Ein Glykoprotein ist ein Molekül, das sowohl einen Proteinanteil als auch mindestens einen Kohlenhydratanteil enthält. Glykoproteine sind in der Biologie weit verbreitet und erfüllen eine Reihe von Funktionen. Einige Beispiele für ihre einzelnen Funktionen sind als strukturelle Zellkomponenten, Enzyme oder Hormone.
Kohlenhydrate sind eine Klasse von Molekülen in der organischen Chemie und Biologie. Die Klasse enthält viele Moleküle, aber alle enthalten nur Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatome. Proteine hingegen bestehen aus verschiedenen Bausteinen, den sogenannten Aminosäuren. Aminosäuren enthalten Stickstoff, der sie von Kohlenhydraten unterscheidet.
Jedes Glykoprotein enthält ein Protein und einen oder mehrere Kohlenhydratzusätze. Unterschiedliche Glykoproteine haben unterschiedliche Verhältnisse von Kohlenhydraten zu Proteinen, wobei die Masse der Kohlenhydrate weniger als 1 Prozent bis etwa 80 Prozent des Endprodukts ausmacht. Die Platzierung der Kohlenhydrate ermöglicht es den Wissenschaftlern auch, die Glykoproteine in zwei Gruppen aufzuteilen. Eine Gruppe sind die O-gebundenen Glykane, bei denen das Kohlenhydrat an die Aminosäuren Threonin oder Serin des Proteins gebunden ist. Das andere sind die N-gebundenen Glykane, bei denen das Kohlenhydrat an eine Asparagin-Aminosäure gebunden ist.
Menschliche Zellen bauen zunächst innerhalb der Zelle eine Proteinbasis in einer Struktur auf, die als endoplasmatisches Retikulum bezeichnet wird. Nachdem das Protein hergestellt wurde, wird es aus dem endoplasmatischen Retikulum freigesetzt und wandert durch die Zelle zu einer anderen Struktur, die als Golgi-Apparat bekannt ist. Die Zellmaschinerie fügt während dieser Reise und am Golgi-Apparat verschiedene Kohlenhydratanteile an die Grundstruktur der Proteine an.
Sobald das Glykoprotein vollständig ist, kann es seine Funktion erfüllen. Eine Untergruppe von Glykoproteinen ragt aus der Zellwand heraus und fungiert als Rezeptor für andere Moleküle. Sie können auch helfen, Zellen zusammenzukleben, um ein starkes Gewebe wie Knorpel zu bilden. Die menschlichen Blutgruppen A, B und O hängen auch vom Vorhandensein bestimmter Glykoproteine an der Außenseite der roten Blutkörperchen ab.
Andere Formen von Glykoproteinen verteilen sich im ganzen Körper. Ein solches Beispiel ist der Hormonsatz von Glykoproteinen, einschließlich humanem Choriongonadotropin, das während der Fortpflanzung wirkt, und Erythropoietin, das hilft, den Spiegel der roten Blutkörperchen zu kontrollieren. Verschiedene Glykoproteine können auch dazu beitragen, nützliche Moleküle wie Vitamine durch den Körper zu transportieren.
Die Durchführung bestimmter Reaktionen ist eine weitere Funktion von Mitgliedern der Glykoproteingruppe, und die drei Enzymgruppen Hydrolasen, Transferasen und Oxidoreduktasen sind Glykoproteine. Bestimmte Glykoproteine können auch andere Moleküle hemmen, deren Funktion darin besteht, Proteine abzubauen. Die Verwendung von Glykoproteinen bei nichtmenschlichen Tieren umfasst auch eine Frostschutzwirkung bei bestimmten Fischen, die in den antarktischen Gewässern leben. Käferarten können Glykoprotein auch als desinfizierende Schicht auf der Außenseite des Käferkörpers verwenden.