Published April 1, 2008 | Version v1
Publication Open

Getting In and Out from Calnexin/Calreticulin Cycles

  • 1. Fundación Instituto Leloir
  • 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

Description

The N-glycan-dependent quality control mechanism of glycoprotein folding was proposed initially by Helenius and co-workers several years ago; with a few minor modifications, it is still valid today (Fig. 1) (1Hammond C. Braakman I. Helenius A. Proc. Natl. Acad. U. S. A. 1994; 91: 913-917Crossref PubMed Scopus (712) Google Scholar, 2Parodi A.J. Annu. Rev. Biochem. 2000; 69: 69-93Crossref PubMed Scopus (532) Google Scholar, 3Helenius A. Aebi M. Annu. Rev. Biochem. 2004; 73: 1019-1049Crossref PubMed Scopus (1602) Google Scholar). 2Refs. 2Parodi A.J. Annu. Rev. Biochem. 2000; 69: 69-93Crossref PubMed Scopus (532) Google Scholar, 3Helenius A. Aebi M. Annu. Rev. Biochem. 2004; 73: 1019-1049Crossref PubMed Scopus (1602) Google Scholar, 19Labunskyy P.A. Hatfield D.L. Gladyshev V.N. IUBMB Life. 2007; 59: 1-5Crossref PubMed Scopus (103) Google Scholar, and 53Williams D.B. J. Cell Sci. 2006; 119: 615-623Crossref PubMed Scopus (370) Google Scholar are review articles. 2Refs. 2Parodi A.J. Annu. Rev. Biochem. 2000; 69: 69-93Crossref PubMed Scopus (532) Google Scholar, 3Helenius A. Aebi M. Annu. Rev. Biochem. 2004; 73: 1019-1049Crossref PubMed Scopus (1602) Google Scholar, 19Labunskyy P.A. Hatfield D.L. Gladyshev V.N. IUBMB Life. 2007; 59: 1-5Crossref PubMed Scopus (103) Google Scholar, and 53Williams D.B. J. Cell Sci. 2006; 119: 615-623Crossref PubMed Scopus (370) Google Scholar are review articles. Glycan processing starts immediately after its transfer from a dolichol-P-P derivative to Asn residues in nascent polypeptide chains entering the lumen of the ER. 3The abbreviations used are: ER, endoplasmic reticulum; GI, glucosidase I; GII, glucosidase II; CNX, calnexin; CRT, calreticulin; GT, UDP-Glc:glycoprotein glucosyltransferase; HA, hemagglutinin; EDEM, ER degradation-enhancing α-mannosidase-like protein; M8A, Man8GlcNAc2 isomer A; M8B, Man8GlcNAc2 isomer B; ERGIC, ER-Golgi intermediate compartment. 3The abbreviations used are: ER, endoplasmic reticulum; GI, glucosidase I; GII, glucosidase II; CNX, calnexin; CRT, calreticulin; GT, UDP-Glc:glycoprotein glucosyltransferase; HA, hemagglutinin; EDEM, ER degradation-enhancing α-mannosidase-like protein; M8A, Man8GlcNAc2 isomer A; M8B, Man8GlcNAc2 isomer B; ERGIC, ER-Golgi intermediate compartment. Removal of the outermost and following glucoses by the successive action of GI and GII exposes the Glc1Man9GlcNAc2 epitope (Fig. 2). This structure is then recognized by two ER resident lectins (CNX and CRT) that specifically bind monoglucosylated polymannose glycans. This is followed by removal of the innermost glucose by GII, thus liberating the glycoprotein from the lectin anchor. The protein-linked glycan is then reglucosylated by the soluble ER enzyme GT only if the protein moiety displays non-native three-dimensional structures, as this enzyme behaves as a conformational sensor. Cycles of CNX/CRT-glycoprotein binding and liberation, catalyzed by the opposing activities of GT and GII, are terminated once glycoproteins attain their native structures. Glucose-free glycoproteins then continue their transit through the secretory pathway. Alternatively, permanently misfolded glycoproteins may be then transported to the cytosol for proteasomal degradation. Lectin-glycoprotein association not only thwarts Golgi exit of folding intermediates and irreparably misfolded glycoproteins but also enhances folding efficiency by preventing aggregation and promoting proper disulfide bonding. The latter is catalyzed by an oxidoreductase of the proteindisulfide isomerase family (ERp57) that acts exclusively on glycoproteins, as it is loosely associated with CNX/CRT.FIGURE 2Structure of glycans. The lettering (a–n) follows the order of addition of monosaccharides in the synthesis of Glc3Man9GlcNAc2-P-P-dolichol. GI removes residue n, and GII removes residues l and m. GT adds residue l to residue g. M8A lacks residues g and l–n; M8B formed by mammalian or yeast cell ER α-mannosidase I lacks residues i and l–n; and Man8GlcNAc2 isomer C lacks residues k and l–n. The smallest glycan formed in the S. pombe ER (Man7GlcNAc2) lacks residues i, k, and l–n.View Large Image Figure ViewerDownload Hi-res image Download (PPT) GT is the only component of the quality control mechanism that senses protein conformations, as it recognizes hydrophobic amino acid patches exposed in molten globule-like conformers (4Sousa M. Parodi A.J. EMBO J. 1995; 14: 4196-4203Crossref PubMed Scopus (241) Google Scholar, 5Caramelo J.J. Castro O.A. Alonso L.G. de Prat-Gay G. Parodi A.J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003; 100: 86-91Crossref PubMed Scopus (154) Google Scholar). GT may also glucosylate glycoproteins in not fully assembled oligomeric complexes because it also recognizes hydrophobic surfaces exposed as a consequence of the absence of subunit components (6Keith N. Parodi A.J. Caramelo J.J. J. Biol. Chem. 2005; 280: 18138-18141Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (38) Google Scholar). The aim of this review is to give an overview of recent reports dealing with the entrance and exit of glycoproteins from CNX/CRT cycles. The first step in the pathway leading to the entrance of glycoproteins into CNX/CRT cycles is the removal of the outermost glucose unit from the glycan by the membrane enzyme GI. This reaction occurs almost simultaneously with glycan transfer. The rapid GI-mediated deglucosylation of the protein-linked glycan, as well as the apparent inability of the enzyme to remove in vivo (but not in vitro) the glucose from the dolichol-P-P-linked glycan, strongly suggests the existence of a supercomplex formed by the oligosaccharyltransferase, GI, and the dolichol derivative, with a very precise orientation of the components. It was assumed that the sole role of GII was that of removing glucose residues l and n (Fig. 2). Recent work has suggested, however, a regulatory role for this enzyme. GII is a soluble dimeric protein from yeast to mammals. The α subunit displays the catalytic activity and no ER-retaining/retrieval sequence, and the β subunit bears a KDEL-like sequence at its C terminus, from yeast (Schizosaccharomyces pombe but not Saccharomyces cerevisiae) to mammals (7Trombetta E.S. Simons J.F. Helenius A. J. Biol. Chem. 1996; 271: 27509-27516Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (206) Google Scholar, 8D'Alessio C. Fernández F. Trombetta E.S. Parodi A.J. J. Biol. Chem. 1999; 274: 25899-25905Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (79) Google Scholar, 9Wilkinson B.M. Purswani J. Stirling C.J. J. Biol. Chem. 2006; 281: 6325-6333Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (50) Google Scholar). This subunit has also a sequence stretch with high homology to the mannose-binding domain of the Man-6-P receptor (10Munro S. Curr. Biol. 2001; 11: R499-R501Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (89) Google Scholar). Disruption of the β subunit-encoding gene in the fission yeast results in an almost complete loss of activity, probably as a consequence of mislocalization of the α subunit. It has been shown for the rat liver enzyme that the β subunit is not required for activity (8D'Alessio C. Fernández F. Trombetta E.S. Parodi A.J. J. Biol. Chem. 1999; 274: 25899-25905Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (79) Google Scholar, 11Trombetta E.S. Fleming K.G. Helenius A. Biochemistry. 2001; 40: 10717-10722Crossref PubMed Scopus (73) Google Scholar). Remarkably, disruption of the β subunit gene in S. cerevisiae does not affect the enzymatic activity or ER localization of the catalytic component but results in the exclusive in vivo production of monoglucosylated protein-linked N-glycans (9Wilkinson B.M. Purswani J. Stirling C.J. J. Biol. Chem. 2006; 281: 6325-6333Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (50) Google Scholar). Thus, the β subunit appears to be required for the complete removal of glucoses in the budding yeast enzyme. In the case of the mammalian enzyme, apparently two N-glycans in the same glycoprotein are required for the formation of monoglucosylated N-glycans in vivo but not for the deglucosylation of these last compounds (12Deprez P. Gautschi M. Helenius A. Mol. Cell. 2005; 19: 183-195Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (118) Google Scholar). For both the S. cerevisiae and mammalian GIIs, it was hypothesized that an interaction of the Man-6-P receptor-like domain of the β subunit with N-glycans was responsible for results mentioned above (9Wilkinson B.M. Purswani J. Stirling C.J. J. Biol. Chem. 2006; 281: 6325-6333Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (50) Google Scholar, 12Deprez P. Gautschi M. Helenius A. Mol. Cell. 2005; 19: 183-195Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (118) Google Scholar). Furthermore, in the case of the mammalian enzyme, it was proposed that, as both bonds to be successively cleaved (Glcα1,3Glc,Glcα1,3Man) (Fig. 2) are differently oriented in space, a transient separation between the GII single catalytic site and the N-glycan occurs after the first cleavage. This separation probably allows recognition of the monoglucosylated epitope by CNX/CRT (12Deprez P. Gautschi M. Helenius A. Mol. Cell. 2005; 19: 183-195Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (118) Google Scholar). There is an apparent contradiction between results obtained with S. cerevisiae and mammalian cells, as in the former case, the β subunit is apparently required for the second cleavage but not for the first one, whereas according to the mechanism proposed for mammalian GII, the same subunit would intervene only in the first cleavage. Furthermore, glycoproteins bearing only one diglucosylated glycan are efficiently completely deglucosylated by purified mammalian GII (13Totani K. Ihara Y. Matsuo I. Ito Y. J. Biol. Chem. 2006; 281: 31502-31508Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (76) Google Scholar). The putative regulation of the entrance of glycoproteins into CNX/CRT cycles by GII certainly merits further studies. Although most glycoproteins studied so far interact with the lectins, apparently not all of them are reglucosylated by GT, as some may complete their folding processes taking advantage of the initial binding triggered by the partial deglucosylation of the transferred glycan. GT is not required for the viability of single yeast or mammalian cells grown under normal conditions and even for that of certain multicellular organisms such as plants, but disruption of its encoding gene was found to be embryonically lethal for mice (14Fernández F. Jannatipour M. Hellman U. Rokeach L. Parodi A.J. EMBO J. 1996; 15: 705-713Crossref PubMed Scopus (75) Google Scholar, 15Jin H. Yan Z. Nam K.H. Li J. Mol. Cell. 2007; 26: 821-830Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (144) Google Scholar, 16Molinari M. Galli C. Vanoni O. Arnold S.M. Kaufman R.J. Mol. Cell. 2005; 20: 503-512Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (96) Google Scholar). These results, together with the strict requirement of the enzyme for the viability of S. pombe only when grown under severe ER stress conditions, indicate that a restricted set of glycoproteins absolutely require GT for attaining their proper folding with acceptable efficiency (17Fanchiotti S. Fernández F. D'Alessio C. Parodi A.J. J. Cell Biol. 1998; 143: 625-635Crossref PubMed Scopus (71) Google Scholar). There are alternative quality control and folding efficiency enhancement mechanisms in the ER lumen besides the N-glycan-dependent one. Deficiencies in the latter trigger the upregulation of the former ones. According to their rates of release from CNX/CRT association, glycoproteins expressed in fibroblasts derived from GT-minus mouse embryos could be classified in three classes; in the first one, the observed rates were similar to those in wildtype cells (18Solda T. Galli C. Kaufman R.J. Molinari M. Mol. Cell. 2007; 27: 238-249Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (76) Google Scholar). Glycoproteins in this class represent those with only one cycle of association with the lectins triggered by partial deglucosylation of the transferred glycan. In the second class, glycoproteins heavily dependent on GT-mediated association with CNX/CRT for folding showed an accelerated release from the lectins. GT absence resulted, as expected, in a lower folding efficiency. The most intriguing case was that of glycoproteins in the third class, as they showed a prolonged association with CNX/CRT. It was speculated that the observed results could be due to a protein-protein association between the lectins and glycoproteins or, alternatively, to the fact that a selenocysteine-containing oxidoreductase (Sep15) that forms a 1:1 complex with GT could play a role in assessing and refining the disulfide bond content of glycoproteins in this class (18Solda T. Galli C. Kaufman R.J. Molinari M. Mol. Cell. 2007; 27: 238-249Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (76) Google Scholar, 19Labunskyy P.A. Hatfield D.L. Gladyshev V.N. IUBMB Life. 2007; 59: 1-5Crossref PubMed Scopus (103) Google Scholar). Although Glc1Man9GlcNAc2 displays the same affinity for CNX and CRT, it has been known for several years that the set of glycoproteins interacting with one or other of the lectins only partially overlap. The difference observed was at least partially related both to the membrane-bound or soluble status of CNX or CRT, respectively, and to the vicinity of the N-glycans to the membranes (20Hebert D.N. Zhang J.X. Chen W. Foellmer B. Helenius A. J. Cell Biol. 1997; 139: 613-623Crossref PubMed Scopus (221) Google Scholar). The use of CNX- or CRT-deficient cells revealed some unexpected results (21Molinari M. Eriksson K.K. Calanca V. Galli C. Cresswell P. Michalak M. Helenius A. Mol. Cell. 2004; 13: 125-135Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (182) Google Scholar): expression of viral and cellular glycoproteins in CRT-null mouse embryonic fibroblasts and in CNX-deficient human T lymphoblastoid cells showed that loss of either CNX- or CRT-glycoprotein interaction or both (by addition of glucosidase inhibitors to wild-type cells) affected the process and outcome of glycoprotein production as well as the fidelity of quality control in a variety of ways. Effects were seen on the folding rate (which was accelerated particularly when CRT was absent), in the folding efficiency (which was generally reduced), and in the retention of incompletely folded glycoproteins in the ER (which was affected only when association with both lectins was abolished). CNX seemed to be more important than CRT as folding assistant. Loss of CRT had, in fact, only marginal consequences, whereas loss of CNX resulted in a dramatic impairment of influenza virus HA folding and in a more substantial elevation of other alternative ER resident chaperones, a symptom of ongoing ER stress. Totally unexpected results were obtained upon studying the interaction of CNX/CRT and other chaperones with cellular and viral glycoproteins expressed in cells lacking functional CNX (22Pieren M. Galli C. Denzel A. Molinari M. J. Biol. Chem. 2005; 280: 28265-28271Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (56) Google Scholar). Three variants of the same cellular glycoprotein differing in folding competence, number of glycans, and solubility status, which were CNX substrates in wild-type cells, failed to interact with CRT when expressed in CNX-null fibroblasts. Instead, they interacted more strongly with BiP. In contrast, four viral glycoproteins (Semliki Forest virus E1 and p62, vesicular stomatitis virus G, and influenza virus HA) gave different results. The first two glycoproteins normally interact with both CNX and CRT, but in CNX-minus cells, they interacted more abundantly with CRT, and their maturation proceeded normally. In the case of HA, a glycoprotein that is deeply dependent on CNX for successful maturation and that normally interacts with both CNX and CRT, the absence of the former lectin resulted in a persistent interaction with CRT. The most surprising result was obtained with G protein that normally interacts only with CNX. Infection of CNX-deficient fibroblasts with vesicular stomatitis virus (viral infection was also used to express E1, p62, and HA) resulted in the interaction of G protein with CRT. As transfection of G protein failed to trigger its interaction with CRT, it was suggested that viral infection somehow subverted the normal glycoprotein recognition by the ER lectins. This result may explain why total inactivation of CNX/CRT cycles affects viral replication and infectivity but not viability of mammalian cells. Additional expression of individual glycoproteins, both of cellular and viral origin and in this last case as a result of both viral infection and transfection, must be studied to substantiate this very interesting finding. Exit of properly folded glycoproteins from CNX/CRT cycles poses no conceptual problems, as their conformations do not allow GT-mediated reglucosylation. But, how do cells recognize that glycoproteins are irreparably misfolded or that multimeric complexes are definitively unable to complete their oligomeric structures and pull them out from futile CNX/CRT cycles to allow proteasomal degradation to proceed? Although intensive work has been dedicated to this issue in recent years and substantial progress has been made, the picture that now emerges is rather complex, and no clear answer to the question is yet available. The observation that addition to mammalian cells of mannose analogs (behaving as ER mannosidase I and/or as polymannose lectin inhibitors) delayed degradation of misfolded glycoproteins prompted the suggestion that a "mannose removal time clock" regulated disposal. As removal of mannose is slower than that of glucose by GI and GII, it was proposed that demannosylation of glycoproteins staying in the ER for relatively long periods, as happens with irreparably misfolded glycoproteins, was a tag identifying molecules to be driven to degradation. There are at least two proteins in ER-associated degradation that may interact with polymannose chains for pulling misfolded glycoproteins out from CNX/CRT cycles: ER α-mannosidase I and EDEM. Both mammalian and yeast cell ER mannosidases I are membrane proteins that convert Man9GlcNAc2 to Man8GlcNAc2 isomer B (M8B) (Fig. 2), but they are not as specific as initially thought because the recombinant species were able to further degrade M8B to smaller glycans. However, high enzyme concentrations not thought to occur in vivo were employed in the assays (23Herscovics A. Romero P.A. Tremblay L.O. Glycobiology. 2002; 11: 14G-15GGoogle Scholar). Nevertheless, glycans smaller than M8B have been detected in glycoproteins forced to stay in the ER for rather long time periods as happens with irreparably misfolded and ER resident glycoproteins (24Weng S. Spiro R.G. J. Biol. Chem. 1993; 268: 25656-25663Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar, 25Frenkel Z. Gregory W. Kornfeld S. Lederkremer G. J. Biol. Chem. 2003; 278: 34119-34124Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (103) Google Scholar, 26Bischoff J. Liscum L. Kornfeld R. J. Biol. Chem. 1986; 261: 4766-4774Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar). The enzymatic activities responsible for further degradation of Man8GlcNAc2 glycans in the ER have not been unequivocally identified yet, and they might not even be ER resident proteins. It is known that irreparably misfolded glycoproteins may cycle between the ER and Golgi before being driven to degradation in both yeast and mammalian cells (27Vashist S. Kim W. Belden W.J. Spear E.D. Barlowe C. Ng D.T. J. Cell Biol. 2001; 155: 355-368Crossref PubMed Scopus (187) Google Scholar, 28Taxis C. Vogel F. Wolf D.H. Mol. Biol. Cell. 2002; 13: 1806-1818Crossref PubMed Scopus (98) Google Scholar, 29Kincaid M.M. Cooper A.A. Mol. Biol. Cell. 2007; 18: 455-463Crossref PubMed Scopus (90) Google Scholar, 30Hammond C. Helenius A. J. Cell Biol. 1994; 126: 41-52Crossref PubMed Scopus (393) Google Scholar, 31Yamamoto K. Fujii R. Toyofuku Y. Saito T. Koseki H. Hsu V.W. Aoe T. EMBO J. 2001; 20: 3082-3091Crossref PubMed Scopus (122) Google Scholar, 32Hosokawa N. You Z. Tremblay L.O. Nagata K. Herscovics A. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2007; 362: 626-632Crossref PubMed Scopus (63) Google Scholar). Unlike the S. cerevisiae Golgi, which is devoid of mannosidase activities, mammalian cell cis-Golgi cisternae display three α-mannosidase activities able to degrade Man9GlcNAc2 to Man5GlcNAc2 (Fig. 2, residues a–e, h, and j) (33Lal A. Pang P. Kalelkar S. Romero P.A. Herscovics A. Moremen K.W. Glycobiology. 1998; 8: 981-995Crossref PubMed Scopus (104) Google Scholar, 34Tremblay L.O. Herscovics A. J. Biol. Chem. 2000; 275: 31655-31660Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (67) Google Scholar). Furthermore, mammalian (but not yeast) cells have an ERGIC/cis-Golgi endomannosidase that yields M8A (Fig. 2) and Glc-Man as degradation products of Glc1Man9GlcNAc2. Genome analysis revealed that there are three ER α-mannosidase I homologs in mice and only one in either S. pombe or S. cerevisiae (35Hirao K. Natsuka Y. Tamura T. Wada I. Morito D. Natsuka S. Romero P. Sleno B. Tremblay L.O. Herscovics A. Nagata K. Hosokawa N. J. Biol. Chem. 2006; 281: 9650-9658Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (201) Google Scholar, 36Hosokawa N. Wada I. Hasegawa K. Yorihuzi T. Tremblay L.O. Herscovics A. Nagata K. EMBO Rep. 2001; 2: 415-422Crossref PubMed Scopus (380) Google Scholar, 37Jakob C.A. Bodmer D. Spirig U. Batig P. Marcil A. Dignard D. Bergeron J.J.M. Thomas D.Y. Aebi M. EMBO Rep. 2001; 2: 423-430Crossref PubMed Scopus (218) Google Scholar, 38Mast S.W. Diekman K. Karaveg K. Davis A. Sifers R.N. Moremen K.W. Glycobiology. 2005; 15: 421-436Crossref PubMed Scopus (131) Google Scholar, 39Nakatsukasa K. Nishikawa S. Hosokawa N. Nagata K. Endo T. J. Biol. Chem. 2001; 276: 8635-8638Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (152) Google Scholar, 40Olivari S. Galli C. Alanen H. Ruddock L. Molinari M. J. Biol. Chem. 2005; 280: 2424-2428Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (131) Google Scholar). They are called EDEM in mammalian cells and Htm1p or Man1p in yeast. EDEMs were first thought to be membrane-bound, but recent work showed them to be soluble proteins (41Oda Y. Hosokawa N. Wada I. Nagata K. Science. 2003; 299: 1394-1397Crossref PubMed Scopus (384) Google Scholar, 42Zuber C. Cormier J.H. Guhl B. Santimaria R. Hebert D.N. Roth J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007; 104: 4407-4412Crossref PubMed Scopus (78) Google Scholar). EDEMs display a 450-residue domain that shares 35% sequence identity with the catalytic domain of ER α-mannosidase I. It was first proposed that EDEMs behaved as lectins and not as enzymes, as they lack a particular disulfide bond thought to be required for hydrolytic activity, but further sequencing work detected several active fungal mannosidases lacking that particular bond. It has been reported that overexpression of EDEMs enhances misfolded protein degradation by pulling those species out from CNX/CRT cycles, whereas a decrease in EDEM amounts, by RNA interference, results in a degradation delay (35Hirao K. Natsuka Y. Tamura T. Wada I. Morito D. Natsuka S. Romero P. Sleno B. Tremblay L.O. Herscovics A. Nagata K. Hosokawa N. J. Biol. Chem. 2006; 281: 9650-9658Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (201) Google Scholar, 40Olivari S. Galli C. Alanen H. Ruddock L. Molinari M. J. Biol. Chem. 2005; 280: 2424-2428Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (131) Google Scholar). Based on a report indicating that the absence of mannose residues i or i and k (Fig. 2) (i.e. leaving intact the 3′-branch to which Glc is added by GT) decreased the GT-mediated glucosylation rate (43Sousa M. Ferrero-García M.A. Parodi A.J. Biochemistry. 1992; 31: 97-105Crossref PubMed Scopus (268) Google Scholar), a first proposal assumed that impeded reglucosylation of Man8GlcNAc2 or Man7GlcNAc2 glycans following GII glucose removal would liberate misfolded glycoproteins from CNX/CRT cycles (44Cabral C.M. Liu Y. Sifers R.N. Trends Biochem. Sci. 2001; 26: 619-624Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (200) Google Scholar). However, as an earlier report had shown that GII displayed a similar rate trend as GT concerning N-glycan composition (45Grinna L.S. Robbins P.W. J. Biol. Chem. 1980; 255: 2255-2258Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar), according to this proposal, misfolded glycoprotein degradation would have to be the outcome of a delicate balance between specificities for glycans and relative amounts of GII and GT. However, a more recent study reported similar GII-mediated deglucosylation rates for Glc1Man9GlcNAc2 and the monoglucosylated derivative of M8B (13Totani K. Ihara Y. Matsuo I. Ito Y. J. Biol. Chem. 2006; 281: 31502-31508Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (76) Google Scholar). Further studies on the GII specificity for glycans are required to elucidate this discrepancy. Nevertheless, it was shown that even glycoproteins bearing the Man5GlcNAc2 structure (Fig. 2, residues a–g) were good GT substrates in vivo and that the resulting glucosylated glycoproteins interacted with CNX (46Ermonval M. Kitzmuller C. Mir A.M. Cacan R. Ivessa N.E. Glycobiology. 2001; 7: 565-576Crossref Scopus (60) Google Scholar). A second proposal was based on the observation that EDEMs interacted with totally deglucosylated misfolded glycoproteins, whereas CNX associated with monoglucosylated species, and suggested that EDEMs, behaving as lectins, physically interacted with the glycans, thus hindering GT-mediated reglucosylation (41Oda Y. Hosokawa N. Wada I. Nagata K. Science. 2003; 299: 1394-1397Crossref PubMed Scopus (384) Google Scholar, 47Molinari M. Calanca V. Galli C. Lucca P. Paganetti P. Science. 2003; 299: 1397-1400Crossref PubMed Scopus (385) Google Scholar). This proposal implies that EDEMs should be lectins with an extremely broad specificity spectrum, as even glycoproteins synthesized in cells transferring Glc3Man5GlcNAc2 (Fig. 2, residues a–g and l–n) participate in CNX/CRT cycles (46Ermonval M. Kitzmuller C. Mir A.M. Cacan R. Ivessa N.E. Glycobiology. 2001; 7: 565-576Crossref Scopus (60) Google Scholar). Finally, a third proposal based on the observation that ER α-mannosidase I overexpression accelerated misfolded glycoprotein degradation (48Hosokawa N. Tremblay L.O. You Z. Herscovics A. Wada I. Nagata K. J. Biol. Chem. 2003; 278: 26287-26294Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (179) Google Scholar) assumed that extensive demannosylation and specifically removal of residue g (Fig. 2), i.e. the residue to which GT adds the glucose unit, would prevent GT-mediated reglucosylation and thus CNX/CRT-glycoprotein interaction. The enzymatic activity(ies) responsible for such demannosylation has not been unequivocally identified yet, but several possibilities have been advanced. (a) ER mannosidase I concentrates in specific subcellular sites together with misfolded glycoproteins (25Frenkel Z. Gregory W. Kornfeld S. Lederkremer G. J. Biol. Chem. 2003; 278: 34119-34124Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (103) Google Scholar). Such concentration was observed recently for a HA-tagged version of ER α-mannosidase I expressed in mammalian cells (49Avezov E. Frenkel Z. Ehrlich M. Herscovics A. Lederkremer G.Z. Mol. Biol. Cell. 2008; 19: 216-225Crossref PubMed Scopus (112) Google Scholar). Confirmation of such concentration for the native enzyme is necessarily required. (b) It was proposed recently that EDEMs might display enzymatic activity, as overexpression of EDEM1 and EDEM3 (EDEM2 has not been tested yet) resulted in a more extensive demannosylation of misfolded glycoproteins (35Hirao K. Natsuka Y. Tamura T. Wada I. Morito D. Natsuka S. Romero P. Sleno B. Tremblay L.O. Herscovics A. Nagata K. Hosokawa N. J. Biol. Chem. 2006; 281: 9650-9658Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (201) Google Scholar, 50Olivari S. Cali T. Salo K.E. Paganetti P. Ruddock L.W. Molinari M. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2006; 349: 1278-1284Crossref PubMed Scopus (144) Google Scholar). Moreover, EDEM mutants defective in amino acids known to be essential for ER α-mannosidase I activity failed to increase demannosylation. The main objection to this proposal is that EDEMs have not yet been purified to homogeneity, thus precluding assaying the enzymatic activity of the native species, and additionally, no mannosidase activity could be detected in recombinant EDEM1, -2, or -3, although expression of the homologous lumenal portion of ER α-mannosidase I gave positive results. Furthermore, the inability of EDEM mutants to promote extensive N-glycan demannosylation might not be conclusive evidence for the enzymatic activity of the α-mannosidase homologs, as, for instance, mutations might abolish a putative lectin activity responsible for hindering GT-mediated reglucosylation. (c) Other possibilities are cis-Golgi mannosidases, which as mentioned above are able to convert Man9GlcNAc2 to Man5GlcNAc2, and/or ERGIC/cis-Golgi endomannosidase that yields M8A, an isomer lacking residue g (Fig. 2) (33Lal A. Pang P. Kalelkar S. Romero P.A. Herscovics A. Moremen K.W. Glycobiology. 1998; 8: 981-995Crossref PubMed Scopus (104) Google Scholar, 34Tremblay L.O. Herscovics A. J. Biol. Chem. 2000; 275: 31655-31660Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (67) Google Scholar). A recent study showed that overexpression of not only ER α-mannosidase I and EDEMs but also Golgi α-mannosidase IA, IB, or IC resulted in an enhancement of misfolded glycoprotein demannosylation and degradation (32Hosokawa N. You Z. Tremblay L.O. Nagata K. Herscovics A. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2007; 362: 626-632Crossref PubMed Scopus (63) Google Scholar). It was not shown, however, if the overexpressed proteins localized exclusively to the Golgi or if they were present in the ER as well. The second proposal for a misfolded glycoprotein escape mechanism from CNX/CRT cycles (see above) is probably the only one applicable to S. pombe, which displays a quality control mechanism similar to that occurring in mammalian cells and in which disruption of the EDEM-encoding gene drastically decreased the degradation rate of misfolded glycoproteins (51Movsichoff F. Castro O.A. Parodi A.J. Mol. Biol. Cell. 2005; 16: 4714-4724Crossref PubMed Scopus (38) Google Scholar). No Man9GlcNAc2 demannosylation was observed in mutants lacking a functional ER α-mannosidase I-encoding gene, thus suggesting that the yeast single EDEM homolog has no α-mannosidase activity. Also, there are no ERGIC/cis-Golgi endomannosidase or cis-Golgi α-mannosidase activities in S. pombe. Finally, even after an extremely long residence in the ER, Man9GlcNAc2 in misfolded glycoproteins was minimally degraded, Man7GlcNAc2 being the smallest glycan detected. This last compound still had mannose residue g (Fig. 2) (51Movsichoff F. Castro O.A. Parodi A.J. Mol. Biol. Cell. 2005; 16: 4714-4724Crossref PubMed Scopus (38) Google Scholar). The absence of monoglucosylated glycans is not an absolute condition for glycoprotein degradation: Glc1Man5GlcNAc (Fig. 2, residues b–g and l) was found to be a cytosolic by-product of the degradation of misfolded glycoproteins synthesized by mutant Chinese hamster ovary cells known to transfer Man9GlcNAc2 in protein N-glycosylation (52Cacan R. Duvet S. Labiau O. Verbert A. Krag S.S. J. Biol. Chem. 2001; 276: 22307-22312Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (24) Google Scholar). The glycan came from cytosolic degradation of Glc1Man9GlcNAc2 and Glc1Man8GlcNAc2, the species that determined CNX/CRT recognition of folding intermediates in those cells. These results show that diversion to degradation of misfolded glycoproteins cannot be ascribed solely to their liberation from CNX/CRT anchors caused by hindering formation of monoglucosylated N-glycans. Although binding of most known substrates to CRT and CNX appears to be mediated exclusively by the glycan moiety, in some cases, the lectins may apparently display a behavior more akin to that observed in classical chaperones (53Williams D.B. J. Cell Sci. 2006; 119: 615-623Crossref PubMed Scopus (370) Google Scholar). For instance, under mild cell lysis conditions, some proteins remain associated with CNX/CRT even in the presence of glucosidase inhibitors (54Danilczyk U.G. Williams D.B. J. Biol. Chem. 2001; 276: 25532-25540Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (89) Google Scholar, 55Mizrachi D. Segaloff D.L. Mol. Endocrinol. 2004; 18: 1768-1777Crossref PubMed Scopus (83) Google Scholar, 56Wanamaker C.P. Green W.N. J. Biol. Chem. 2005; 280: 33800-33810Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (33) Google Scholar). In addition, thermally induced aggregation of non-glycosylated proteins may be suppressed in vitro by both CNX and CRT (57Saito Y. Ihara Y. Leach M.R. Cohen-Doyle M.F. Williams D.B. EMBO J. 1999; 18: 6718-6729Crossref PubMed Scopus (217) Google Scholar, 58Ihara Y. Cohen-Doyle M.F. Saito Y. Williams D.B. Mol. Cell. 1999; 4: 331-341Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (149) Google Scholar). In addition, CNX mutants devoid of lectin activity may associate in vivo with class I histocompatibility molecules (59Leach M.R. Williams D.B. J. Biol. Chem. 2004; 279: 9072-9079Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (58) Google Scholar). Interestingly, CRT displays a marked preference for hydrophobic peptides in in vitro binding assays (60Sandhu N. Duus K. Jørgensen C.S. Hansen P.R. Bruun S.W. Pedersen L.Ø. Højrup P. Houen G. Biochim. Biophys. Acta. 2007; 1774: 701-713Crossref PubMed Scopus (29) Google Scholar). The absence of any obvious binding site for hydrophobic domains in the structure of CNX constitutes a major drawback for the occurrence of polypeptide-based interactions. Nevertheless, the static picture captured in the crystal may hinder alternative conformations that are unfavorable under the crystallization conditions but able to bind proteins displaying non-native conformations. For instance, upon heat shock or calcium depletion, both CRT and CNX undergo conformational changes that induce their oligomerization and increase their ability to bind non-glycosylated substrates (61Thammavongsa V. Mancino L. Raghavan M. J. Biol. Chem. 2005; 280: 33497-33505Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (29) Google Scholar, 62Rizvi S.M. Mancino L. Thammavongsa V. Cantley R.L. Raghavan M. Mol. Cell. 2004; 15: 913-923Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (70) Google Scholar). ATP provides the energy required for binding and unbinding cycles of classical chaperones, and the role of the nucleotide is played by UDP-Glc in the CNX/CRT lectin-based cycles described in this review. Whether similar binding-unbinding cycles (and their energy purveyor) occur in the putative role of CNX and CRT as classical chaperones is presently unknown.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم اقتراح آلية مراقبة الجودة المعتمدة على N - glycan لطي البروتين السكري في البداية من قبل Helenius وزملاء العمل منذ عدة سنوات ؛ مع بعض التعديلات الطفيفة، لا تزال صالحة حتى اليوم (الشكل 1) (1Hammond C. Braakman I. Helenius A. Proc. Natl. Acad. U. S. A. 1994 ؛ 91: 913-917 Crossref PubMed Scopus (712) Google Scholar، 2Parodi A.J. Annu. Rev. Biochem. 2000; 69: 69-93 Crossref PubMed Scopus (532) Google Scholar, 3Helenius A. Aebi M. Annu. مراجعة Biochem. 2004 ؛ 73: 1019-1049 Crossref PubMed Scopus (1602) الباحث العلمي من Google). 2Refs. 2Parodi A.J. Annu. Rev. Biochem. 2000; 69: 69-93 Crossref PubMed Scopus (532) Google Scholar, 3Helenius A. Aebi M. Annu. Rev. Biochem. 2004; 73: 1019-1049 Crossref PubMed Scopus (1602) Google Scholar, 19Labunskyy P.A. Hatfield D.L. Gladyshev V.N. IUBMB Life. 2007; 59: 1-5 Crossref PubMed Scopus (103) Google Scholar, and 53Williams D.B. J. Cell Sci. 2006 ؛ 119: 615-623 Crossref PubMed Scopus (370) الباحث العلمي من Google هي مقالات مراجعة. 2Refs. 2Parodi A.J. Annu. Rev. Biochem. 2000; 69: 69-93 Crossref PubMed Scopus (532) Google Scholar, 3Helenius A. Aebi M. Annu. Rev. Biochem. 2004; 73: 1019-1049 Crossref PubMed Scopus (1602) Google Scholar, 19Labunskyy P.A. Hatfield D.L. Gladyshev V.N. IUBMB Life. 2007; 59: 1-5 Crossref PubMed Scopus (103) Google Scholar, and 53Williams D.B. J. Cell Sci. 2006 ؛ 119: 615-623 Crossref PubMed Scopus (370) الباحث العلمي من Google هي مقالات مراجعة. تبدأ معالجة الجليكان مباشرة بعد انتقاله من مشتق dolichol - P - P إلى بقايا ASN في سلاسل البولي ببتيد الوليدة التي تدخل تجويف ER. 3 الاختصارات المستخدمة هي: ER، الشبكية الإندوبلازمية ؛ GI، glucosidase I ؛ GII، glucosidase II ؛ CNX، calnexin ؛ CRT، calreticulin ؛ GT، UDP - Glc:glycoprotein glucosyltransferase ؛ HA، hemagglutinin ؛ EDEM، ER تعزيز تدهور α - mannosidase مثل البروتين ؛ M8A، Man8GlcNAc2 isomer A ؛ M8B، Man8GlcNAc2 isomer B ؛ ERGIC، ER - Golgi الحجرة الوسيطة. 3 الاختصارات المستخدمة هي: ER، الشبكية الإندوبلازمية ؛ GI، glucosidase I ؛ GII، glucosidase II ؛ CNX، calnexin ؛ CRT، calreticulin ؛ GT، UDP - Glc:glycoprotein glucosyltransferase ؛ HA، hemagglutinin ؛ EDEM، ER تعزيز تدهور α - mannosidase مثل البروتين ؛ M8A، Man8GlcNAc2 isomer A ؛ M8B، Man8GlcNAc2 isomer B ؛ ERGIC، ER - Golgi الحجرة الوسيطة. تؤدي إزالة الجلوكوز الأبعد والمتبع من خلال الإجراء المتتالي لـ GI و GII إلى كشف Glc1Man9GlcNAc2 epitope (الشكل 2). ثم يتم التعرف على هذا الهيكل من قبل اثنين من ليكتين المقيمين في غرفة الطوارئ (CNX و CRT) التي تربط على وجه التحديد غليكانات البولي مانوز أحادية الجلوكوز. يتبع ذلك إزالة الجلوكوز الأعمق بواسطة GII، وبالتالي تحرير البروتين السكري من مرساة الليكتين. ثم يتم تنظيم الجليكان المرتبط بالبروتين بواسطة إنزيم ER القابل للذوبان GT فقط إذا كان شطر البروتين يعرض هياكل ثلاثية الأبعاد غير أصلية، حيث يتصرف هذا الإنزيم كمستشعر توافقي. يتم إنهاء دورات ربط وتحرير البروتين السكري CNX/CRT، التي تحفزها الأنشطة المتعارضة لـ GT و GII، بمجرد وصول البروتينات السكرية إلى هياكلها الأصلية. ثم تستمر البروتينات السكرية الخالية من الجلوكوز في عبورها عبر المسار الإفرازي. بدلاً من ذلك، يمكن بعد ذلك نقل البروتينات السكرية غير المطوية بشكل دائم إلى السيتوسول لتحلل البروتيازوم. لا يؤدي ارتباط الليكتين بالبروتين السكري إلى إحباط خروج جولجي من المواد الوسيطة القابلة للطي والبروتينات السكرية غير المطوية بشكل لا يمكن إصلاحه فحسب، بل يعزز أيضًا كفاءة الطي من خلال منع التجميع وتعزيز الترابط السليم لثنائي الكبريتيد. يتم تحفيز هذا الأخير بواسطة مختزل أكسدي من عائلة أيزوميراز بروتين ثنائي الكبريتيد (ERp57) التي تعمل حصريًا على البروتينات السكرية، حيث ترتبط بشكل فضفاض بـ CNX/CRT.FIGURE 2 بنية الجليكان. يتبع الحرف (a - n) ترتيب إضافة السكريات الأحادية في تخليق Glc3Man9GlcNAc2 - P - P - dolichol. يزيل الحديد المجلفن البقايا n، ويزيل الحديد المجلفن البقايا l و m. يضيف برج غرينتش بقايا لتر إلى بقايا غرام. M8A يفتقر إلى بقايا g و l - n ؛ M8B التي شكلتها الثدييات أو خلايا الخميرة ER α - mannosidase I يفتقر إلى بقايا i و l - n ؛ و Man8GlcNAc2 isomer C يفتقر إلى بقايا k و l - n. أصغر غليكان يتكون في S. pombe ER (Man7GlcNAc2) يفتقر إلى بقايا i و k و l - n. عرض عارض صور كبيرتحميل صورة عالية الدقة تنزيل (PPT) GT هو المكون الوحيد لآلية مراقبة الجودة التي تستشعر مطابقة البروتين، حيث يتعرف على بقع الأحماض الأمينية الكارهة للماء المكشوفة في مطابقات تشبه الكريات المنصهرة (4Sousa M. Parodi AJ EMBO J. 1995 ؛ 14: 4196-4203 Crossref PubMed Scopus (241) Google Scholar، 5Caramelo JJ Castro OA Alonso LG de Prat - Gay G. Parodi AJ Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003 ؛ 100: 86-91 Crossref PubMed Scopus (154) الباحث العلمي من Google). قد تقوم GT أيضًا بجلوكوزيلات البروتينات السكرية في مجمعات قليلة القسيمات غير المجمعة بالكامل لأنها تتعرف أيضًا على الأسطح غير الآلفة للماء المكشوفة نتيجة لغياب مكونات الوحدة الفرعية (6Keith N. Parodi A.J. Caramelo J.J. J. Biol. Chem. 2005; 280: 18138-18141Abstract full text full text PDF PubMed Scopus (38) Google Scholar). الهدف من هذه المراجعة هو تقديم نظرة عامة على التقارير الأخيرة التي تتناول دخول وخروج البروتينات السكرية من دورات CNX/CRT. الخطوة الأولى في المسار المؤدي إلى دخول البروتينات السكرية في دورات CNX/CRT هي إزالة وحدة الجلوكوز الخارجية من الجليكان بواسطة إنزيم الغشاء GI. يحدث هذا التفاعل في وقت واحد تقريبًا مع نقل الجليكان. تشير عملية إزالة الجلوكوز السريعة بوساطة الجهاز الهضمي للجليكان المرتبط بالبروتين، بالإضافة إلى عدم القدرة الظاهرة للإنزيم على إزالة الجلوكوز من الجليكان المرتبط بالدوليكول- P - P في الكائن الحي (ولكن ليس في المختبر)، إلى وجود معقد فائق يتكون من ناقلة قليل السكاريل، والجهاز الهضمي، ومشتق الدوليكول، مع اتجاه دقيق للغاية للمكونات. كان من المفترض أن الدور الوحيد لـ GII هو إزالة بقايا الجلوكوز l و n (الشكل 2). ومع ذلك، فقد اقترح العمل الأخير دورًا تنظيميًا لهذا الإنزيم. GII هو بروتين ثنائي الأبعاد قابل للذوبان من الخميرة إلى الثدييات. تعرض الوحدة الفرعية α النشاط الحفاز ولا يوجد تسلسل للاحتفاظ/استرجاع ER، وتحمل الوحدة الفرعية β تسلسلًا شبيهًا بـ KDEL عند الطرف C، من الخميرة (Schizosaccharomyces pombe ولكن ليس Saccharomyces cerevisiae) إلى الثدييات (7Trombetta E.S. Simons J.F. Helenius AJ Biol. Chem. 1996; 271: 27509-27516 Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (206) Google Scholar, 8D 'Alessio C. Fernández F. Trombetta E.S. Parodi A.J. J. Biol. Chem. 1999; 274: 25899-25905 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (79) Google Scholar, 9Wilkinson B.M. Purswani J. Stirling C.J. J. Biol. Chem. 2006; 281: 6325-6333 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (50) Google Scholar). تحتوي هذه الوحدة الفرعية أيضًا على امتداد تسلسلي مع تشابه عالٍ مع مجال ربط المانوز لمستقبلات Man -6 - P (10Munro S. Curr. Biol. 2001; 11: R499 - R501Abstract full text full text PDF PubMed Scopus (89) Google Scholar). يؤدي تعطيل جين ترميز الوحدة الفرعية β في خميرة الانشطار إلى فقدان كامل تقريبًا للنشاط، ربما نتيجة لسوء تحديد موقع الوحدة الفرعية α. لقد ثبت لإنزيم كبد الفئران أن الوحدة الفرعية β غير مطلوبة للنشاط (8D 'Alessio C.Fernández F. Trombetta E.S. Parodi A.J. J Biol. Chem. 1999; 274: 25899-25905Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (79) Google Scholar, 11Trombetta E.S. Fleming K.G. Helenius A. Biochemistry. 2001 ؛ 40: 10717-10722 Crossref PubMed Scopus (73) الباحث العلمي من Google). بشكل ملحوظ، لا يؤثر اضطراب جين الوحدة الفرعية β في S. cerevisiae على النشاط الأنزيمي أو توطين ER للمكون الحفاز ولكنه يؤدي إلى الإنتاج الحصري في الجسم الحي لـ N - glycans المرتبط بالبروتين أحادي الجلوكوز (9Wilkinson B.M. Purswani J. Stirling C.J. J. Biol. Chem. 2006; 281: 6325-6333 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (50) Google Scholar). وبالتالي، يبدو أن الوحدة الفرعية β مطلوبة للإزالة الكاملة للجلوكوز في إنزيم الخميرة الناشئ. في حالة إنزيم الثدييات، يبدو أن هناك حاجة إلى اثنين من N - glycans في نفس البروتين السكري لتشكيل N - glycans أحادي الجلوكوز في الجسم الحي ولكن ليس من أجل إزالة الجلوكوز من هذه المركبات الأخيرة (12Deprez P. Gautschi M. Helenius A. Mol. الخلية. 2005 ؛ 19: 183-195 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (118) الباحث العلمي من Google). بالنسبة لكل من S. cerevisiae و GIIs للثدييات، كان من المفترض أن تفاعل المجال الشبيه بمستقبلات Man -6 - P للوحدة الفرعية β مع N - glycans كان مسؤولاً عن النتائج المذكورة أعلاه (9Wilkinson B.M. Purswani J. Stirling C.J. J. Biol. Chem. 2006; 281: 6325-6333 Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (50) Google Scholar, 12Deprez P. Gautschi M. Helenius A. Mol. الخلية. 2005 ؛ 19: 183-195 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (118) الباحث العلمي من Google). علاوة على ذلك، في حالة إنزيم الثدييات، اقترح أنه نظرًا لأن كلا الرابطين المراد تشققهما على التوالي (Glcα 1،3 Glc،Glcα 1،3 Man) (الشكل 2) موجهان بشكل مختلف في الفضاء، يحدث فصل عابر بين موقع الحفاز الفردي GII و N - glycan بعد الانقسام الأول. ربما يسمح هذا الفصل بالتعرف على الحاتمة أحادية الغلوكوزيل بواسطة CNX/CRT (12Deprez P. Gautschi M. Helenius A. Mol. الخلية. 2005 ؛ 19: 183-195 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (118) الباحث العلمي من Google). هناك تناقض واضح بين النتائج التي تم الحصول عليها مع S. cerevisiae وخلايا الثدييات، كما هو الحال في الحالة الأولى، يبدو أن الوحدة الفرعية β مطلوبة للانشقاق الثاني ولكن ليس للانشقاق الأول، في حين أنه وفقًا للآلية المقترحة لـ GII للثدييات، فإن نفس الوحدة الفرعية ستتدخل فقط في الانشقاق الأول. علاوة على ذلك، فإن البروتينات السكرية التي تحتوي على غليكان ثنائي الجلوكوزيل واحد فقط يتم تفكيكها بالكامل بكفاءة بواسطة GII المنقى للثدييات (13Totani K. Ihara Y. Matsuo I. Ito Y. J. Biol. Chem. 2006; 281: 31502-31508 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (76) Google Scholar). من المؤكد أن التنظيم المفترض لدخول البروتينات السكرية في دورات CNX/CRT من قبل GII يستحق المزيد من الدراسات. على الرغم من أن معظم البروتينات السكرية التي تمت دراستها حتى الآن تتفاعل مع الليكتينات، إلا أنه على ما يبدو لا يتم تنظيمها جميعًا بواسطة GT، حيث قد يكمل البعض عمليات الطي الخاصة بهم مستفيدين من الارتباط الأولي الناجم عن التفكك الجزئي للغليكان المنقول. GT غير مطلوب لبقاء الخميرة المفردة أو خلايا الثدييات المزروعة في ظل الظروف العادية وحتى بالنسبة لبعض الكائنات متعددة الخلايا مثل النباتات، ولكن تم العثور على اضطراب في جين الترميز الخاص بها ليكون قاتلًا جنينيًا للفئران (14Fernández F. Jannatipour M. Hellman U. Rokeach L. Parodi A.J. EMBO J. 1996 ؛ 15: 705-713 Crossref PubMed Scopus (75) Google Scholar، 15Jin H. Yan Z. Nam K.H. Li J. Mol. الخلية. 2007 ؛ 26: 821-830 ملخص النص الكامل PDF PubMed Scopus (144) الباحث العلمي من Google، 16Molinari M. Galli C. Vanoni O. Arnold S.M. Kaufman R.J. Mol. الخلية. 2005 ؛ 20: 503-512 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (96) الباحث العلمي من Google). تشير هذه النتائج، جنبًا إلى جنب مع المتطلبات الصارمة للإنزيم لجدوى S. pombe فقط عند زراعته في ظل ظروف إجهاد ER الشديدة، إلى أن مجموعة محدودة من البروتينات السكرية تتطلب بالتأكيد GT لتحقيق طيها المناسب بكفاءة مقبولة (17Fanchiotti S. Fernández F. D'Alessio C. Parodi A.J. J. Cell Biol. 1998 ؛ 143: 625-635 Crossref PubMed Scopus (71) الباحث العلمي من Google). هناك آليات بديلة لمراقبة الجودة وتعزيز كفاءة الطي في تجويف ER إلى جانب التجويف المعتمد على N - glycan. تؤدي أوجه القصور في الأخير إلى رفع القيود التنظيمية للأولى. وفقًا لمعدلات إطلاقها من ارتباط CNX/CRT، يمكن تصنيف البروتينات السكرية المعبر عنها في الخلايا الليفية المشتقة من أجنة الفئران GT ناقص في ثلاث فئات ؛ في الفئة الأولى، كانت المعدلات الملحوظة مماثلة لتلك الموجودة في الخلايا البرية (18Solda T. Galli C. Kaufman RJ Molinari M. Mol. الخلية. 2007 ؛ 27: 238-249 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (76) الباحث العلمي من Google). تمثل البروتينات السكرية في هذه الفئة تلك التي لها دورة واحدة فقط من الارتباط بالليكتينات الناتجة عن التفكك الجزئي للجلوكوز المنقول. في الدرجة الثانية، أظهرت البروتينات السكرية التي تعتمد بشكل كبير على الارتباط بوساطة GT مع CNX/CRT للطي إطلاقًا متسارعًا من الليكتينات. أدى غياب برج غرينفيل، كما هو متوقع، إلى انخفاض كفاءة الطي. كانت الحالة الأكثر إثارة للاهتمام هي البروتينات السكرية في الدرجة الثالثة، حيث أظهرت ارتباطًا مطولًا مع CNX/CRT. تم التكهن بأن النتائج الملحوظة يمكن أن تكون بسبب ارتباط البروتين والبروتين بين الليكتينات والبروتينات السكرية أو، بدلاً من ذلك، إلى حقيقة أن الأكسيدوريكتاز المحتوي على السيلينوسيستين (Sep15) الذي يشكل مركبًا بنسبة 1:1 مع GT يمكن أن يلعب دورًا في تقييم وتنقيح محتوى رابطة ثاني كبريتيد البروتينات السكرية في هذه الفئة (18Solda T. Galli C. Kaufman R.J. Molinari M. Mol. الخلية. 2007 ؛ 27: 238-249 ملخص النص الكامل PDF PubMed Scopus (76) الباحث العلمي من Google، 19Labunskyy P.A. Hatfield D.L. Gladyshev V.N. IUBMB Life. 2007 ؛ 59: 1-5 Crossref PubMed Scopus (103) الباحث العلمي من Google). على الرغم من أن Glc1Man9GlcNAc2 يعرض نفس التقارب لـ CNX و CRT، فمن المعروف منذ عدة سنوات أن مجموعة البروتينات السكرية التي تتفاعل مع واحد أو آخر من الليكتينات تتداخل جزئيًا فقط. كان الاختلاف الملحوظ مرتبطًا جزئيًا على الأقل بالحالة المرتبطة بالغشاء أو القابلة للذوبان لـ CNX أو CRT، على التوالي، وبالقرب من N - glycans إلى الأغشية (20 Hebert D.N. Zhang J.X. Chen W. Foellmer B. Helenius A. J. Cell Biol. 1997 ؛ 139: 613-623 Crossref PubMed Scopus (221) الباحث العلمي من Google). كشف استخدام الخلايا التي تعاني من نقص CNX أو CRT عن بعض النتائج غير المتوقعة (21Molinari M. Eriksson KK Calanca V. Galli C. Cresswell P. Michalak M. Helenius A. Mol. الخلية. 2004 ؛ 13: 125-135 ملخص النص الكامل PDF PubMed Scopus (182) الباحث العلمي من Google): أظهر التعبير عن البروتينات السكرية الفيروسية والخلوية في الخلايا الليفية الجنينية للفئران التي لا تحتوي على CRT وفي الخلايا اللمفاوية التائية البشرية التي تعاني من نقص CNX أن فقدان تفاعل البروتينات السكرية CNX - أو CRT أو كليهما (عن طريق إضافة مثبطات الجلوكوزيداز إلى الخلايا البرية) أثر على عملية ونتائج إنتاج البروتينات السكرية بالإضافة إلى دقة مراقبة الجودة بعدة طرق. شوهدت تأثيرات على معدل الطي (الذي تسارع بشكل خاص عندما كان CRT غائبًا)، في كفاءة الطي (التي تم تقليلها بشكل عام)، وفي الاحتفاظ بالبروتينات السكرية المطوية بشكل غير كامل في ER (والتي تأثرت فقط عندما تم إلغاء الارتباط مع كل من ليكتين). بدا أن CNX أكثر أهمية من CRT كمساعد قابل للطي. في الواقع، كان لفقدان CRT عواقب هامشية فقط، في حين أن فقدان CNX أدى إلى ضعف كبير في طي HA لفيروس الأنفلونزا وإلى ارتفاع أكبر في مرافقين آخرين مقيمين في غرفة الطوارئ، وهو أحد أعراض إجهاد ER المستمر. تم الحصول على نتائج غير متوقعة تمامًا عند دراسة تفاعل CNX/CRT وغيره من المرافقين مع البروتينات السكرية الخلوية والفيروسية المعبر عنها في الخلايا التي تفتقر إلى CNX الوظيفي (22Pieren M. Galli C. Denzel A. Molinari M. J. Biol. Chem. 2005; 280: 28265-28271Abstract full text full text PDF PubMed Scopus (56) Google Scholar). فشلت ثلاثة أنواع من نفس البروتين السكري الخلوي تختلف في كفاءة الطي، وعدد الجليكان، وحالة الذوبان، والتي كانت ركائز CNX في الخلايا البرية، في التفاعل مع CRT عند التعبير عنها في الخلايا الليفية الخالية من CNX. وبدلاً من ذلك، تفاعلوا بقوة أكبر مع BiP. في المقابل، أعطت أربعة بروتينات سكرية فيروسية (فيروس غابة سيمليكي E1 و p62، وفيروس التهاب الفم الحويصلي G، وفيروس الأنفلونزا HA) نتائج مختلفة. يتفاعل أول بروتينين سكريين عادة مع كل من CNX و CRT، ولكن في خلايا CNX السالبة، تفاعلت بشكل أكثر وفرة مع CRT، واستمر نضجها بشكل طبيعي. في حالة HA، وهو بروتين سكري يعتمد بشكل كبير على CNX للنضج الناجح ويتفاعل عادة مع كل من CNX و CRT، أدى غياب الليكتين السابق إلى تفاعل مستمر مع CRT. تم الحصول على النتيجة الأكثر إثارة للدهشة مع بروتين G الذي يتفاعل عادة فقط مع CNX. أدت إصابة الخلايا الليفية التي تعاني من نقص CNX بفيروس التهاب الفم الحويصلي (تم استخدام العدوى الفيروسية أيضًا للتعبير عن E1 و p62 و HA) إلى تفاعل بروتين G مع CRT. نظرًا لأن نقل البروتين G فشل في تحفيز تفاعله مع العلاج باستعادة تناسق أداء عضلة القلب، فقد أشير إلى أن العدوى الفيروسية أفسدت بطريقة أو بأخرى التعرف الطبيعي على البروتين السكري بواسطة ليكتينات ER. قد تفسر هذه النتيجة سبب تأثير التعطيل الكلي لدورات CNX/CRT على التكاثر الفيروسي والعدوى ولكن ليس على صلاحية خلايا الثدييات. يجب دراسة التعبير الإضافي عن البروتينات السكرية الفردية، سواء من أصل خلوي أو فيروسي، وفي هذه الحالة الأخيرة نتيجة لكل من العدوى الفيروسية ونقل العدوى، لإثبات هذه النتيجة المثيرة للاهتمام للغاية. لا يطرح خروج البروتينات السكرية المطوية بشكل صحيح من دورات CNX/CRT أي مشاكل مفاهيمية، حيث لا تسمح مطابقتها بالتنظيم بوساطة GT. ولكن، كيف تتعرف الخلايا على أن البروتينات السكرية غير مطوية بشكل لا يمكن إصلاحه أو أن المجمعات متعددة الأبعاد غير قادرة بشكل نهائي على إكمال هياكلها القزمية وسحبها من دورات CNX/CRT غير المجدية للسماح للتحلل البروتيني بالمضي قدمًا ؟ على الرغم من تكريس عمل مكثف لهذه القضية في السنوات الأخيرة وإحراز تقدم كبير، إلا أن الصورة التي تظهر الآن معقدة إلى حد ما، ولا توجد إجابة واضحة على السؤال حتى الآن. أدت الملاحظة القائلة بأن إضافة نظائر المانوز إلى خلايا الثدييات (التي تتصرف على أنها ER mannosidase I و/أو كمثبطات polymannose lectin) إلى تأخير تدهور البروتينات السكرية غير المطوية إلى اقتراح أن "ساعة وقت إزالة المانوز" تنظم التخلص. نظرًا لأن إزالة مانوز أبطأ من إزالة الجلوكوز بواسطة GI و GII، فقد اقترح أن إزالة البروتينات السكرية التي تبقى في ER لفترات طويلة نسبيًا، كما يحدث مع البروتينات السكرية غير المطوية بشكل لا يمكن إصلاحه، كانت علامة تحدد الجزيئات التي يجب دفعها إلى التدهور. هناك نوعان على الأقل من البروتينات في التحلل المرتبط بـ ER والتي قد تتفاعل مع سلاسل polymannose لسحب البروتينات السكرية غير المطوية من دورات CNX/CRT: ER α - mannosidase I و EDEM. كل من مانوسيداز ER للثدييات وخلايا الخميرة I هي بروتينات غشائية تحول Man9GlcNAc2 إلى Man8GlcNAc2 isomer B (M8B) (الشكل 2)، لكنها ليست محددة كما كان يعتقد في البداية لأن الأنواع المؤتلفة كانت قادرة على زيادة تدهور M8B إلى جليكانات أصغر. ومع ذلك، تم استخدام تركيزات إنزيمية عالية لا يُعتقد أنها تحدث في الجسم الحي في المقايسات (23 هيرسكوفيكس أ. روميرو ب. أ. تريمبلاي L.O. Glycobiology. 2002 ؛ 11: 14G -15G الباحث العلمي من Google). ومع ذلك، تم اكتشاف جليكانات أصغر من M8B في البروتينات السكرية التي أجبرت على البقاء في غرفة الطوارئ لفترات زمنية طويلة إلى حد ما كما يحدث مع البروتينات السكرية غير المطوية والمقيمة في غرفة الطوارئ (24Weng S. Spiro R.G. J. Biol. Chem. 1993; 268: 25656-25663 Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar, 25Frenkel Z. Gregory W. Kornfeld S. Lederkremer G. J. Biol. Chem. 2003; 278: 34119-34124Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (103) Google Scholar, 26Bischoff J. Liscum L. Kornfeld R. J. Biol. Chem. 1986; 261: 4766-4774 Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar). لم يتم تحديد الأنشطة الأنزيمية المسؤولة عن المزيد من تدهور غليكانات Man8GlcNAc2 في غرفة الطوارئ بشكل لا لبس فيه بعد، وقد لا تكون حتى بروتينات مقيمة في غرفة الطوارئ. من المعروف أن البروتينات السكرية غير المطوية بشكل لا يمكن إصلاحه قد تدور بين ER و Golgi قبل أن يتم دفعها إلى التدهور في كل من خلايا الخميرة والثدييات (27Vashist S. Kim W. Belden W.J. Spear E.D. Barlowe C. Ng D.T. J. Cell Biol. 2001 ؛ 155: 355-368 Crossref PubMed Scopus (187) Google Scholar، 28Taxis C. Vogel F. Wolf D.H. Mol. Biol. Cell. 2002; 13: 1806-1818 Crossref PubMed Scopus (98) Google Scholar, 29Kincaid M.M. Cooper A.A. Mol. Biol. Cell. 2007; 18: 455-463 Crossref PubMed Scopus (90) Google Scholar, 30Hammond C. Helenius A. J. Cell Biol. 1994 ؛ 126: 41-52 Crossref PubMed Scopus (393) Google Scholar، 31Yamamoto K. Fujii R. Toyofuku Y. Saito T. Koseki H. Hsu VW Aoe T. EMBO J. 2001 ؛ 20: 3082-3091 Crossref PubMed Scopus (122) Google Scholar، 32Hosokawa N. You Z. Tremblay L.O. Nagata K. Herscovics A. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2007; 362: 626-632 Crossref PubMed Scopus (63) Google Scholar). على عكس S. cerevisiae Golgi، الخالية من أنشطة mannosidase، تعرض خلية الثدييات cis - Golgi cisternae ثلاثة أنشطة α - mannosidase قادرة على تحلل Man9GlcNAc2 إلى Man5GlcNAc2 (الشكل 2، المخلفات a - e و h و j) (33Lal A. P. Kalelkar S. Romero P.A. Herscovics A. Moremen KW Glycobiology. 1998 ؛ 8: 981-995 Crossref PubMed Scopus (104) Google Scholar، 34Tremblay L.O. Herscovics A. J. Biol. كيم. 2000 ؛ 275: 31655-31660 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (67) الباحث العلمي من Google). علاوة على ذلك، تحتوي خلايا الثدييات (ولكن ليس الخميرة) على إندومانوسيداز ERGIC/cis - Golgi الذي ينتج عنه M8A (الشكل 2) و Glc - Man كمنتجات تحلل من Glc1Man9GlcNAc2. كشف تحليل الجينوم أن هناك ثلاثة متجانسات ER α - mannosidase I في الفئران وواحد فقط في S. pombe أو S. cerevisiae (35Hirao K. Natsuka Y. Tamura T. Wada I. Morito D. Natsuka S. Romero P. Sleno B. Tremblay L.O. Herscovics A. Nagata K. Hosokawa NJ Biol. Chem. 2006; 281: 9650-9658Abstract full text PDF PubMed Scopus (201) Google Scholar, 36Hosokawa N. Wada I. Hasegawa K. Yorihuzi T. Tremblay L.O. Herscovics A. Nagata K. EMBO Rep. 2001; 2: 415-422 Crossref PubMed Scopus (380) Google Scholar, 37Jakob C.A. Bodmer D. Spirig U. Batig P. Marcil A. Dignard D. Bergeron J.J.M. Thomas D.Y. Aebi M. EMBO Rep. 2001; 2: 423-430 Crossref PubMed Scopus (218) Google Scholar, 38Mast S.W. Diekman K. Karaveg K. Davis A. Sifers R.N. Moremen K.W. Glycobiology. 2005; 15: 421-436 Crossref PubMed Scopus (131) Google Scholar, 39Nakatsukasa K. Nishikawa S. Hosokawa N. Nagata K. Endo T. J. Biol. Chem. 2001; 276: 8635-8638 Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (152) Google Scholar, 40Olivari S. Galli C. Alanen H. Ruddock L. Molinari M. J. Biol. كيم. 2005 ؛ 280: 2424-2428 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (131) الباحث العلمي من Google). وتسمى EDEM في خلايا الثدييات و Htm1p أو Man1p في الخميرة. كان يُعتقد في البداية أن EDEMs مرتبطة بالغشاء، لكن العمل الأخير أظهر أنها بروتينات قابلة للذوبان (41Oda Y. Hosokawa N. Wada I. Nagata K. Science. 2003 ؛ 299: 1394-1397 Crossref PubMed Scopus (384) Google Scholar، 42Zuber C. Cormier JH Guhl B. Santimaria R. Hebert DN Roth J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007 ؛ 104: 4407-4412 Crossref PubMed Scopus (78) Google Scholar). تعرض EDEMs مجال بقايا 450 يشترك في هوية تسلسل 35 ٪ مع المجال التحفيزي لـ ER α - mannosidase I. وقد اقترح أولاً أن EDEMs تصرفت على أنها ليكتينات وليس إنزيمات، لأنها تفتقر إلى رابطة ثاني كبريتيد معينة يُعتقد أنها مطلوبة للنشاط التحليلي المائي، لكن المزيد من أعمال التسلسل كشفت عن العديد من إنزيمات مانوسيداز الفطرية النشطة التي تفتقر إلى تلك الرابطة المعينة. تم الإبلاغ عن أن التعبير المفرط عن EDEMs يعزز تحلل البروتين غير المطوي عن طريق سحب تلك الأنواع من دورات CNX/CRT، في حين أن الانخفاض في كميات EDEM، عن طريق تداخل RNA، يؤدي إلى تأخير التحلل (35Hirao K. Natsuka Y. Tamura T. Wada I. Morito D. Natsuka S. Romero P. Sleno B. Tremblay L.O. Herscovics A. Nagata K. Hosokawa N. J. Biol. Chem. 2006; 281: 9650-9658 Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (201) Google Scholar, 40Olivari S. Galli C. Alanen H. Ruddock L. Molinari M. J. Biol. كيم. 2005 ؛ 280: 2424-2428 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (131) الباحث العلمي من Google). استنادًا إلى تقرير يشير إلى أن عدم وجود بقايا مانوز i أو i و k (الشكل 2) (أي ترك الفرع 3'الذي تمت إضافة Glc إليه بواسطة GT) قد أدى إلى انخفاض معدل ارتباط الجلوكوز بوساطة GT (43Sousa M. Ferrero - García M.A. Parodi A.J. Biochemistry. 1992 ؛ 31: 97-105 Crossref PubMed Scopus (268) الباحث العلمي من Google)، افترض الاقتراح الأول أن إعاقة تنظيم Man8GlcNAc2 أو Man7GlcNAc2 glycans بعد إزالة جلوكوز GII من شأنه أن يحرر البروتينات السكرية غير المطوية من دورات CNX/CRT (44Cabral C.M. Liu Y. Sifers R.N. Trends Biochem. Sci. 2001; 26: 619-624 Abstract full text full text PDF PubMed Scopus (200) Google Scholar). ومع ذلك، كما أظهر تقرير سابق أن مؤشر GII أظهر اتجاه معدل مماثل لـ GT فيما يتعلق بتكوين N - glycan (45 Grinna L.S. Robbins P.W. J. Biol. Chem. 1980; 255: 2255-2258 Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar)، وفقًا لهذا الاقتراح، يجب أن يكون تدهور البروتين السكري غير المطوي نتيجة للتوازن الدقيق بين خصائص الجليكان والكميات النسبية من GII و GT. ومع ذلك، أفادت دراسة أحدث عن معدلات انحلال جلوكوزية مماثلة بوساطة GII لـ Glc1Man9GlcNAc2 ومشتق أحادي الجلوكوز من M8B (13Totani K. Ihara Y. Matsuo I. Ito Y. J. Biol. Chem. 2006; 281: 31502-31508 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (76) Google Scholar). هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات حول خصوصية مؤشر جلايكان لتوضيح هذا التناقض. ومع ذلك، فقد تبين أنه حتى البروتينات السكرية التي تحمل بنية Man5GlcNAc2 (الشكل 2، المخلفات a - g) كانت ركائز GT جيدة في الكائن الحي وأن البروتينات السكرية السكرية الناتجة تفاعلت مع CNX (46Ermonval M. Kitzmuller C. Mir AM Cacan R. Ivessa N.E. Glycobiology. 2001 ؛ 7: 565-576 كروسريف سكوبس (60) الباحث العلمي من جوجل). واستند اقتراح ثانٍ إلى الملاحظة التي مفادها أن EDEMs تفاعلت مع البروتينات السكرية غير المطوية والمتحللة تمامًا، في حين أن CNX مرتبطة بالأنواع أحادية الجلوكوز، واقترح أن EDEMs، التي تتصرف كاليكتينات، تفاعلت جسديًا مع الجليكانات، وبالتالي أعاقت التنظيم بوساطة GT (41Oda Y. Hosokawa N. Wada I. Nagata K. Science. 2003 ؛ 299: 1394-1397 Crossref PubMed Scopus (384) Google Scholar، 47Molinari M. Calanca V. Galli C. Lucca P. Paganetti P. Science. 2003 ؛ 299: 1397-1400 Crossref PubMed Scopus (385) الباحث العلمي من Google). يشير هذا الاقتراح إلى أن EDEMs يجب أن تكون ليكتينات ذات طيف خصوصية واسع للغاية، حيث تشارك حتى البروتينات السكرية المركبة في الخلايا التي تنقل Glc3Man5GlcNAc2 (الشكل 2، البقايا a - g و l - n) في دورات CNX/CRT (46Ermonval M. Kitzmuller C. Mir AM Cacan R. Ivessa N.E. Glycobiology. 2001 ؛ 7: 565-576 كروسريف سكوبس (60) الباحث العلمي من جوجل). أخيرًا، اقتراح ثالث يستند إلى الملاحظة القائلة بأن التعبير الزائد عن ER α - mannosidase I قد أدى إلى تسريع تدهور البروتين السكري غير المطوي (48Hosokawa N. Tremblay L.O. You Z. Herscovics A. Wada I. Nagata KJ Biol. Chem. 2003; 278: 26287-26294 افترض ملخص النص الكامل الكامل PDF PubMed Scopus (179) Google Scholar) أن المعالجة المكثفة وإزالة البقايا على وجه التحديد g (الشكل 2)، أي البقايا التي يضيف إليها GT وحدة الجلوكوز، من شأنها أن تمنع التنظيم بوساطة GT وبالتالي تفاعل البروتين السكري CNX/CRT. لم يتم تحديد النشاط(الأنشطة) الأنزيمية المسؤولة عن مثل هذه المعالجة بشكل لا لبس فيه بعد، ولكن تم تطوير العديد من الاحتمالات. (أ) يركز مانوسيداز ER I في مواقع محددة تحت خلوية جنبًا إلى جنب مع البروتينات السكرية غير المطوية (25Frenkel Z. Gregory W. Kornfeld S. Lederkremer G. J. Biol. Chem. 2003; 278: 34119-34124Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (103) Google Scholar). وقد لوحظ هذا التركيز مؤخرًا لنسخة موسومة بـ HA من ER α - mannosidase I المعبر عنها في خلايا الثدييات (49Avezov E. Frenkel Z. Ehrlich M. Herscovics A. Lederkremer G.Z. Mol. Biol. Cell. 2008; 19: 216-225 Crossref PubMed Scopus (112) Google Scholar). مطلوب بالضرورة تأكيد هذا التركيز للإنزيم الأصلي. (ب) تم اقتراح مؤخرًا أن EDEMs قد تعرض نشاطًا إنزيميًا، حيث أدى التعبير المفرط عن EDEM1 و EDEM3 (EDEM2 لم يتم اختباره بعد) إلى إزالة أكثر شمولاً للبروتينات السكرية غير المطوية (35Hirao K. Natsuka Y. Tamura T. Wada I. Morito D. Natsuka S. Romero P. Sleno B. Tremblay L.O. Herscovics A. Nagata K. Hosokawa N. J. Biol. Chem. 2006; 281: 9650-9658Abstract full text full text PDF PubMed Scopus (201) Google Scholar, 50Olivari S. Cali T. Salo K.E. Paganetti P. Ruddock L.W. Molinari M. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2006; 349: 1278-1284 Crossref PubMed Scopus (144) Google Scholar). علاوة على ذلك، فشلت طفرات EDEM المعيبة في الأحماض الأمينية المعروفة بأنها ضرورية لنشاط ER α - mannosidase I في زيادة demannosylation. يتمثل الاعتراض الرئيسي على هذا الاقتراح في أن EDEMs لم يتم تنقيتها بعد إلى التجانس، مما يحول دون فحص النشاط الأنزيمي للأنواع المحلية، بالإضافة إلى ذلك، لا يمكن اكتشاف نشاط مانوسيداز في EDEM1 أو -2 أو -3 المؤتلف، على الرغم من أن التعبير عن الجزء اللمعي المتماثل من ER α - mannosidase I أعطى نتائج إيجابية. علاوة على ذلك، قد لا يكون عدم قدرة طفرات EDEM على تعزيز إزالة الغلوكوز على نطاق واسع دليلًا قاطعًا على النشاط الأنزيمي لمتجانسات α - mannosidase، حيث، على سبيل المثال، قد تلغي الطفرات نشاط الليكتين المفترض المسؤول عن إعاقة التنظيم بوساطة GT. (ج) الاحتمالات الأخرى هي cis - Golgi mannosidases، والتي كما هو مذكور أعلاه قادرة على تحويل Man9GlcNAc2 إلى Man5GlcNAc2، و/أو ERGIC/cis - Golgi endomannosidase التي تنتج M8A، وهو أيزومر يفتقر إلى بقايا g (الشكل 2) (33Lal A. Pang P. Kalelkar S. Romero P.A. Herscovics A. Moremen KW Glycobiology. 1998 ؛ 8: 981-995 Crossref PubMed Scopus (104) Google Scholar، 34Tremblay L.O. Herscovics A. J. Biol. كيم. 2000 ؛ 275: 31655-31660 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (67) الباحث العلمي من Google). أظهرت دراسة حديثة أن الإفراط في التعبير ليس فقط عن ER α - mannosidase I و EDEMs ولكن أيضًا عن Golgi α - mannosidase IA أو IB أو IC أدى إلى تعزيز إزالة البروتين السكري غير المطوي وتدهوره (32Hosokawa N. You Z. Tremblay L.O. Nagata K. Herscovics A. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2007; 362: 626-632 Crossref PubMed Scopus (63) Google Scholar). ومع ذلك، لم يظهر ما إذا كانت البروتينات المفرطة في التعبير تتركز حصريًا في غولجي أو إذا كانت موجودة في غرفة الطوارئ أيضًا. ربما يكون الاقتراح الثاني لآلية هروب البروتين السكري غير المطوية من دورات CNX/CRT (انظر أعلاه) هو الوحيد الذي ينطبق على S. pombe، والذي يعرض آلية لمراقبة الجودة مماثلة لتلك التي تحدث في خلايا الثدييات والتي أدى فيها اضطراب جين ترميز EDEM إلى انخفاض كبير في معدل تحلل البروتينات السكرية غير المطوية (51Movsichoff F. Castro O.A. Parodi A.J. Mol. Biol. Cell. 2005; 16: 4714-4724 Crossref PubMed Scopus (38) Google Scholar). لم يلاحظ وجود مان 9GlcNAc2 demannosylation في الطفرات التي تفتقر إلى جين تشفير ER α - mannosidase I وظيفي، مما يشير إلى أن متجانس EDEM الفردي للخميرة ليس له نشاط α - mannosidase. أيضا، لا توجد أنشطة ERGIC/cis - Golgi endomannosidase أو cis - Golgi α - mannosidase في S. pombe. أخيرًا، حتى بعد الإقامة الطويلة للغاية في غرفة الطوارئ، تم تدهور Man9GlcNAc2 في البروتينات السكرية غير المطوية إلى الحد الأدنى، حيث تم اكتشاف Man7GlcNAc2 كأصغر غليكان. ولا يزال هذا المركب الأخير يحتوي على بقايا مانوز (الشكل 2) (51Movsichoff F. Castro O.A. Parodi A.J. Mol. Biol. Cell. 2005; 16: 4714-4724 Crossref PubMed Scopus (38) Google Scholar). إن غياب الجليكان أحادي الجلوكوز ليس شرطًا مطلقًا لتحلل البروتين السكري: تم العثور على Glc1Man5GlcNAc (الشكل 2، البقايا b - g و l) كمنتج ثانوي خلوي لتحلل البروتينات السكرية غير المطوية التي تم تصنيعها بواسطة خلايا مبيض الهامستر الصينية المتحولة المعروفة بنقل Man9GlcNAc2 في البروتين N - glycosylation (52Cacan R. Duvet S. Labiau O. Verbert A. Krag S.S.J. Biol. كيم. 2001 ؛ 276: 22307-22312 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (24) الباحث العلمي من Google). جاء الجليكان من التحلل الخلوي لـ Glc1Man9GlcNAc2 و Glc1Man8GlcNAc2، وهي الأنواع التي حددت التعرف على CNX/CRT للوسائط القابلة للطي في تلك الخلايا. تظهر هذه النتائج أن التحويل إلى تدهور البروتينات السكرية غير المطوية لا يمكن أن يعزى فقط إلى تحريرها من مثبتات CNX/CRT الناتجة عن إعاقة تكوين N - glycans أحادية الجلوكوز. على الرغم من أن ربط معظم الركائز المعروفة بـ CRT و CNX يبدو أنه يتوسط حصريًا بواسطة شطر الجليكان، في بعض الحالات، قد تظهر اللكتينات على ما يبدو سلوكًا أقرب إلى ذلك الذي لوحظ في المرافقين الكلاسيكيين (53Williams D.B. J. Cell Sci. 2006 ؛ 119: 615-623 Crossref PubMed Scopus (370) الباحث العلمي من Google). على سبيل المثال، في ظل ظروف تحلل الخلايا الخفيفة، تظل بعض البروتينات مرتبطة بـ CNX/CRT حتى في وجود مثبطات الجلوكوزيداز (54Danilczyk U.G. Williams D.B. J. Biol. Chem. 2001; 276: 25532-25540 Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (89) Google Scholar, 55Mizrachi D. Segaloff D.L. Mol. Endocrinol. 2004; 18: 1768-1777 Crossref PubMed Scopus (83) Google Scholar, 56Wanamaker C.P. Green W.N.J. Biol. كيم. 2005 ؛ 280: 33800-33810 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (33) الباحث العلمي من Google). بالإضافة إلى ذلك، يمكن قمع التجميع المستحث حرارياً للبروتينات غير الجليكوزيلاتية في المختبر بواسطة كل من CNX و CRT (57Saito Y. Ihara Y. Leach M.R. Cohen - Doyle M.F. Williams D.B. EMBO J. 1999; 18: 6718-6729 Crossref PubMed Scopus (217) Google Scholar, 58Ihara Y. Cohen - Doyle M.F. Saito Y. Williams D.B. Mol. الخلية. 1999 ؛ 4: 331-341 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (149) الباحث العلمي من Google). بالإضافة إلى ذلك، قد ترتبط طفرات CNX الخالية من نشاط الليكتين في الجسم الحي بجزيئات التوافق النسيجي من الفئة الأولى (59Leach M.R. Williams D.B. J. Biol. كيم. 2004 ؛ 279: 9072-9079 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (58) الباحث العلمي من Google). ومن المثير للاهتمام، أن CRT يعرض تفضيلًا ملحوظًا للببتيدات غير الآلفة للماء في فحوصات الربط في المختبر (60Sandhu N. Duus K. Jørgensen C.S. Hansen P.R. Bruun S.W. Pedersen L.Ø. Højrup P. Houen G. Biochim. Biophys. Acta. 2007; 1774: 701-713 Crossref PubMed Scopus (29) Google Scholar). يشكل عدم وجود أي موقع ربط واضح للمجالات غير الآلفة للماء في بنية CNX عيبًا رئيسيًا لحدوث التفاعلات القائمة على عديد الببتيد. ومع ذلك، فإن الصورة الثابتة الملتقطة في البلورة قد تعيق التشكيلات البديلة غير المواتية في ظل ظروف التبلور ولكنها قادرة على ربط البروتينات التي تعرض تشكيلات غير أصلية. على سبيل المثال، عند الصدمة الحرارية أو استنفاد الكالسيوم، يخضع كل من CRT و CNX لتغيرات تكوينية تحفز تقزيمهما وتزيد من قدرتهما على ربط الركائز غير الجليكوزيلية (61Thammavongsa V. Mancino L. Raghavan M. J. Biol. Chem. 2005; 280: 33497-33505Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (29) Google Scholar, 62Rizvi S.M. Mancino L. Thammavongsa V. Cantley R.L. Raghavan M. Mol. الخلية. 2004 ؛ 15: 913-923 ملخص النص الكامل النص الكامل PDF PubMed Scopus (70) الباحث العلمي من Google). يوفر أدينوسين ثلاثي الفوسفات الطاقة اللازمة لدورات الربط والفك من المرافقين الكلاسيكيين، ويلعب دور النيوكليوتيد بواسطة UDP - Glc في الدورات القائمة على ليكتين CNX/CRT الموضحة في هذه المراجعة. ما إذا كانت دورات الربط غير الملزمة المماثلة (ومزود الطاقة الخاص بها) تحدث في الدور المفترض لـ CNX و CRT كمرافقين كلاسيكيين غير معروف حاليًا.

Translated Description (French)

Le mécanisme de contrôle de la qualité du repliement des glycoprotéines dépendant du N-glycane a été proposé initialement par Helenius et ses collègues il y a plusieurs années ; avec quelques modifications mineures, il est toujours valable aujourd'hui (Fig. 1) (1Hammond C. Braakman I. Helenius A. Proc. Natl. Acad. U. S. A. 1994 ; 91: 913-917Crossref PubMed Scopus (712) Google Scholar, 2Parodi A.J. Annu. Rev. Biochem. 2000 ; 69: 69-93Crossref PubMed Scopus (532) Google Scholar, 3Helenius A. Aebi M. Annu. Rev. Biochem. 2004 ; 73: 1019-1049Crossref PubMed Scopus (1602) Google Scholar). 2Réf. 2Parodi A.J. Annu. Rev. Biochem. 2000 ; 69: 69-93Crossref PubMed Scopus (532) Google Scholar, 3Helenius A. Aebi M. Annu. Rev. Biochem. 2004 ; 73: 1019-1049Crossref PubMed Scopus (1602) Google Scholar, 19Labunskyy P.A. Hatfield D.L. Gladyshev V.N. IUBMB Life. 2007 ; 59: 1-5Crossref PubMed Scopus (103) Google Scholar, et 53Williams D.B. J. Cell Sci. 2006 ; 119: 615-623Crossref PubMed Scopus (370) Google Scholar sont des articles de synthèse. 2Réf. 2Parodi A.J. Annu. Rev. Biochem. 2000 ; 69: 69-93Crossref PubMed Scopus (532) Google Scholar, 3Helenius A. Aebi M. Annu. Rev. Biochem. 2004 ; 73: 1019-1049Crossref PubMed Scopus (1602) Google Scholar, 19Labunskyy P.A. Hatfield D.L. Gladyshev V.N. IUBMB Life. 2007 ; 59: 1-5Crossref PubMed Scopus (103) Google Scholar, et 53Williams D.B. J. Cell Sci. 2006 ; 119: 615-623Crossref PubMed Scopus (370) Google Scholar sont des articles de synthèse. Le traitement des glycanes commence immédiatement après son transfert d'un dérivé de dolichol-P-P aux résidus d'Asn dans les chaînes polypeptidiques naissantes entrant dans la lumière du RE. 3Les abréviations utilisées sont : ER, réticulum endoplasmique ; GI, glucosidase I ; GII, glucosidase II ; CNX, calnexine ; CRT, calréticuline ; GT, UDP-Glc :glycoprotéine glucosyltransférase ; HA, hémagglutinine ; Edem, protéine de type α-mannosidase améliorant la dégradation de l'ER ; M8A, isomère A de Man8GlcNAc2 ; M8B, isomère B de Man8GlcNAc2 ; ERGIC, compartiment intermédiaire d'ER-Golgi. 3Les abréviations utilisées sont : ER, réticulum endoplasmique ; GI, glucosidase I ; GII, glucosidase II ; CNX, calnexine ; CRT, calréticuline ; GT, UDP-Glc :glycoprotéine glucosyltransférase ; HA, hémagglutinine ; Edem, protéine de type α-mannosidase améliorant la dégradation de l'ER ; M8A, isomère A de Man8GlcNAc2 ; M8B, isomère B de Man8GlcNAc2 ; ERGIC, compartiment intermédiaire d'ER-Golgi. L'élimination des glucoses les plus externes et suivants par l'action successive de GI et GII expose l'épitope Glc1Man9GlcNAc2 (Fig. 2). Cette structure est ensuite reconnue par deux lectines résidentes ER (CNX et CRT) qui se lient spécifiquement aux glycanes polymannose monoglucosylés. Ceci est suivi par l'élimination du glucose le plus interne par GII, libérant ainsi la glycoprotéine de l'ancre de lectine. Le glycanne lié à la protéine est ensuite reglucosylé par l'enzyme soluble ER GT uniquement si la fraction protéique présente des structures tridimensionnelles non natives, car cette enzyme se comporte comme un capteur conformationnel. Les cycles de liaison et de libération des glycoprotéines CNX/CRT, catalysés par les activités opposées de GT et de GII, sont terminés une fois que les glycoprotéines atteignent leurs structures natives. Les glycoprotéines sans glucose continuent ensuite leur transit par la voie sécrétoire. Alternativement, les glycoprotéines mal repliées de manière permanente peuvent ensuite être transportées vers le cytosol pour une dégradation protéasomale. L'association de la lectine et des glycoprotéines empêche non seulement la sortie de Golgi des intermédiaires de pliage et des glycoprotéines irrémédiablement mal pliées, mais améliore également l'efficacité du pliage en empêchant l'agrégation et en favorisant une bonne liaison disulfure. Cette dernière est catalysée par une oxydoréductase de la famille des protéindisulfure isomérases (ERp57) qui agit exclusivement sur les glycoprotéines, car elle est faiblement associée à la structure CNX/CRT.FIGURE 2 des glycanes. Le lettrage (a–n) suit l'ordre d'addition des monosaccharides dans la synthèse du Glc3Man9GlcNAc2-P-P-dolichol. GI élimine les résidus n, et GII élimine les résidus l et m. GT ajoute le résidu l au résidu g. M8A manque de résidus g et l–n ; M8B formé par l'α-mannosidase I ER de cellules de mammifère ou de levure manque de résidus i et l–n ; et l'isomère C Man8GlcNAc2 manque de résidus k et l-n. Le plus petit glycanne formé dans l'ER de S. pombe (Man7GlcNAc2) manque de résidus i, k et l-n.View Large Image Figure ViewerDownload Hi-res image Download (PPT) GT est le seul composant du mécanisme de contrôle de la qualité qui détecte les conformations protéiques, car il reconnaît les patchs d'acides aminés hydrophobes exposés dans les conformères de type globule fondu (4Sousa M. Parodi A.J. EMBO J. 1995 ; 14: 4196-4203Crossref PubMed Scopus (241) Google Scholar, 5Caramelo J.J. Castro O.A. Alonso L.G. de Prat-Gay G. Parodi A.J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003 ; 100: 86-91Crossref PubMed Scopus (154) Google Scholar). Le GT peut également glucosyler les glycoprotéines dans des complexes oligomériques non entièrement assemblés, car il reconnaît également les surfaces hydrophobes exposées en raison de l'absence de composants de sous-unités (6Keith N. Parodi A.J. Caramelo J.J. J. Biol. Chem. 2005 ; 280: 18138-18141Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (38) Google Scholar). L'objectif de cette revue est de donner un aperçu des rapports récents traitant de l'entrée et de la sortie des glycoprotéines des cycles CNX/CRT. La première étape de la voie menant à l'entrée des glycoprotéines dans les cycles CNX/CRT est l'élimination de l'unité de glucose la plus externe du glycane par l'enzyme membranaire GI. Cette réaction se produit presque simultanément avec le transfert de glycane. La déglucosylation rapide médiée par l'IG du glycanne lié aux protéines, ainsi que l'incapacité apparente de l'enzyme à éliminer in vivo (mais pas in vitro) le glucose du glycanne lié au dolichol-P-P, suggèrent fortement l'existence d'un supercomplexe formé par l'oligosaccharyltransférase, l'IG et le dérivé du dolichol, avec une orientation très précise des composants. On a supposé que le seul rôle du GII était d'éliminer les résidus de glucose l et n (Fig. 2). Des travaux récents ont toutefois suggéré un rôle régulateur pour cette enzyme. GII est une protéine dimère soluble de la levure aux mammifères. La sous-unité α présente l'activité catalytique et aucune séquence de rétention/récupération du RE, et la sous-unité β porte une séquence de type KDEL à son extrémité C terminale, de la levure (Schizosaccharomyces pombe mais pas Saccharomyces cerevisiae) aux mammifères (7Trombetta E.S. Simons J.F. Helenius A.J. Biol. Chem. 1996 ; 271: 27509-27516Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (206) Google Scholar, 8D'Alessio C. Fernández F. Trombetta E.S. Parodi A.J. J. Biol. Chem. 1999 ; 274: 25899-25905Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (79) Google Scholar, 9Wilkinson B.M. Purswani J. Stirling C.J. J. Biol. Chem. 2006 ; 281: 6325-6333Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (50) Google Scholar). Cette sous-unité a également un étirement de séquence avec une forte homologie avec le domaine de liaison au mannose du récepteur Man-6-P (10Munro S. Curr. Biol. 2001 ; 11 : R499-R501Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (89) Google Scholar). La perturbation du gène codant pour la sous-unité β dans la levure de fission entraîne une perte d'activité presque complète, probablement en raison d'une mauvaise localisation de la sous-unité α. Il a été démontré pour l'enzyme hépatique de rat que la sous-unité β n'est pas nécessaire à l'activité (8D'Alessio C. Fernández F. Trombetta E.S. Parodi A.J. J. Biol. Chem. 1999 ; 274: 25899-25905Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (79) Google Scholar, 11Trombetta E.S. Fleming K.G. Helenius A. Biochemistry. 2001 ; 40: 10717-10722Crossref PubMed Scopus (73) Google Scholar). Remarquablement, la perturbation du gène de la sous-unité β chez S. cerevisiae n'affecte pas l'activité enzymatique ou la localisation du RE de la composante catalytique mais entraîne la production exclusive in vivo de N-glycanes liés aux protéines monoglucosylées (9Wilkinson B.M. Purswani J. Stirling C.J. J. Biol. Chem. 2006 ; 281: 6325-6333Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (50) Google Scholar). Ainsi, la sous-unité β semble être nécessaire pour l'élimination complète des glucoses dans l'enzyme de la levure en bourgeonnement. Dans le cas de l'enzyme mammifère, apparemment deux N-glycanes dans la même glycoprotéine sont nécessaires pour la formation de N-glycanes monoglucosylés in vivo mais pas pour la déglucosylation de ces derniers composés (12Deprez P. Gautschi M. Helenius A. Mol. Cell. 2005 ; 19: 183-195Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (118) Google Scholar). Pour les GII de S. cerevisiae et de mammifères, il a été émis l'hypothèse qu'une interaction du domaine de type récepteur Man-6-P de la sous-unité β avec les N-glycanes était responsable des résultats mentionnés ci-dessus (9Wilkinson B.M. Purswani J. Stirling C.J. J. Biol. Chem. 2006 ; 281: 6325-6333Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (50) Google Scholar, 12Deprez P. Gautschi M. Helenius A. Mol. Cell. 2005 ; 19: 183-195Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (118) Google Scholar). En outre, dans le cas de l'enzyme mammifère, il a été proposé que, comme les deux liaisons à cliver successivement (Glcα1,3Glc, Glcα1,3Man) (Fig. 2) sont orientées différemment dans l'espace, une séparation transitoire entre le site catalytique unique GII et le N-glycane se produit après le premier clivage. Cette séparation permet probablement la reconnaissance de l'épitope monoglucosylé par CNX/CRT (12Deprez P. Gautschi M. Helenius A. Mol. Cell. 2005 ; 19: 183-195Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (118) Google Scholar). Il existe une contradiction apparente entre les résultats obtenus avec S. cerevisiae et les cellules de mammifères, comme dans le premier cas, la sous-unité β est apparemment nécessaire pour le deuxième clivage mais pas pour le premier, alors que selon le mécanisme proposé pour les GII de mammifères, la même sous-unité n'interviendrait que dans le premier clivage. De plus, les glycoprotéines portant un seul glycane diglucosylé sont efficacement complètement déglucosylées par le GII de mammifère purifié (13Totani K. Ihara Y. Matsuo I. Ito Y. J. Biol. Chem. 2006 ; 281: 31502-31508Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (76) Google Scholar). La régulation putative de l'entrée des glycoprotéines dans les cycles CNX/CRT par GII mérite certainement d'être étudiée plus avant. Bien que la plupart des glycoprotéines étudiées jusqu'à présent interagissent avec les lectines, apparemment elles ne sont pas toutes réglucosylées par GT, car certaines peuvent compléter leurs processus de repliement en profitant de la liaison initiale déclenchée par la déglucosylation partielle du glycan transféré. La GT n'est pas requise pour la viabilité d'une levure unique ou de cellules de mammifères cultivées dans des conditions normales et même pour celle de certains organismes multicellulaires tels que les plantes, mais la perturbation de son gène codant a été jugée embryonnairement létale pour les souris (14Fernández F. Jannatipour M. Hellman U. Rokeach L. Parodi A.J. EMBO J. 1996 ; 15: 705-713Crossref PubMed Scopus (75) Google Scholar, 15Jin H. Yan Z. Nam K.H. Li J. Mol. Cell. 2007 ; 26: 821-830Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (144) Google Scholar, 16Molinari M. Galli C. Vanoni O. Arnold S.M. Kaufman R.J. Mol. Cell. 2005 ; 20: 503-512Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (96) Google Scholar). Ces résultats, ainsi que l'exigence stricte de l'enzyme pour la viabilité de S. pombe uniquement lorsqu'elle est cultivée dans des conditions de stress ER sévères, indiquent qu'un ensemble restreint de glycoprotéines nécessite absolument une GT pour atteindre leur repliement approprié avec une efficacité acceptable (17Fanchiotti S. Fernández F. D'Alessio C. Parodi A.J. J. Cell Biol. 1998 ; 143: 625-635Crossref PubMed Scopus (71) Google Scholar). Il existe d'autres mécanismes de contrôle de la qualité et d'amélioration de l'efficacité du pliage dans la lumière ER en plus de celui qui dépend du N-glycane. Les déficiences de ces derniers déclenchent la régulation à la hausse des premiers. Selon leurs taux de libération de l'association CNX/CRT, les glycoprotéines exprimées dans les fibroblastes dérivés d'embryons de souris GT moins pouvaient être classées en trois classes ; dans la première, les taux observés étaient similaires à ceux des cellules de type sauvage (18Solda T. Galli C. Kaufman R.J. Molinari M. Mol. Cell. 2007 ; 27: 238-249Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (76) Google Scholar). Les glycoprotéines de cette classe représentent celles qui n'ont qu'un seul cycle d'association avec les lectines déclenchées par une déglucosylation partielle du glycane transféré. Dans la deuxième classe, les glycoprotéines fortement dépendantes de l'association à médiation GT avec CNX/CRT pour le repliement ont montré une libération accélérée des lectines. L'absence de GT a entraîné, comme prévu, une efficacité de pliage inférieure. Le cas le plus intriguant était celui des glycoprotéines de troisième classe, car elles montraient une association prolongée avec CNX/CRT. Il a été spéculé que les résultats observés pourraient être dus à une association protéine-protéine entre les lectines et les glycoprotéines ou, alternativement, au fait qu'une oxydoréductase contenant de la sélénocystéine (SEP15) qui forme un complexe 1:1 avec GT pourrait jouer un rôle dans l'évaluation et l'affinement de la teneur en liaisons disulfure des glycoprotéines de cette classe (18Solda T. Galli C. Kaufman R.J. Molinari M. Mol. Cell. 2007 ; 27: 238-249Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (76) Google Scholar, 19Labunskyy P.A. Hatfield D.L. Gladyshev V.N. IUBMB Life. 2007 ; 59: 1-5Crossref PubMed Scopus (103) Google Scholar). Bien que Glc1Man9GlcNAc2 présente la même affinité pour CNX et CRT, on sait depuis plusieurs années que l'ensemble des glycoprotéines interagissant avec l'une ou l'autre des lectines ne se chevauchent que partiellement. La différence observée était au moins partiellement liée à la fois au statut membranaire ou soluble du CNX ou du CRT, respectivement, et au voisinage des N-glycanes par rapport aux membranes (20Hebert D.N. Zhang J.X. Chen W. Foellmer B. Helenius A.J. Cell Biol. 1997 ; 139: 613-623Crossref PubMed Scopus (221) Google Scholar). L'utilisation de cellules déficientes en CNX ou CRT a révélé des résultats inattendus (21Molinari M. Eriksson K.K. Calanca V. Galli C. Cresswell P. Michalak M. Helenius A. Mol. Cell. 2004 ; 13: 125-135Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (182) Google Scholar) : expression of viral and cellular glycoproteins in CRT-null mouse embryonic fibroblasts and in CNX-deficient human T lymphoblastoid cells shown that loss of either CNX- or CRT-glycoprotein interaction or both (by addition of glucosidase inhibitors to wild-type cells) affected the process and outcome of glycoprotein production as well as the fidelity of quality control in a variety of ways. Des effets ont été observés sur le taux de repliement (qui était accéléré en particulier en l'absence de TRC), sur l'efficacité du repliement (qui était généralement réduite) et sur la rétention des glycoprotéines incomplètement pliées dans le RE (qui n'était affectée que lorsque l'association avec les deux lectines était abolie). CNX semblait être plus important que CRT en tant qu'assistant de pliage. La perte de CRT n'avait, en fait, que des conséquences marginales, tandis que la perte de CNX entraînait une altération spectaculaire du repliement de l'HA du virus de la grippe et une élévation plus importante des autres chaperons résidents du RE, symptôme du stress continu du RE. Des résultats totalement inattendus ont été obtenus lors de l'étude de l'interaction de CNX/CRT et d'autres chaperons avec des glycoprotéines cellulaires et virales exprimées dans des cellules dépourvues de CNX fonctionnel (22Pieren M. Galli C. Denzel A. Molinari M. J. Biol. Chem. 2005 ; 280: 28265-28271Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (56) Google Scholar). Trois variants de la même glycoprotéine cellulaire différant par la compétence de repliement, le nombre de glycanes et l'état de solubilité, qui étaient des substrats CNX dans les cellules de type sauvage, n'ont pas interagi avec CRT lorsqu'ils ont été exprimés dans les fibroblastes nuls CNX. Au lieu de cela, ils ont interagi plus fortement avec BiP. En revanche, quatre glycoprotéines virales (Semliki Forest virus E1 et p62, vésicular stomatitis virus G et influenza virus HA) ont donné des résultats différents. Les deux premières glycoprotéines interagissent normalement avec CNX et CRT, mais dans les cellules CNX moins, elles interagissent plus abondamment avec CRT, et leur maturation s'est déroulée normalement. Dans le cas de l'HA, une glycoprotéine qui dépend profondément de CNX pour une maturation réussie et qui interagit normalement avec CNX et CRT, l'absence de l'ancienne lectine a entraîné une interaction persistante avec CRT. Le résultat le plus surprenant a été obtenu avec la protéine G qui n'interagit normalement qu'avec le CNX. L'infection des fibroblastes déficients en CNX par le virus de la stomatite vésiculaire (l'infection virale a également été utilisée pour exprimer E1, p62 et HA) a entraîné l'interaction de la protéine G avec le CRT. Comme la transfection de la protéine G n'a pas déclenché son interaction avec le TRC, il a été suggéré que l'infection virale a en quelque sorte subverti la reconnaissance normale de la glycoprotéine par les lectines ER. Ce résultat peut expliquer pourquoi l'inactivation totale des cycles CNX/CRT affecte la réplication virale et l'infectiosité, mais pas la viabilité des cellules de mammifères. L'expression supplémentaire de glycoprotéines individuelles, à la fois d'origine cellulaire et virale et dans ce dernier cas à la suite d'une infection virale et d'une transfection, doit être étudiée pour étayer cette découverte très intéressante. La sortie des glycoprotéines correctement repliées des cycles CNX/CRT ne pose aucun problème conceptuel, car leurs conformations ne permettent pas la réglucosylation médiée par GT. Mais, comment les cellules reconnaissent-elles que les glycoprotéines sont irrémédiablement mal repliées ou que les complexes multimères sont définitivement incapables de compléter leurs structures oligomériques et de les extraire des cycles CNX/CRT futiles pour permettre à la dégradation protéasomique de se poursuivre ? Bien qu'un travail intensif ait été consacré à cette question ces dernières années et que des progrès substantiels aient été réalisés, le tableau qui se dégage maintenant est plutôt complexe et aucune réponse claire à la question n'est encore disponible. L'observation selon laquelle l'ajout aux cellules de mammifères d'analogues du mannose (se comportant comme ER mannosidase I et/ou comme inhibiteurs de la lectine polymannose) retardait la dégradation des glycoprotéines mal repliées a incité à suggérer qu'une « horloge temporelle d'élimination du mannose » régulait l'élimination. Comme l'élimination du mannose est plus lente que celle du glucose par GI et GII, il a été proposé que la démannosylation des glycoprotéines restant dans le RE pendant des périodes relativement longues, comme cela se produit avec des glycoprotéines irrémédiablement mal repliées, était un marqueur identifiant les molécules à conduire à la dégradation. Il y a au moins deux protéines dans la dégradation associée au RE qui peuvent interagir avec les chaînes de polymannose pour extraire les glycoprotéines mal repliées des cycles CNX/CRT : l'α-mannosidase I du RE et l'EDEM. Les mannosidases I ER des mammifères et des cellules de levure sont des protéines membranaires qui convertissent Man9GlcNAc2 en isomère B (M8B) Man8GlcNAc2 (Fig. 2), mais elles ne sont pas aussi spécifiques qu'on le pensait initialement parce que les espèces recombinantes ont pu dégrader davantage M8B en glycanes plus petits. Cependant, des concentrations enzymatiques élevées qui ne se produiraient pas in vivo ont été utilisées dans les essais (23Herscovics A. Romero P.A. Tremblay L.O. Glycobiology. 2002 ; 11: 14G-15GGoogle Scholar). Néanmoins, des glycanes plus petits que M8B ont été détectés dans des glycoprotéines obligées de rester dans le RE pendant des périodes assez longues, comme cela se produit avec des glycoprotéines irrémédiablement mal repliées et résidentes du RE (24Weng S. Spiro R.G. J. Biol. Chem. 1993 ; 268: 25656-25663Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar, 25Frenkel Z. Gregory W. Kornfeld S. Lederkremer G. J. Biol. Chem. 2003 ; 278: 34119-34124Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (103) Google Scholar, 26Bischoff J. Liscum L. Kornfeld R. J. Biol. Chem. 1986 ; 261: 4766-4774Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar). Les activités enzymatiques responsables de la dégradation supplémentaire des glycanes Man8GlcNAc2 dans le RE n'ont pas encore été identifiées sans équivoque, et elles pourraient même ne pas être des protéines résidentes du RE. Il est connu que des glycoprotéines irrémédiablement mal repliées peuvent circuler entre le RE et le Golgi avant d'être entraînées vers la dégradation dans les cellules de levure et de mammifère (27Vashist S. Kim W. Belden W.J. Spear E.D. Barlowe C. Ng D.T. J. Cell Biol. 2001 ; 155: 355-368Crossref PubMed Scopus (187) Google Scholar, 28Taxis C. Vogel F. Wolf D.H. Mol. Biol. Cell. 2002 ; 13: 1806-1818Crossref PubMed Scopus (98) Google Scholar, 29Kincaid M.M. Cooper A.A. Mol. Biol. Cell. 2007 ; 18: 455-463Crossref PubMed Scopus (90) Google Scholar, 30Hammond C. Helenius A. J. Cell Biol. 1994 ; 126: 41-52Crossref PubMed Scopus (393) Google Scholar, 31Yamamoto K. Fujii R. Toyofuku Y. Saito T. Koseki H. Hsu V.W. Aoe T. EMBO J. 2001 ; 20: 3082-3091Crossref PubMed Scopus (122) Google Scholar, 32Hosokawa N. You Z. Tremblay L.O. Nagata K. Herscovics A. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2007 ; 362: 626-632Crossref PubMed Scopus (63) Google Scholar). Contrairement au S. cerevisiae Golgi, qui est dépourvu d'activités mannosidase, les cis-Golgi cisternae de cellules de mammifères présentent trois activités α-mannosidase capables de dégrader Man9GlcNAc2 en Man5GlcNAc2 (Fig. 2, résidus a–e, h et j) (33Lal A. Pang P. Kalelkar S. Romero P.A. Herscovics A. Moremen K.W. Glycobiology. 1998 ; 8: 981-995Crossref PubMed Scopus (104) Google Scholar, 34Tremblay L.O. Herscovics A. J. Biol. Chem. 2000 ; 275: 31655-31660Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (67) Google Scholar). En outre, les cellules de mammifères (mais pas de levure) ont une endomannosidase ERGIC/cis-Golgi qui donne M8A (Fig. 2) et Glc-Man comme produits de dégradation de Glc1Man9GlcNAc2. L'analyse du génome a révélé qu'il existe trois homologues de l'α-mannosidase I ER chez la souris et un seul chez S. pombe ou S. cerevisiae (35Hirao K. Natsuka Y. Tamura T. Wada I. Morito D. Natsuka S. Romero P. Sleno B. Tremblay L.O. Herscovics A. Nagata K. Hosokawa N. J. Biol. Chem. 2006 ; 281: 9650-9658Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (201) Google Scholar, 36Hosokawa N. Wada I. Hasegawa K. Yorihuzi T. Tremblay L.O. Herscovics A. Nagata K. EMBO Rep. 2001 ; 2: 415-422Crossref PubMed Scopus (380) Google Scholar, 37Jakob c.a. Bodmer D. Spirig U. Batig P. Marcil A. Dignard D. Bergeron J.J.M. Thomas D.Y. Aebi M. EMBO Rep. 2001 ; 2: 423-430Crossref PubMed Scopus (218) Google Scholar, 38Mast S.W. Diekman K. Karaveg K. Davis A. Sifers R.N. Moremen K.W. Glycobiology. 2005 ; 15: 421-436Crossref PubMed Scopus (131) Google Scholar, 39Nakatsukasa K. Nishikawa S. Hosokawa N. Nagata K. Endo T. J. Biol. Chem. 2001 ; 276: 8635-8638Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (152) Google Scholar, 40Olivari S. Galli C. Alanen H. Ruddock L. Molinari M. J. Biol. Chem. 2005 ; 280: 2424-2428Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (131) Google Scholar). Ils sont appelés EDEM dans les cellules de mammifères et Htm1p ou Man1p dans la levure. On a d'abord pensé que les EDEM étaient liés à la membrane, mais des travaux récents ont montré qu'il s'agissait de protéines solubles (41Oda Y. Hosokawa N. Wada I. Nagata K. Science. 2003 ; 299: 1394-1397Crossref PubMed Scopus (384) Google Scholar, 42Zuber C. Cormier J.H. Guhl B. Santimaria R. Hebert D.N. Roth J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007 ; 104: 4407-4412Crossref PubMed Scopus (78) Google Scholar). Les EDEM présentent un domaine de 450 résidus qui partage 35% d'identité de séquence avec le domaine catalytique de l'ER α-mannosidase I. Il a d'abord été proposé que les EDEM se comportent comme des lectines et non comme des enzymes, car ils manquent d'une liaison disulfure particulière jugée nécessaire pour l'activité hydrolytique, mais d'autres travaux de séquençage ont détecté plusieurs mannosidases fongiques actives dépourvues de cette liaison particulière. Il a été rapporté que la surexpression des EDEM améliore la dégradation des protéines mal repliées en retirant ces espèces des cycles CNX/CRT, alors qu'une diminution des quantités d'EDEM, par interférence ARN, entraîne un retard de dégradation (35Hirao K. Natsuka Y. Tamura T. Wada I. Morito D. Natsuka S. Romero P. Sleno B. Tremblay L.O. Herscovics A. Nagata K. Hosokawa N. J. Biol. Chem. 2006 ; 281: 9650-9658Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (201) Google Scholar, 40Olivari S. Galli C. Alanen H. Ruddock L. Molinari M. J. Biol. Chem. 2005 ; 280: 2424-2428Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (131) Google Scholar). Sur la base d'un rapport indiquant que l'absence de résidus de mannose i ou i et k (Fig. 2) (c'est-à-dire en laissant intacte la branche 3′ à laquelle Glc est ajouté par GT) a diminué le taux de glucosylation médiée par GT (43Sousa M. Ferrero-García M.A. Parodi A.J. Biochemistry. 1992 ; 31: 97-105Crossref PubMed Scopus (268) Google Scholar), une première proposition supposait que la réglucosylation entravée des glycanes Man8GlcNAc2 ou Man7GlcNAc2 après l'élimination du glucose GII libérerait les glycoprotéines mal repliées des cycles CNX/CRT (44Cabral C.M. Liu Y. Sifers R.N. Trends Biochem. Sci. 2001 ; 26: 619-624Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (200) Google Scholar). Cependant, comme un rapport antérieur avait montré que GII présentait une tendance de taux similaire à GT concernant la composition en N-glycane (45Grinna L.S. Robbins P.W. J. Biol. Chem. 1980 ; 255: 2255-2258Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar), selon cette proposition, la dégradation des glycoprotéines mal repliées devrait être le résultat d'un équilibre délicat entre les spécificités pour les glycanes et les quantités relatives de GII et GT. Cependant, une étude plus récente a rapporté des taux de déglucosylation médiés par GII similaires pour Glc1Man9GlcNAc2 et le dérivé monoglucosylé de M8B (13Totani K. Ihara Y. Matsuo I. Ito Y. J. Biol. Chem. 2006 ; 281: 31502-31508Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (76) Google Scholar). D'autres études sur la spécificité des GII pour les glycanes sont nécessaires pour élucider cette divergence. Néanmoins, il a été montré que même les glycoprotéines portant la structure Man5GlcNAc2 (Fig. 2, résidus a–g) étaient de bons substrats GT in vivo et que les glycoprotéines glucosylées résultantes interagissaient avec CNX (46Ermonval M. Kitzmuller C. Mir A.M. Cacan R. Ivessa N.E. Glycobiology. 2001 ; 7: 565-576Crossref Scopus (60) Google Scholar). Une deuxième proposition était basée sur l'observation que les EDEM interagissaient avec des glycoprotéines totalement déglucosylées mal repliées, alors que le CNX était associé à des espèces monoglucosylées, et suggérait que les EDEM, se comportant comme des lectines, interagissaient physiquement avec les glycanes, entravant ainsi la réglucosylation médiée par le GT (41Oda Y. Hosokawa N. Wada I. Nagata K. Science. 2003 ; 299: 1394-1397Crossref PubMed Scopus (384) Google Scholar, 47Molinari M. Calanca V. Galli C. Lucca P. Paganetti P. Science. 2003 ; 299: 1397-1400Crossref PubMed Scopus (385) Google Scholar). Cette proposition implique que les EDEM devraient être des lectines avec un spectre de spécificité extrêmement large, car même les glycoprotéines synthétisées dans les cellules transférant Glc3Man5GlcNAc2 (Fig. 2, résidus a–g et l–n) participent aux cycles CNX/CRT (46Ermonval M. Kitzmuller C. Mir A.M. Cacan R. Ivessa N.E. Glycobiology. 2001 ; 7: 565-576Crossref Scopus (60) Google Scholar). Enfin, une troisième proposition basée sur l'observation que la surexpression de l'α-mannosidase I du RE accélère la dégradation des glycoprotéines mal repliées (48Hosokawa N. Tremblay L.O. You Z. Herscovics A. Wada I. Nagata K. J. Biol. Chem. 2003 ; 278: 26287-26294Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (179) Google Scholar) a supposé qu'une démannosylation étendue et spécifiquement l'élimination du résidu g (Fig. 2), c'est-à-dire le résidu auquel GT ajoute l'unité de glucose, empêcherait la réglucosylation médiée par GT et donc l'interaction CNX/CRT-glycoprotéine. La ou les activités enzymatiques responsables de cette démannosylation n'ont pas encore été identifiées sans équivoque, mais plusieurs possibilités ont été avancées. (a) La mannosidase I ER se concentre dans des sites subcellulaires spécifiques avec des glycoprotéines mal repliées (25Frenkel Z. Gregory W. Kornfeld S. Lederkremer G. J. Biol. Chem. 2003 ; 278: 34119-34124Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (103) Google Scholar). Une telle concentration a été observée récemment pour une version marquée HA de l'α-mannosidase I ER exprimée dans des cellules de mammifères (49Avezov E. Frenkel Z. Ehrlich M. Herscovics A. Lederkremer G.Z. Mol. Biol. Cell. 2008 ; 19: 216-225Crossref PubMed Scopus (112) Google Scholar). La confirmation d'une telle concentration pour l'enzyme native est nécessaire. (b) Il a été proposé récemment que les EDEM pourraient présenter une activité enzymatique, car la surexpression de EDEM1 et EDEM3 (EDEM2 n'a pas encore été testée) a entraîné une démannosylation plus étendue des glycoprotéines mal repliées (35Hirao K. Natsuka Y. Tamura T. Wada I. Morito D. Natsuka S. Romero P. Sleno B. Tremblay L.O. Herscovics A. Nagata K. Hosokawa N. J. Biol. Chem. 2006 ; 281: 9650-9658Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (201) Google Scholar, 50Olivari S. Cali T. Salo K.E. Paganetti P. Ruddock L.W. Molinari M. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2006 ; 349: 1278-1284Crossref PubMed Scopus (144) Google Scholar). De plus, les mutants EDEM déficients en acides aminés connus pour être essentiels à l'activité de l'α-mannosidase I du RE n'ont pas augmenté la démannosylation. La principale objection à cette proposition est que les EDEM n'ont pas encore été purifiés jusqu'à l'homogénéité, empêchant ainsi le dosage de l'activité enzymatique de l'espèce native, et en outre, aucune activité mannosidase n'a pu être détectée dans les EDEM1, -2 ou -3 recombinants, bien que l'expression de la partie luménale homologue de l'ER α-mannosidase I ait donné des résultats positifs. En outre, l'incapacité des mutants EDEM à promouvoir une démannosylation étendue du N-glycane pourrait ne pas être une preuve concluante de l'activité enzymatique des homologues de l'α-mannosidase, car, par exemple, les mutations pourraient abolir une activité lectine putative responsable de l'empêchement de la réglucosylation médiée par le GT. (c) D'autres possibilités sont les mannosidases cis-Golgi, qui, comme mentionné ci-dessus, sont capables de convertir Man9GlcNAc2 en Man5GlcNAc2, et/ou l'endomannosidase ERGIC/cis-Golgi qui donne M8A, un isomère dépourvu de résidu g (Fig. 2) (33Lal A. Pang P. Kalelkar S. Romero P.A. Herscovics A. Moremen K.W. Glycobiology. 1998 ; 8: 981-995Crossref PubMed Scopus (104) Google Scholar, 34Tremblay L.O. Herscovics A. J. Biol. Chem. 2000 ; 275: 31655-31660Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (67) Google Scholar). Une étude récente a montré que la surexpression non seulement de l'α-mannosidase I du RE et des EDEM, mais aussi de l'α-mannosidase IA, IB ou IC de Golgi entraînait une augmentation de la démannosylation et de la dégradation des glycoprotéines mal repliées (32Hosokawa N. You Z. Tremblay L.O. Nagata K. Herscovics A. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2007 ; 362: 626-632Crossref PubMed Scopus (63) Google Scholar). Il n'a toutefois pas été montré si les protéines surexprimées étaient localisées exclusivement dans le Golgi ou si elles étaient également présentes dans le RE. La deuxième proposition de mécanisme d'échappement des glycoprotéines mal repliées des cycles CNX/CRT (voir ci-dessus) est probablement la seule applicable à S. pombe, qui présente un mécanisme de contrôle de la qualité similaire à celui qui se produit dans les cellules de mammifères et dans lequel la perturbation du gène codant EDEM a considérablement diminué le taux de dégradation des glycoprotéines mal repliées (51Movsichoff F. Castro O.A. Parodi A.J. Mol. Biol. Cell. 2005 ; 16: 4714-4724Crossref PubMed Scopus (38) Google Scholar). Aucune démannosylation de Man9GlcNAc2 n'a été observée chez les mutants dépourvus d'un gène codant pour l'α-mannosidase I ER fonctionnelle, suggérant ainsi que l'homologue EDEM unique de levure n'a pas d'activité α-mannosidase. De plus, il n'y a pas d'activité ERGIC/cis-Golgi endomannosidase ou cis-Golgi α-mannosidase chez S. pombe. Enfin, même après un séjour extrêmement long dans le RE, Man9GlcNAc2 dans les glycoprotéines mal repliées a été peu dégradé, Man7GlcNAc2 étant le plus petit glycane détecté. Ce dernier composé avait encore des résidus de mannose g (Fig. 2) (51Movsichoff F. Castro O.A. Parodi A.J. Mol. Biol. Cell. 2005 ; 16: 4714-4724Crossref PubMed Scopus (38) Google Scholar). L'absence de glycanes monoglucosylés n'est pas une condition absolue pour la dégradation des glycoprotéines : Glc1Man5GlcNAc (Fig. 2, résidus b–g et l) s'est avéré être un sous-produit cytosolique de la dégradation des glycoprotéines mal repliées synthétisées par des cellules ovariennes mutantes de hamster chinois connues pour transférer Man9GlcNAc2 dans la N-glycosylation des protéines (52Cacan R. Duvet S. Labiau O. Verbert A. Krag S.S. J. Biol. Chem. 2001 ; 276: 22307-22312Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (24) Google Scholar). Le glycan provient de la dégradation cytosolique de Glc1Man9GlcNAc2 et Glc1Man8GlcNAc2, l'espèce qui a déterminé la reconnaissance CNX/CRT des intermédiaires de repliement dans ces cellules. Ces résultats montrent que le détournement vers la dégradation des glycoprotéines mal repliées ne peut être attribué uniquement à leur libération des ancrages CNX/CRT causée par l'entrave à la formation de N-glycanes monoglucosylés. Bien que la liaison de la plupart des substrats connus au CRT et au CNX semble être médiée exclusivement par la fraction glycanique, dans certains cas, les lectines peuvent apparemment présenter un comportement plus proche de celui observé chez les chaperons classiques (53Williams D.B. J. Cell Sci. 2006 ; 119: 615-623Crossref PubMed Scopus (370) Google Scholar). Par exemple, dans des conditions de lyse cellulaire légère, certaines protéines restent associées à CNX/CRT même en présence d'inhibiteurs de glucosidase (54Danilczyk U.G. Williams D.B. J. Biol. Chem. 2001 ; 276: 25532-25540Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (89) Google Scholar, 55Mizrachi D. Segaloff D.L. Mol. Endocrinol. 2004 ; 18: 1768-1777Crossref PubMed Scopus (83) Google Scholar, 56Wanamaker C.P. Green W.N. J. Biol. Chem. 2005 ; 280: 33800-33810Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (33) Google Scholar). En outre, l'agrégation induite thermiquement de protéines non glycosylées peut être supprimée in vitro par CNX et CRT (57Saito Y. Ihara Y. Leach M.R. Cohen-Doyle M.F. Williams D.B. EMBO J. 1999 ; 18: 6718-6729Crossref PubMed Scopus (217) Google Scholar, 58Ihara Y. Cohen-Doyle M.F. Saito Y. Williams D.B. Mol. Cell. 1999 ; 4: 331-341Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (149) Google Scholar). En outre, des mutants CNX dépourvus d'activité de lectine peuvent s'associer in vivo à des molécules d'histocompatibilité de classe I (59Leach M.R. Williams D.B. J. Biol. Chem. 2004 ; 279: 9072-9079Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (58) Google Scholar). Fait intéressant, CRT affiche une préférence marquée pour les peptides hydrophobes dans les essais de liaison in vitro (60Sandhu N. Duus K. Jørgensen C.S. Hansen P.R. Bruun S.W. Pedersen L.Ø. Højrup P. Houen G. Biochim. Biophys. Acta. 2007 ; 1774: 701-713Crossref PubMed Scopus (29) Google Scholar). L'absence de tout site de liaison évident pour les domaines hydrophobes dans la structure de CNX constitue un inconvénient majeur pour l'apparition d'interactions à base de polypeptides. Néanmoins, l'image statique capturée dans le cristal peut entraver les conformations alternatives qui sont défavorables dans les conditions de cristallisation mais capables de se lier à des protéines présentant des conformations non indigènes. Par exemple, lors d'un choc thermique ou d'une déplétion calcique, le CRT et le CNX subissent des changements conformationnels qui induisent leur oligomérisation et augmentent leur capacité à se lier à des substrats non glycosylés (61Thammavongsa V. Mancino L. Raghavan M. J. Biol. Chem. 2005 ; 280: 33497-33505Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (29) Google Scholar, 62Rizvi S.M. Mancino L. Thammavongsa V. Cantley R.L. Raghavan M. Mol. Cell. 2004 ; 15: 913-923Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (70) Google Scholar). L'ATP fournit l'énergie nécessaire aux cycles de liaison et de déliaison des chaperons classiques, et le rôle du nucléotide est joué par l'UDP-Glc dans les cycles à base de lectine CNX/CRT décrits dans cette revue. On ignore actuellement si des cycles de liaison-dissolution similaires (et leur fournisseur d'énergie) se produisent dans le rôle putatif de CNX et de CRT en tant que chaperons classiques.

Translated Description (Spanish)

El mecanismo de control de calidad dependiente de N-glicano del plegamiento de glicoproteínas fue propuesto inicialmente por Helenius y colaboradores hace varios años; con algunas modificaciones menores, sigue siendo válido hoy en día (Fig. 1) (1Hammond C. Braakman I. Helenius A. Proc. Natl. Acad. U. S. A. 1994; 91: 913-917Crossref PubMed Scopus (712) Google Scholar, 2Parodi A.J. Annu. Rev. Biochem. 2000; 69: 69-93Crossref PubMed Scopus (532) Google Scholar, 3Helenius A. Aebi M. Annu. Rev. Biochem. 2004; 73: 1019-1049Crossref PubMed Scopus (1602) Google Scholar). 2Refs. 2Parodi A.J. Annu. Rev. Biochem. 2000; 69: 69-93Crossref PubMed Scopus (532) Google Scholar, 3Helenius A. Aebi M. Annu. Rev. Biochem. 2004; 73: 1019-1049Crossref PubMed Scopus (1602) Google Scholar, 19Labunskyy P.A. Hatfield D.L. Gladyshev V.N. IUBMB Life. 2007; 59: 1-5Crossref PubMed Scopus (103) Google Scholar y 53Williams D.B. J. Cell Sci. 2006; 119: 615-623 Crossref PubMed Scopus (370) Google Scholar son artículos de revisión. 2Refs. 2Parodi A.J. Annu. Rev. Biochem. 2000; 69: 69-93Crossref PubMed Scopus (532) Google Scholar, 3Helenius A. Aebi M. Annu. Rev. Biochem. 2004; 73: 1019-1049Crossref PubMed Scopus (1602) Google Scholar, 19Labunskyy P.A. Hatfield D.L. Gladyshev V.N. IUBMB Life. 2007; 59: 1-5Crossref PubMed Scopus (103) Google Scholar, y 53Williams D.B. J. Cell Sci. 2006; 119: 615-623 Crossref PubMed Scopus (370) Google Scholar son artículos de revisión. El procesamiento de glicanos comienza inmediatamente después de su transferencia de un derivado de dolicol-P-P a residuos de Asn en cadenas polipeptídicas nacientes que ingresan al lumen del ER. 3Las abreviaturas utilizadas son: ER, retículo endoplasmático; GI, glucosidasa I; GII, glucosidasa II; CNX, calnexina; CRT, calreticulina; GT, UDP-Glc: glucosiltransferasa de glicoproteína; HA, hemaglutinina; EDEM, proteína similar a la α-manosidasa que mejora la degradación de ER; M8A, isómero A de Man8GlcNAc2; M8B, isómero B de Man8GlcNAc2; ERGIC, compartimento intermedio de ER-Golgi. 3Las abreviaturas utilizadas son: ER, retículo endoplasmático; GI, glucosidasa I; GII, glucosidasa II; CNX, calnexina; CRT, calreticulina; GT, UDP-Glc: glucosiltransferasa de glicoproteína; HA, hemaglutinina; EDEM, proteína similar a la α-manosidasa que mejora la degradación de ER; M8A, isómero A de Man8GlcNAc2; M8B, isómero B de Man8GlcNAc2; ERGIC, compartimento intermedio de ER-Golgi. La eliminación de las glucosas más externas y siguientes mediante la acción sucesiva de GI y GII expone el epítopo Glc1Man9GlcNAc2 (Fig. 2). Esta estructura es reconocida por dos lectinas residentes en ER (CNX y CRT) que se unen específicamente a los glucanos de polimanosa monoglucosilados. Esto es seguido por la eliminación de la glucosa más interna por GII, liberando así la glicoproteína del anclaje de lectina. El glicano unido a proteínas es luego reglucosilado por la enzima ER soluble GT solo si el resto de proteína muestra estructuras tridimensionales no nativas, ya que esta enzima se comporta como un sensor conformacional. Los ciclos de unión y liberación de glicoproteínas CNX/CRT, catalizados por las actividades opuestas de GT y GII, se terminan una vez que las glicoproteínas alcanzan sus estructuras nativas. Las glicoproteínas libres de glucosa continúan su tránsito a través de la vía secretora. Alternativamente, las glicoproteínas permanentemente mal plegadas pueden transportarse al citosol para la degradación proteasómica. La asociación lectina-glicoproteína no solo frustra la salida de Golgi de los intermedios de plegamiento y las glicoproteínas irreparablemente mal plegadas, sino que también mejora la eficiencia del plegamiento al prevenir la agregación y promover el enlace disulfuro adecuado. Esta última está catalizada por una oxidorreductasa de la familia de la proteindisulfuro isomerasa (ERp57) que actúa exclusivamente sobre las glicoproteínas, ya que está vagamente asociada con la estructura de los glicanos CNX/CRT.FIGURE 2. La letra (a–n) sigue el orden de adición de monosacáridos en la síntesis de Glc3Man9GlcNAc2-P-P-dolicol. GI elimina el residuo n, y GII elimina los residuos l y m. GT añade el residuo l al residuo g. M8A carece de los residuos g y l–n; M8B formado por α-manosidasa I ER de células de mamífero o levadura carece de los residuos i y l–n; y el isómero C de Man8GlcNAc2 carece de los residuos k y l–n. El glicano más pequeño formado en el S. pombe ER (Man7GlcNAc2) carece de residuos i, k y l-n.View Large Image Figure ViewerDownload Hi-res image Download (PPT) GT es el único componente del mecanismo de control de calidad que detecta conformaciones de proteínas, ya que reconoce parches de aminoácidos hidrófobos expuestos en confórmeros similares a glóbulos fundidos (4Sousa M. Parodi A.J. EMBO J. 1995; 14: 4196-4203Crossref PubMed Scopus (241) Google Scholar, 5Caramelo J.J. Castro O.A. Alonso L.G. de Prat-Gay G. Parodi A.J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003; 100: 86-91 Crossref PubMed Scopus (154) Google Scholar). GT también puede glucosilar glicoproteínas en complejos oligoméricos no completamente ensamblados porque también reconoce superficies hidrófobas expuestas como consecuencia de la ausencia de componentes de subunidades (6Keith N. Parodi A.J. Caramelo J.J. J. Biol. Chem. 2005; 280: 18138-18141Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (38) Google Scholar). El objetivo de esta revisión es dar una visión general de los informes recientes sobre la entrada y salida de glicoproteínas de los ciclos CNX/CRT. El primer paso en la vía que conduce a la entrada de glicoproteínas en los ciclos CNX/CRT es la eliminación de la unidad de glucosa más externa del glicano por la enzima de membrana GI. Esta reacción ocurre casi simultáneamente con la transferencia de glicanos. La rápida desglucosilación mediada por GI del glicano unido a proteínas, así como la aparente incapacidad de la enzima para eliminar in vivo (pero no in vitro) la glucosa del glicano unido a dolicol-P-P, sugiere fuertemente la existencia de un supercomplejo formado por la oligosacariltransferasa, GI y el derivado de dolicol, con una orientación muy precisa de los componentes. Se asumió que el único papel de GII era el de eliminar los residuos de glucosa l y n (Fig. 2). Trabajos recientes han sugerido, sin embargo, un papel regulador para esta enzima. GII es una proteína dimérica soluble de levadura a mamíferos. La subunidad α muestra la actividad catalítica y ninguna secuencia de retención/recuperación de ER, y la subunidad β porta una secuencia similar a KDEL en su extremo C, desde levadura (Schizosaccharomyces pombe pero no Saccharomyces cerevisiae) hasta mamíferos (7Trombetta E.S. Simons J.F. Helenius A. J. Biol. Chem. 1996; 271: 27509-27516Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (206) Google Scholar, 8D'Alessio C. Fernández F. Trombetta E.S. Parodi A.J.J. Biol. Chem. 1999; 274: 25899-25905Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (79) Google Scholar, 9Wilkinson B.M. Purswani J. Stirling C.J.J. Biol. Chem. 2006; 281: 6325-6333Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (50) Google Scholar). Esta subunidad también tiene un tramo de secuencia con alta homología con el dominio de unión a manosa del receptor Man-6-P (10Munro S. Curr. Biol. 2001; 11: R499-R501Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (89) Google Scholar). La interrupción del gen que codifica la subunidad β en la levadura de fisión da como resultado una pérdida casi completa de actividad, probablemente como consecuencia de la mala localización de la subunidad α. Se ha demostrado para la enzima hepática de rata que la subunidad β no es necesaria para la actividad (8D'Alessio C. Fernández F. Trombetta E.S. Parodi A.J. J. Biol. Chem. 1999; 274: 25899-25905Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (79) Google Scholar, 11Trombetta E.S. Fleming K.G. Helenius A. Biochemistry. 2001; 40: 10717-10722 Crossref PubMed Scopus (73) Google Scholar). Sorprendentemente, la alteración del gen de la subunidad β en S. cerevisiae no afecta la actividad enzimática o la localización en el RE del componente catalítico, pero da como resultado la producción exclusiva in vivo de N-glicanos unidos a proteínas monoglucosilados (9Wilkinson B.M. Purswani J. Stirling C.J. J. Biol. Chem. 2006; 281: 6325-6333Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (50) Google Scholar). Por lo tanto, la subunidad β parece ser necesaria para la eliminación completa de las glucosas en la enzima de levadura en ciernes. En el caso de la enzima de mamífero, aparentemente se requieren dos N-glicanos en la misma glicoproteína para la formación de N-glicanos monoglucosilados in vivo pero no para la desglucosilación de estos últimos compuestos (12Deprez P. Gautschi M. Helenius A. Mol. Cell. 2005; 19: 183-195Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (118) Google Scholar). Tanto para S. cerevisiae como para los GII de mamíferos, se planteó la hipótesis de que una interacción del dominio similar al receptor Man-6-P de la subunidad β con los N-glicanos fue responsable de los resultados mencionados anteriormente (9Wilkinson B.M. Purswani J. Stirling C.J. J. Biol. Chem. 2006; 281: 6325-6333Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (50) Google Scholar, 12Deprez P. Gautschi M. Helenius A. Mol. Cell. 2005; 19: 183-195Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (118) Google Scholar). Además, en el caso de la enzima de mamífero, se propuso que, como ambos enlaces a escindir sucesivamente (Glcα1,3Glc, Glcα1,3Man) (Fig. 2) están orientados de manera diferente en el espacio, se produce una separación transitoria entre el sitio catalítico único GII y el N-glicano después de la primera escisión. Esta separación probablemente permite el reconocimiento del epítopo monoglucosilado por CNX/CRT (12Deprez P. Gautschi M. Helenius A. Mol. Cell. 2005; 19: 183-195Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (118) Google Scholar). Existe una aparente contradicción entre los resultados obtenidos con S. cerevisiae y las células de mamíferos, ya que en el primer caso, la subunidad β aparentemente se requiere para la segunda escisión pero no para la primera, mientras que de acuerdo con el mecanismo propuesto para GII de mamíferos, la misma subunidad intervendría solo en la primera escisión. Además, las glicoproteínas que portan solo un glicano diglucosilado se desglucosilan completamente de manera eficiente mediante GII de mamífero purificado (13Totani K. Ihara Y. Matsuo I. Ito Y. J. Biol. Chem. 2006; 281: 31502-31508Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (76) Google Scholar). La supuesta regulación de la entrada de glicoproteínas en los ciclos CNX/CRT por parte de GII ciertamente merece más estudios. Aunque la mayoría de las glicoproteínas estudiadas hasta ahora interactúan con las lectinas, aparentemente no todas están reglucosiladas por GT, ya que algunas pueden completar sus procesos de plegamiento aprovechando la unión inicial desencadenada por la desglucosilación parcial del glicano transferido. No se requiere GT para la viabilidad de una sola levadura o células de mamífero cultivadas en condiciones normales e incluso para la de ciertos organismos multicelulares como las plantas, pero se descubrió que la interrupción de su gen codificante es embrionariamente letal para los ratones (14Fernández F. Jannatipour M. Hellman U. Rokeach L. Parodi A.J. EMBO J. 1996; 15: 705-713Crossref PubMed Scopus (75) Google Scholar, 15Jin H. Yan Z. Nam K.H. Li J. Mol. Cell. 2007; 26: 821-830Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (144) Google Scholar, 16Molinari M. Galli C. Vanoni O. Arnold S.M. Kaufman R.J. Mol. Cell. 2005; 20: 503-512Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (96) Google Scholar). Estos resultados, junto con el estricto requisito de la enzima para la viabilidad de S. pombe solo cuando se cultiva en condiciones severas de estrés ER, indican que un conjunto restringido de glicoproteínas requiere absolutamente GT para lograr su plegamiento adecuado con una eficiencia aceptable (17Fanchiotti S. Fernández F. D'Alessio C. Parodi A.J. J. Cell Biol. 1998; 143: 625-635 Crossref PubMed Scopus (71) Google Scholar). Existen mecanismos alternativos de control de calidad y mejora de la eficiencia de plegado en el lumen ER además del dependiente de N-glicano. Las deficiencias en estos últimos desencadenan la regulación al alza de los primeros. De acuerdo con sus tasas de liberación de la asociación CNX/CRT, las glicoproteínas expresadas en fibroblastos derivados de embriones de ratón sin GT podrían clasificarse en tres clases; en la primera, las tasas observadas fueron similares a las de las células de tipo salvaje (18Solda T. Galli C. Kaufman R.J. Molinari M. Mol. Cell. 2007; 27: 238-249Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (76) Google Scholar). Las glicoproteínas de esta clase representan aquellas con solo un ciclo de asociación con las lectinas desencadenadas por la desglucosilación parcial del glicano transferido. En la segunda clase, las glicoproteínas que dependen en gran medida de la asociación mediada por GT con CNX/CRT para el plegamiento mostraron una liberación acelerada de las lectinas. La ausencia de GT resultó, como se esperaba, en una menor eficiencia de plegado. El caso más intrigante fue el de las glicoproteínas de la tercera clase, ya que mostraron una asociación prolongada con CNX/CRT. Se especuló que los resultados observados podrían deberse a una asociación proteína-proteína entre las lectinas y las glicoproteínas o, alternativamente, al hecho de que una oxidorreductasa que contiene selenocisteína (Sep15) que forma un complejo 1:1 con GT podría desempeñar un papel en la evaluación y el refinamiento del contenido de enlaces disulfuro de las glicoproteínas de esta clase (18Solda T. Galli C. Kaufman R.J. Molinari M. Mol. Cell. 2007; 27: 238-249Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (76) Google Scholar, 19Labunskyy P.A. Hatfield D.L. Gladyshev V.N. IUBMB Life. 2007; 59: 1-5 Crossref PubMed Scopus (103) Google Scholar). Aunque Glc1Man9GlcNAc2 muestra la misma afinidad por CNX y CRT, se sabe desde hace varios años que el conjunto de glicoproteínas que interactúan con una u otra de las lectinas solo se superponen parcialmente. La diferencia observada estaba al menos parcialmente relacionada tanto con el estado unido a la membrana o soluble de CNX o CRT, respectivamente, como con la proximidad de los N-glicanos a las membranas (20Hebert D.N. Zhang J.X. Chen W. Foellmer B. Helenius A. J. Cell Biol. 1997; 139: 613-623 Crossref PubMed Scopus (221) Google Scholar). El uso de células deficientes en CNX o CRT reveló algunos resultados inesperados (21Molinari M. Eriksson K.K. Calanca V. Galli C. Cresswell P. Michalak M. Helenius A. Mol. Cell. 2004; 13: 125-135Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (182) Google Scholar): la expresión de glicoproteínas virales y celulares en fibroblastos embrionarios de ratón nulos para CRT y en células linfoblastoides T humanas deficientes en CNX mostró que la pérdida de interacción de glicoproteína CNX o CRT o ambas (mediante la adición de inhibidores de glucosidasa a células de tipo silvestre) afectó el proceso y el resultado de la producción de glicoproteínas, así como la fidelidad del control de calidad en una variedad de formas. Se observaron efectos en la tasa de plegamiento (que se aceleró particularmente cuando no había TRC), en la eficiencia de plegamiento (que generalmente se redujo) y en la retención de glicoproteínas plegadas de forma incompleta en el RE (que se vio afectada solo cuando se abolió la asociación con ambas lectinas). CNX parecía ser más importante que CRT como asistente de plegado. La pérdida de CRT tuvo, de hecho, solo consecuencias marginales, mientras que la pérdida de CNX resultó en un deterioro dramático del plegamiento de HA del virus de la influenza y en una elevación más sustancial de otras chaperonas residentes en ER alternativas, un síntoma del estrés de ER en curso. Se obtuvieron resultados totalmente inesperados al estudiar la interacción de CNX/CRT y otras chaperonas con glicoproteínas celulares y virales expresadas en células que carecen de CNX funcional (22Pieren M. Galli C. Denzel A. Molinari M. J. Biol. Chem. 2005; 280: 28265-28271Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (56) Google Scholar). Tres variantes de la misma glicoproteína celular que difieren en la competencia de plegamiento, el número de glicanos y el estado de solubilidad, que eran sustratos de CNX en células de tipo salvaje, no pudieron interactuar con CRT cuando se expresaron en fibroblastos con CNX nulo. En cambio, interactuaron más fuertemente con BiP. Por el contrario, cuatro glicoproteínas virales (virus Semliki Forest E1 y p62, virus de la estomatitis vesicular G y virus de la gripe HA) dieron resultados diferentes. Las dos primeras glicoproteínas normalmente interactúan tanto con CNX como con CRT, pero en las células CNX-menos, interactuaron más abundantemente con CRT, y su maduración continuó normalmente. En el caso de HA, una glicoproteína que depende profundamente de CNX para una maduración exitosa y que normalmente interactúa tanto con CNX como con CRT, la ausencia de la primera lectina dio como resultado una interacción persistente con CRT. El resultado más sorprendente se obtuvo con la proteína G que normalmente interactúa solo con CNX. La infección de fibroblastos deficientes en CNX con el virus de la estomatitis vesicular (la infección viral también se utilizó para expresar E1, p62 y HA) dio como resultado la interacción de la proteína G con CRT. Como la transfección de la proteína G no pudo desencadenar su interacción con CRT, se sugirió que la infección viral de alguna manera subvirtió el reconocimiento normal de la glicoproteína por las lectinas del RE. Este resultado puede explicar por qué la inactivación total de los ciclos CNX/CRT afecta la replicación viral y la infectividad, pero no la viabilidad de las células de mamífero. Se debe estudiar la expresión adicional de glicoproteínas individuales, tanto de origen celular como viral y en este último caso como resultado tanto de la infección viral como de la transfección, para corroborar este hallazgo tan interesante. La salida de glicoproteínas correctamente plegadas de los ciclos CNX/CRT no plantea problemas conceptuales, ya que sus conformaciones no permiten la reglucosilación mediada por GT. Pero, ¿cómo reconocen las células que las glicoproteínas están irreparablemente mal plegadas o que los complejos multiméricos son definitivamente incapaces de completar sus estructuras oligoméricas y extraerlas de los ciclos inútiles de CNX/CRT para permitir que continúe la degradación proteasómica? Aunque se ha dedicado un trabajo intensivo a este tema en los últimos años y se han logrado avances sustanciales, el panorama que ahora surge es bastante complejo y aún no se dispone de una respuesta clara a la pregunta. La observación de que la adición a células de mamífero de análogos de manosa (que se comportan como manosidasa I del RE y/o como inhibidores de lectina de polimanosa) retrasó la degradación de glicoproteínas mal plegadas provocó la sugerencia de que un "reloj de tiempo de eliminación de manosa" regulaba la eliminación. Como la eliminación de la manosa es más lenta que la de la glucosa por GI y GII, se propuso que la desmannosilación de las glicoproteínas que permanecen en el ER durante períodos relativamente largos, como sucede con las glicoproteínas irreparablemente mal plegadas, era una etiqueta que identificaba las moléculas que se iban a degradar. Hay al menos dos proteínas en la degradación asociada al RE que pueden interactuar con las cadenas de polimanosa para extraer las glicoproteínas mal plegadas de los ciclos CNX/CRT: ER α-manosidasa I y EDEM. Tanto las manosidasas I de ER de células de mamífero como de levadura son proteínas de membrana que convierten Man9GlcNAc2 en el isómero B de Man8GlcNAc2 (M8B) (Fig. 2), pero no son tan específicas como se pensaba inicialmente porque las especies recombinantes fueron capaces de degradar aún más M8B a glicanos más pequeños. Sin embargo, se emplearon altas concentraciones de enzima que no se cree que ocurran in vivo en los ensayos (23Herscovics A. Romero P.A. Tremblay L.O. Glycobiology. 2002; 11: 14G-15GGoogle Scholar). Sin embargo, se han detectado glicanos más pequeños que M8B en glicoproteínas obligadas a permanecer en el RE durante períodos de tiempo bastante largos, como sucede con las glicoproteínas irreparablemente mal plegadas y residentes en el RE (24Weng S. Spiro R.G. J. Biol. Chem. 1993; 268: 25656-25663Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar, 25Frenkel Z. Gregory W. Kornfeld S. Lederkremer G. J. Biol. Chem. 2003; 278: 34119-34124Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (103) Google Scholar, 26Bischoff J. Liscum L. Kornfeld R. J. Biol. Chem. 1986; 261: 4766-4774Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar). Las actividades enzimáticas responsables de la degradación adicional de los glicanos Man8GlcNAc2 en el RE aún no se han identificado inequívocamente, y es posible que ni siquiera sean proteínas residentes en el RE. Se sabe que las glicoproteínas irreparablemente mal plegadas pueden circular entre el ER y Golgi antes de ser conducidas a la degradación tanto en células de levadura como de mamífero (27Vashist S. Kim W. Belden W.J. Spear e.d. Barlowe C. Ng D.T. J. Cell Biol. 2001; 155: 355-368Crossref PubMed Scopus (187) Google Scholar, 28Taxis C. Vogel F. Wolf D.H. Mol. Biol. Cell. 2002; 13: 1806-1818Crossref PubMed Scopus (98) Google Scholar, 29Kincaid M.M. Cooper A.A. Mol. Biol. Cell. 2007; 18: 455-463Crossref PubMed Scopus (90) Google Scholar, 30Hammond C. Helenius A. J. Cell Biol. 1994; 126: 41-52Crossref PubMed Scopus (393) Google Scholar, 31Yamamoto K. Fujii R. Toyofuku Y. Saito T. Koseki H. Hsu V.W. Aoe T. EMBO J. 2001; 20: 3082-3091Crossref PubMed Scopus (122) Google Scholar, 32Hosokawa N. You Z. Tremblay L.O. Nagata K. Herscovics A. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2007; 362: 626-632Crossref PubMed Scopus (63) Google Scholar). A diferencia del S. cerevisiae Golgi, que está desprovisto de actividades manosidasa, las células de mamífero cis-Golgi cisternae muestran tres actividades α-manosidasa capaces de degradar Man9GlcNAc2 a Man5GlcNAc2 (Fig. 2, residuos a–e, h y j) (33Lal A. Pang P. Kalelkar S. Romero P.A. Herscovics A. Moremen K.W. Glycobiology. 1998; 8: 981-995Crossref PubMed Scopus (104) Google Scholar, 34Tremblay L.O. Herscovics A. J. Biol. Chem. 2000; 275: 31655-31660Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (67) Google Scholar). Además, las células de mamífero (pero no de levadura) tienen una endomannosidasa ERGIC/cis-Golgi que produce M8A (Fig. 2) y Glc-Man como productos de degradación de Glc1Man9GlcNAc2. El análisis del genoma reveló que hay tres homólogos de ER α-manosidasa I en ratones y solo uno en S. pombe o S. cerevisiae (35Hirao K. Natsuka Y. Tamura T. Wada I. Morito D. Natsuka S. Romero P. Sleno B. Tremblay L.O. Herscovics A. Nagata K. Hosokawa N. J. Biol. Chem. 2006; 281: 9650-9658Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (201) Google Scholar, 36Hosokawa N. Wada I. Hasegawa K. Yorihuzi T. Tremblay L.O. Herscovics A. Nagata K. EMBO Rep. 2001; 2: 415-422Crossref PubMed Scopus (380) Google Scholar, 37Jakob C.A. Bodmer D. Spirig U. Batig P. Marcil A. Dignard D. Bergeron J.J.M. Thomas D.Y. Aebi M. EMBO Rep. 2001; 2: 423-430Crossref PubMed Scopus (218) Google Scholar, 38Mast S.W. Diekman K. Karaveg K. Davis A. Sifers R.N. Moremen K.W. Glycobiology. 2005; 15: 421-436Crossref PubMed Scopus (131) Google Scholar, 39Nakatsukasa K. Nishikawa S. Hosokawa N. Nagata K. Endo T. J. Biol. Chem. 2001; 276: 8635-8638Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (152) Google Scholar, 40Olivari S. Galli C. Alanen H. Ruddock L. Molinari M. J. Biol. Chem. 2005; 280: 2424-2428Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (131) Google Scholar). Se denominan EDEM en células de mamífero y Htm1p o Man1p en levadura. Primero se pensó que los EDEM estaban unidos a la membrana, pero un trabajo reciente mostró que eran proteínas solubles (41Oda Y. Hosokawa N. Wada I. Nagata K. Science. 2003; 299: 1394-1397Crossref PubMed Scopus (384) Google Scholar, 42Zuber C. Cormier J.H. Guhl B. Santimaria R. Hebert D.N. Roth J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007; 104: 4407-4412Crossref PubMed Scopus (78) Google Scholar). Los EDEM muestran un dominio de 450 residuos que comparte una identidad de secuencia del 35% con el dominio catalítico de la α-manosidasa I del RE. Se propuso por primera vez que los EDEM se comportaban como lectinas y no como enzimas, ya que carecen de un enlace disulfuro particular que se cree que es necesario para la actividad hidrolítica, pero un trabajo de secuenciación adicional detectó varias manosidasas fúngicas activas que carecen de ese enlace particular. Se ha informado que la sobreexpresión de EDEM mejora la degradación de proteínas mal plegadas al extraer esas especies de los ciclos CNX/CRT, mientras que una disminución en las cantidades de EDEM, por interferencia de ARN, da como resultado un retraso en la degradación (35Hirao K. Natsuka Y. Tamura T. Wada I. Morito D. Natsuka S. Romero P. Sleno B. Tremblay L.O. Herscovics A. Nagata K. Hosokawa N. J. Biol. Chem. 2006; 281: 9650-9658Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (201) Google Scholar, 40Olivari S. Galli C. Alanen H. Ruddock L. Molinari M. J. Biol. Chem. 2005; 280: 2424-2428Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (131) Google Scholar). Basado en un informe que indica que la ausencia de residuos de manosa i o i y k (Fig. 2) (es decir, dejando intacta la rama 3'a la que se añade Glc por GT) disminuyó la tasa de glucosilación mediada por GT (43Sousa M. Ferrero-García M.A. Parodi A.J. Biochemistry. 1992; 31: 97-105 Crossref PubMed Scopus (268) Google Scholar), una primera propuesta suponía que la reglucosilación impedida de los glicanos Man8GlcNAc2 o Man7GlcNAc2 después de la eliminación de glucosa GII liberaría glicoproteínas mal plegadas de los ciclos CNX/CRT (44Cabral C.M. Liu Y. Sifers R.N. Trends Biochem. Sci. 2001; 26: 619-624Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (200) Google Scholar). Sin embargo, como un informe anterior había demostrado, GII mostró una tendencia de tasa similar a GT con respecto a la composición de N-glicanos (45Grinna L.S. Robbins P.W. J. Biol. Chem. 1980; 255: 2255-2258Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar), de acuerdo con esta propuesta, la degradación de glicoproteínas mal plegadas tendría que ser el resultado de un delicado equilibrio entre las especificidades para los glicanos y las cantidades relativas de GII y GT. Sin embargo, un estudio más reciente informó tasas de desglucosilación mediadas por GII similares para Glc1Man9GlcNAc2 y el derivado monoglucosilado de M8B (13Totani K. Ihara Y. Matsuo I. Ito Y. J. Biol. Chem. 2006; 281: 31502-31508Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (76) Google Scholar). Se requieren más estudios sobre la especificidad de GII para los glicanos para dilucidar esta discrepancia. Sin embargo, se demostró que incluso las glicoproteínas que llevan la estructura Man5GlcNAc2 (Fig. 2, residuos a–g) eran buenos sustratos de GT in vivo y que las glicoproteínas glucosiladas resultantes interactuaban con CNX (46Ermonval M. Kitzmuller C. Mir A.M. Cacan R. Ivessa N.E. Glycobiology. 2001; 7: 565-576 Crossref Scopus (60) Google Scholar). Una segunda propuesta se basó en observar que los EDEM interactuaban con glicoproteínas mal plegadas totalmente desglucosiladas, mientras que el CNX se asociaba con especies monoglucosiladas, y sugirió que los EDEM, comportándose como lectinas, interactuaban físicamente con los glicanos, dificultando así la reglucosilación mediada por GT (41Oda Y. Hosokawa N. Wada I. Nagata K. Science. 2003; 299: 1394-1397Crossref PubMed Scopus (384) Google Scholar, 47Molinari M. Calanca V. Galli C. Lucca P. Paganetti P. Science. 2003; 299: 1397-1400 Crossref PubMed Scopus (385) Google Scholar). Esta propuesta implica que los EDEM deben ser lectinas con un espectro de especificidad extremadamente amplio, ya que incluso las glicoproteínas sintetizadas en las células que transfieren Glc3Man5GlcNAc2 (Fig. 2, residuos a–g y l–n) participan en los ciclos CNX/CRT (46Ermonval M. Kitzmuller C. Mir A.M. Cacan R. Ivessa N.E. Glycobiology. 2001; 7: 565-576 Crossref Scopus (60) Google Scholar). Finalmente, una tercera propuesta basada en la constatación de que la sobreexpresión de ER α-manosidasa I aceleraba la degradación de glicoproteínas mal plegadas (48Hosokawa N. Tremblay L.O. You Z. Herscovics A. Wada I. Nagata K. J. Biol. Chem. 2003; 278: 26287-26294Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (179) Google Scholar) asumió que la desmanosilación extensa y específicamente la eliminación del residuo g (Fig. 2), es decir, el residuo al que GT agrega la unidad de glucosa, evitaría la reglucosilación mediada por GT y, por lo tanto, la interacción CNX/CRT-glicoproteína. La (s) actividad(es) enzimática (s) responsable (s) de dicha desmanosilación aún no se ha identificado de manera inequívoca, pero se han avanzado varias posibilidades. (a) La manosidasa I del RE se concentra en sitios subcelulares específicos junto con glicoproteínas mal plegadas (25Frenkel Z. Gregory W. Kornfeld S. Lederkremer G. J. Biol. Chem. 2003; 278: 34119-34124Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (103) Google Scholar). Dicha concentración se observó recientemente para una versión marcada con HA de ER α-manosidasa I expresada en células de mamífero (49Avezov E. Frenkel Z. Ehrlich M. Herscovics A. Lederkremer G.Z. Mol. Biol. Cell. 2008; 19: 216-225Crossref PubMed Scopus (112) Google Scholar). Se requiere necesariamente la confirmación de dicha concentración para la enzima nativa. (b) Recientemente se propuso que los EDEM podrían mostrar actividad enzimática, ya que la sobreexpresión de EDEM1 y EDEM3 (EDEM2 aún no se ha probado) dio como resultado una desmanosilación más extensa de glicoproteínas mal plegadas (35Hirao K. Natsuka Y. Tamura T. Wada I. Morito D. Natsuka S. Romero P. Sleno B. Tremblay L.O. Herscovics A. Nagata K. Hosokawa N. J. Biol. Chem. 2006; 281: 9650-9658Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (201) Google Scholar, 50Olivari S. Cali T. Salo K.E. Paganetti P. Ruddock L.W. Molinari M. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2006; 349: 1278-1284Crossref PubMed Scopus (144) Google Scholar). Además, los mutantes EDEM defectuosos en aminoácidos que se sabe que son esenciales para la actividad de la α-manosidasa I del RE no lograron aumentar la desmanosilación. La principal objeción a esta propuesta es que los EDEM aún no se han purificado hasta la homogeneidad, lo que impide analizar la actividad enzimática de las especies nativas y, además, no se pudo detectar actividad manosidasa en EDEM1, -2 o -3 recombinantes, aunque la expresión de la porción luminal homóloga de ER α-manosidasa I dio resultados positivos. Además, la incapacidad de los mutantes EDEM para promover una extensa desmanosilación de N-glicanos podría no ser una evidencia concluyente de la actividad enzimática de los homólogos de α-manosidasa, ya que, por ejemplo, las mutaciones podrían abolir una supuesta actividad de lectina responsable de obstaculizar la reglucosilación mediada por GT. (c) Otras posibilidades son las manosidasas cis-Golgi, que como se mencionó anteriormente son capaces de convertir Man9GlcNAc2 en Man5GlcNAc2, y/o la endomannosidasa ERGIC/cis-Golgi que produce M8A, un isómero que carece del residuo g (Fig. 2) (33Lal A. Pang P. Kalelkar S. Romero P.A. Herscovics A. Moremen K.W. Glycobiology. 1998; 8: 981-995Crossref PubMed Scopus (104) Google Scholar, 34Tremblay L.O. Herscovics A. J. Biol. Chem. 2000; 275: 31655-31660Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (67) Google Scholar). Un estudio reciente mostró que la sobreexpresión no solo de ER α-manosidasa I y EDEM, sino también de Golgi α-manosidasa IA, IB o IC resultó en una mejora de la desmanosilación y degradación de glicoproteínas mal plegadas (32Hosokawa N. You Z. Tremblay L.O. Nagata K. Herscovics A. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2007; 362: 626-632Crossref PubMed Scopus (63) Google Scholar). Sin embargo, no se mostró si las proteínas sobreexpresadas se localizaban exclusivamente en el Golgi o si también estaban presentes en el ER. La segunda propuesta de un mecanismo de escape de glicoproteínas mal plegadas de los ciclos CNX/CRT (ver arriba) es probablemente la única aplicable a S. pombe, que muestra un mecanismo de control de calidad similar al que ocurre en las células de mamíferos y en el que la interrupción del gen que codifica EDEM disminuyó drásticamente la tasa de degradación de las glicoproteínas mal plegadas (51Movsichoff F. Castro O.A. Parodi A.J. Mol. Biol. Cell. 2005; 16: 4714-4724Crossref PubMed Scopus (38) Google Scholar). No se observó desmanosilación de Man9GlcNAc2 en mutantes que carecen de un gen funcional que codifica la α-manosidasa I del RE, lo que sugiere que el único homólogo de EDEM de levadura no tiene actividad de α-manosidasa. Además, no hay actividades ERGIC/cis-Golgi endomannosidasa o cis-Golgi α-manosidasa en S. pombe. Finalmente, incluso después de una residencia extremadamente larga en el ER, Man9GlcNAc2 en glicoproteínas mal plegadas se degradó mínimamente, siendo Man7GlcNAc2 el glicano más pequeño detectado. Este último compuesto todavía tenía residuo de manosa g (Fig. 2) (51Movsichoff F. Castro O.A. Parodi A.J. Mol. Biol. Cell. 2005; 16: 4714-4724Crossref PubMed Scopus (38) Google Scholar). La ausencia de glicanos monoglucosilados no es una condición absoluta para la degradación de glicoproteínas: se descubrió que Glc1Man5GlcNAc (Fig. 2, residuos b–g y l) es un subproducto citosólico de la degradación de glicoproteínas mal plegadas sintetizadas por células de ovario de hámster chino mutantes que se sabe que transfieren Man9GlcNAc2 en la N-glicosilación de proteínas (52Cacan R. Duvet S. Labiau O. Verbert A. Krag S.S. J. Biol. Chem. 2001; 276: 22307-22312Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (24) Google Scholar). El glicano provino de la degradación citosólica de Glc1Man9GlcNAc2 y Glc1Man8GlcNAc2, las especies que determinaron el reconocimiento CNX/CRT de los intermedios de plegamiento en esas células. Estos resultados muestran que la desviación a la degradación de las glicoproteínas mal plegadas no puede atribuirse únicamente a su liberación de los anclajes CNX/CRT causados por el impedimento de la formación de N-glicanos monoglucosilados. Aunque la unión de la mayoría de los sustratos conocidos a CRT y CNX parece estar mediada exclusivamente por el resto glicano, en algunos casos, las lectinas aparentemente pueden mostrar un comportamiento más similar al observado en las chaperonas clásicas (53Williams D.B. J. Cell Sci. 2006; 119: 615-623 Crossref PubMed Scopus (370) Google Scholar). Por ejemplo, en condiciones de lisis celular leve, algunas proteínas permanecen asociadas con CNX/CRT incluso en presencia de inhibidores de glucosidasa (54Danilczyk U.G. Williams D.B. J. Biol. Chem. 2001; 276: 25532-25540Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (89) Google Scholar, 55Mizrachi D. Segaloff D.L. Mol. Endocrinol. 2004; 18: 1768-1777Crossref PubMed Scopus (83) Google Scholar, 56Wanamaker C.P. Green W.N. J. Biol. Chem. 2005; 280: 33800-33810Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (33) Google Scholar). Además, la agregación inducida térmicamente de proteínas no glicosiladas puede suprimirse in vitro tanto por CNX como por CRT (57Saito Y. Ihara Y. Leach M.R. Cohen-Doyle M.F. Williams D.B. EMBO J. 1999; 18: 6718-6729Crossref PubMed Scopus (217) Google Scholar, 58Ihara Y. Cohen-Doyle M.F. Saito Y. Williams D.B. Mol. Cell. 1999; 4: 331-341Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (149) Google Scholar). Además, los mutantes de CNX desprovistos de actividad de lectina pueden asociarse in vivo con moléculas de histocompatibilidad de clase I (59Leach M.R. Williams D.B. J. Biol. Chem. 2004; 279: 9072-9079Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (58) Google Scholar). Curiosamente, CRT muestra una marcada preferencia por los péptidos hidrófobos en ensayos de unión in vitro (60Sandhu N. Duus K. Jørgensen C.S. Hansen P.R. Bruun S.W. Pedersen L.Ø. Højrup P. Houen G. Biochim. Biophys. Acta. 2007; 1774: 701-713Crossref PubMed Scopus (29) Google Scholar). La ausencia de cualquier sitio de unión obvio para dominios hidrófobos en la estructura de CNX constituye un inconveniente importante para la aparición de interacciones basadas en polipéptidos. Sin embargo, la imagen estática capturada en el cristal puede obstaculizar conformaciones alternativas que son desfavorables en las condiciones de cristalización, pero capaces de unirse a proteínas que muestran conformaciones no nativas. Por ejemplo, tras el choque térmico o el agotamiento del calcio, tanto CRT como CNX experimentan cambios conformacionales que inducen su oligomerización y aumentan su capacidad para unirse a sustratos no glicosilados (61Thammavongsa V. Mancino L. Raghavan M. J. Biol. Chem. 2005; 280: 33497-33505Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (29) Google Scholar, 62Rizvi S.M. Mancino L. Thammavongsa V. Cantley R.L. Raghavan M. Mol. Cell. 2004; 15: 913-923Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (70) Google Scholar). El ATP proporciona la energía necesaria para los ciclos de unión y desunión de las chaperonas clásicas, y el papel del nucleótido lo desempeña la UDP-Glc en los ciclos basados en lectinas CNX/CRT descritos en esta revisión. Actualmente se desconoce si se producen ciclos de unión-desunión similares (y su proveedor de energía) en el papel putativo de CNX y CRT como chaperonas clásicas.

Files

pdf.pdf

Files (16.0 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:5e192fa7f9a5bd53383b854036f00e21
16.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الدخول والخروج من دورات الكالنيكسين/الكالريتيكولين
Translated title (French)
Entrer et sortir des cycles de calnexine/calréticuline
Translated title (Spanish)
Entrar y salir de los ciclos de calnexina/calreticulina

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2092645001
DOI
10.1074/jbc.r700048200

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1479961610
  • https://openalex.org/W1543822556
  • https://openalex.org/W1569618923
  • https://openalex.org/W1964706050
  • https://openalex.org/W1966415110
  • https://openalex.org/W1971195114
  • https://openalex.org/W1972960295
  • https://openalex.org/W1980612397
  • https://openalex.org/W1982844676
  • https://openalex.org/W1984672567
  • https://openalex.org/W1985518316
  • https://openalex.org/W1985845993
  • https://openalex.org/W1986045763
  • https://openalex.org/W1991213853
  • https://openalex.org/W1993891587
  • https://openalex.org/W1997099364
  • https://openalex.org/W2000444287
  • https://openalex.org/W2004816473
  • https://openalex.org/W2006690805
  • https://openalex.org/W2007497203
  • https://openalex.org/W2009107269
  • https://openalex.org/W2013087877
  • https://openalex.org/W2021918518
  • https://openalex.org/W2033482754
  • https://openalex.org/W2037439168
  • https://openalex.org/W2039470452
  • https://openalex.org/W2044494707
  • https://openalex.org/W2044541826
  • https://openalex.org/W2050580118
  • https://openalex.org/W2068194010
  • https://openalex.org/W2068920418
  • https://openalex.org/W2072534938
  • https://openalex.org/W2075469938
  • https://openalex.org/W2075491039
  • https://openalex.org/W2076787121
  • https://openalex.org/W2079421329
  • https://openalex.org/W2081327685
  • https://openalex.org/W2087662274
  • https://openalex.org/W2089328676
  • https://openalex.org/W2092050076
  • https://openalex.org/W2101758144
  • https://openalex.org/W2104085655
  • https://openalex.org/W2117399012
  • https://openalex.org/W2117873398
  • https://openalex.org/W2121217914
  • https://openalex.org/W2125149117
  • https://openalex.org/W2125841023
  • https://openalex.org/W2128788229
  • https://openalex.org/W2129527025
  • https://openalex.org/W2143926924
  • https://openalex.org/W2149369491
  • https://openalex.org/W2153868739
  • https://openalex.org/W2155151775
  • https://openalex.org/W2161911724
  • https://openalex.org/W2163483649
  • https://openalex.org/W2167350789
  • https://openalex.org/W2171032591
  • https://openalex.org/W2172097128
  • https://openalex.org/W2399914769
  • https://openalex.org/W246672579
  • https://openalex.org/W277055403
  • https://openalex.org/W33225797
  • https://openalex.org/W4232665666