappoja
Näitä pyrkii liittymään musiinirakenteisiin jollain periaatteella.
On kolmen tyypin siaalihappolinkkejä olemassa
(1) NeuAc alfa (2-3)Gal
Tätä esiintyy Si-Le(a), Si-Le(x) ja Sd(a)/Cad veriryhmä antigeeneissa
Si-Le(x) on selektiinin luonnollinen ligandi endoteelissä ja voi johtaa tuumorin kiinnittymiseen.
(2) NeuAc alfa( 2-6)Gal
Tätä esiintyy Sialyl -T antigeenissä (Liittävä entsyymi: SIAT4) 
(3) NeuAc alfa(2-6)GalNAc
Tätä esiintyy Sialyl -Tn antigeenissä   (Liittävä entsyymi: SIAT7A)
( Jos T/Tn antigeeni paljastuu, se voi sialyloitua)

Siaalihapon (NeuAc) lisääminen. Tämä on neuramiinihappoa . Neuramiinihapon NeuAc lisäämistä tekee iso entsyymiperhe, joitten nimi on sialyylitransferaasit ST.
Ne jaotellaan sen mukaan, minkä sidoksen ne tekevät. Niillä voi olla yli-ilmentymää. Imettäväisillä esiintyy noin 20 eri jäsentä tässä molekyyliryhmässä. Ihmiseltä on kloonattu 15 ST-entsyymiä (2001). Alaperheillä ei ole merkittäviä sekvenssien samankaltaisuuksia, mutta niillä on 2 sialyylimotiivia: CMP-siaalihappoa sitova ja/ tai katalysoiva kohta.
Alfa3 sialyltransferaasi( ST3Gal), joka syntetisoi Si-Le antigeenia ei ole aktiivi fukosyloiduissa molekyyleissä. Joten sialylaation on tapahduttava ennen fukosylaatiota. Siis fukosylaatio suojaa sialylaatiolta.
Sulfotransferaasit
Nämä entsyymit siirtävät solujen aktiivista sulfaatista ( PAPS) sulfaattia oligosakkaridiin. Vain muutama sulfotransferaasi on luonnehdittu. Niitten relevanssi musiinin glykosylaatiossa on epäselvä. (Mutta joka tapauksessa sulfotransferaaseja säätelevät koentsyymit ovat K1 ja B6 vitamiinit. Luulisi että sulfaatio on edullinen asia ja suojelisi liika sialylaatiolta).

Veriryhmät A, B, O ja fukosylaatio
Terminaalinen Gal tai GalNAc esiintyy A, B, Sd(a) ja Cad antigeenissa ja epitoopissa Gal alfa(1-3)Gal. Tätä viimeistä epitooppia on monessa imettäväisessä, mutta ei ihmisessä ja se on xenotransplantaatioissa tärkeä seikka ottaa huomioon.
ABO-geeniperhe omaa ne glykosyylitransferaasit, jotka katalysoivat A, B ja Gal-Gal epitooppeja.
Niitä tunnetaan neljä.
A-veriryhmän glykosyylitransferaasi on alfa(1,3)-GalT
ABO-veriryhmän entsyymit ovat siis joko alfa-GalNAc transferaaseja (A ag) tai alfa-Gal-transferaaseja (B ag) .
O-veri, H-antigeeni on acceptori (jolla on -Gal-Fuc rakenne huippuepitooppina)
ABO-geenin polymorfismin evoluutiohistoriassa eri veriryhmien takana on vain neljän aminohapon muutos entsyymissä GalNAc-T, joka muodostaa A-veriryhmän epitoopin siirtäen H-antigeenin (-Gal-Fuc)- päätteeseen galaktoosimolekyyliin(Gal) haarana GalNAc molekyylin.
KUVA A-antigeenistä ja B antigeenistä H antigeenin vierellä.
Jos entsyymi muuntaa ne neljä aminohappoansa, siitä tulee myös glykosyylitransferaasi, joka voi lisätä toisen -Gal molekyylin akseptoriin ( H- antigeeni –Gal Fuc) jolloin ollaan
B ryhmän antigeenin epitoopissa . Sen uloimmat haaranpäät ovat siten Gal ja Fuc.
Muuten tässä yhteydessä mainittakoon, että musiineja vikuuttava Klebsiella pneumoniae ei pääse niin hyvin B-veriryhmäläisten kimppuun, joten B-veriryhmä on protektiivinen ainakin Klebsiellassa.
Mahan limakalvo
Ihmisellä on mahan limakalvossa esiintyy Sd(a)-GalNAcT entsyymiä.Tämän tyypin sidosten tekijöitä ovat GSL-synteesissä toimivat transferaasit beeta(1,4) GalNAcTs
Solun omista pintarakenteista mainittakoon E- ja P selektiinit
Nämä ovat redusoitumatonta Gal beeta(1-3) GalNAc-yksikköä.  Ne sisältävät fukoosia tai siaalihappoa tai Gal beeta (1-4)GlcNAc yksikköä plus fukoosia ja siaalihappoa.
LEKTIINIT
omaavat interaktiota solunulkoisen glykokonjugaatin kanssa. Näitä on laminiini, IgE, musiinit. RNA:n kanssa tumassa ja sytosolissa interaktioilla on osuutta RNA:n prosessoitumissesa.

Sekretorinen  tie
Kun proteiinia eritetään, se translokoituu sytosolisesta syntetisoitumispaikasta siirtyen endoplasmisen retikulumin (ER) läpi sen lumeniin, ontelojärjestelmään ja edelleen transportoituu Golgin laitteen eri osastojen kautta. Glykosyloituminen  alkaa ER-onteloissa . Yleensä tätä translokoitumisjatkumoa helpottaa, kun on johtopeptidi olemassa (leader peptid). Se on 6-7 aminohapon hydrofobinen N-terminaalinen sekvenssi.

LEKTIINI L-29 , S-Lac ja musiini yhteistyössä

Lektiini ei kuitenkaan omaa sellaista sekretorisen peptidin johtopeptidiä, vaan sen johtovoimana on sen kiinnittyminen laktoosirakenteisiin.
Lac - sitova lektiini ( High Affinity receptor, lactosamini) L-29 pystyy moniin asioihin. L29 pystyy agglutinoimaan bakteereja. Se voi agglutinoida valkosoluja. Se voi tehdä siltoja bakteerien ja makrofagien kesken ja täten täsmentää bakteereita hävittymään . Lisäksi se voi agglutinoida punasoluja, joita on neuraminidaasi (NA) käsitellyt .
Esim influenssaviruksella on mukanaan omat neuraminidaasinsa (NA), joten solu ilmeisesti koettaa aiheuttaa agglutinaatiota sellaiselle infektoituneelle solulle, ja suuntaa virusta samalla fagosytoosiin ja lyysiin.
Opsonofagosytoosissa LEKTIINI on merkittävä tekijä ja täten kuuluu ihmisen luonnolliseen puolustukseen
LEKTIINI antaa tarkennusta myös musiineille ja täten auttaa erittämään mikro-organismia pois.
(Kommenttina influenssaviruksista. Ne tunnistavat näitä solulle ominaisia epitooppeja.Voi ajatella että influenssaviruskin on kuin laiva joka tulee valtamerelta suuren metropolin satamaan. Laivan täytyy löytaä sopiva kohtt, mihin se ankkuroituu eksaktisti, jotta laivan väki saisi virrata kapeaa siltaa myöten laivasta metropoliin. Influenssaviruskin etsii tarkasti solun pintamiljoööstä juuri sen kohdan mihin sen hyvin rajoittunut arsenaali kykenee,
(Lähde Johansson P,väitöskirja)

Nämä yllämainitut siaalihapporakenteet toimivat terveelle solulle kuin osin ”elektriset väliaidat”, nimittäin ne ovat negatiivisesti ladattuja, lisäksi eräissä päätteissä on sulfaatteja, jotka myös ovat negatiivisia. Nämä negatiiviset varaukset karkoittavat soluja toisistaan sen verran, että yksilösolu saa tilavuutensa säilytettyä. Ne ovat antiadhesiivisia tekijöitä. Tämän hyvän järjestyksen influenssavirus koettaa ehdottomasti hävittää ja lopulta tuottaa solujen luhistumista ja agglutinaatiota.
Influenssavirukset A, B ja C ja niiden alatyypit eroavat reseptoriin kiinnittymisominaisuuksissaan.

C-tyyppi kiinnittyy vain 9-Ac-Neu5Ac-sisältäviin hiilihydraateihin.( asetyloituneeseen siaalihappoon AcNeuAc).
A -ja B influenssavirus-tyypit tunnistavat vain asetyloitumattomia siaalihappoja.(NeuAc)
Ihmisen A-influenssa valitsee mieluiten alfa6-linkkiytyneet Neu5Ac- siaalihapot.
Neu5Ac alfa6Gal - on terminaali, johon se silloin kiinnittyy.
Ihmisen trakeassa. henkitorvessa, on molekyylisekvenssiä Neu5Ac alfa6Gal
Ihmisen A-virus valitsee spesifisesti alfa6-linkkiytyneitä siaalihappoja.

Influenssavirus B-tyyppi
sitoutuu alfa6-linkkiytyneisiin siaalihappoihin sekä lakto- että neolaktosekvensseissä. Influenssa viruksesta sitten erikseen.
5.11.2008 0:26
Tämä musiiniartikkeli päättyy tähän.

Tärkeitä lähteitä
Olson Fredrik.
Alteration of Mucin O-glykosylation in resposes to intestinal infection.
Importance of specific glycosyltransferases.
Göteborg University 2002. ISBN 91-6285413-5.

Gustafsson Anki.
Carbohydrate dependent inhibition of  protein- carbohydrate interaction.
http://gupea.ub.gu.se/dspace/handle/2077/16668
ISBN91-6286661-3.

Johansson Petra
Sialic-acid dependent bindning specificities of Helicobacter pylori and
Influenza virus. Importance of different  parts of the binding sequences.
SA GU 2005

Lidell Martin. Assembly and proteolytic cleavages of gel-forming mucins.
ISBN 91-628-6768-7
05/11/2008 01:36

MUSIINI glykobiologiasta on tullut uusia väitöskirjoja 2018 syksyllä.
Elisabeth Nyström Colonic mucus structure and processing.

Karolina Sjöberg Jabnar Early stage inflammation and cancer as reflected in the gastrointestinal mucus composition http://hdl.handle.net/2077/56912
Väitös 12.11.2018)