Glucoproteína

Qué es una glucoproteína

Del francés glycoprotéine, formado a partir del griego γλυκύς (glykýs, "dulce") y del latín tardío proteina, derivado a su vez del griego πρωτεῖος (prōteîos, "primario, de primer rango"). La raíz glykýs dio lugar en español a la forma gluco-, que el uso científico ha mantenido con preferencia sobre el anglicismo glico-. La Real Academia Española registra ambas variantes, glicoproteína y glucoproteína, si bien en la terminología médica española la segunda goza de mayor arraigo.

Una glucoproteína es, en sentido estricto, una proteína que porta cadenas cortas de azúcares (oligosacáridos) fijadas mediante enlace covalente a determinados aminoácidos de su secuencia. El contenido glucídico varía enormemente: desde menos del 1 % del peso molecular total en algunas enzimas hasta más del 80 % en ciertas mucinas, que reciben a veces el nombre de mucoproteínas precisamente por esa abundancia de hidratos de carbono.

Tipos de enlace entre proteína y glúcido

La unión del componente glucídico a la cadena polipeptídica se produce durante un proceso llamado glucosilación, que tiene lugar dentro de la célula, sobre todo en el retículo endoplásmico y en el aparato de Golgi. Existen dos modalidades principales de enlace, cada una con propiedades biológicas distintas.

En el enlace N-glucosídico, un residuo de N-acetilglucosamina se fija al grupo amida del aminoácido asparagina dentro de una secuencia concreta (asparagina-X-serina o asparagina-X-treonina, donde X puede ser casi cualquier aminoácido salvo prolina). Se trata de la forma de glucosilación más frecuente y mejor caracterizada en las células eucariotas. En el enlace O-glucosídico, por el contrario, la cadena de azúcar se une al grupo hidroxilo de una serina o una treonina. Este segundo tipo es habitual en las mucinas y en las proteínas del glucocáliz, la capa de hidratos de carbono que recubre la superficie externa de las membranas celulares.

Conviene no confundir la glucosilación enzimática, controlada y específica, con la glicación (o glucosilación no enzimática), una reacción espontánea que fija glucosa a proteínas sin intervención de enzimas y que adquiere relevancia clínica cuando la glucemia se mantiene elevada de forma sostenida.

Funciones biológicas de las glucoproteínas

Las cadenas de oligosacáridos no son un adorno bioquímico: condicionan el plegamiento correcto de la proteína, protegen frente a la degradación por proteasas, modulan la solubilidad y, sobre todo, confieren identidad a la superficie celular. Gracias a sus componentes glucídicos, las glucoproteínas intervienen en el reconocimiento entre células vecinas, en la adhesión del embrión al endometrio, en la interacción entre un virus y su célula diana, o en la capacidad del sistema inmunitario para distinguir lo propio de lo ajeno.

Algunos ejemplos ilustran esa variedad de papeles. Las inmunoglobulinas (anticuerpos) son glucoproteínas cuyas cadenas glucídicas modulan su estabilidad y su capacidad de activar el complemento. La transferrina, encargada de transportar hierro en el plasma, requiere glucosilación para mantener su vida media circulante. El colágeno posee residuos de galactosa y glucosa que participan en la organización de las fibrillas de la matriz extracelular. Y las glucoproteínas de la membrana del eritrocito determinan, entre otros rasgos, el grupo sanguíneo del individuo.

Diferencia entre glucoproteínas y proteoglicanos

Ambas moléculas contienen proteína y azúcares, pero la proporción y el tipo de cadena glucídica son muy diferentes. En una glucoproteína, las cadenas de oligosacáridos son relativamente cortas (entre dos y unas veinte unidades de azúcar) y representan, por lo general, menos del 60 % del peso molecular. Los glucosaminoglicanos de los proteoglicanos, en cambio, son polisacáridos de cadena larga, muy sulfatados, que pueden constituir más del 90 % de la masa de la molécula. Esa diferencia estructural se traduce en funciones distintas: mientras que las glucoproteínas actúan sobre todo como señales, transportadores y receptores, los proteoglicanos funcionan como andamiaje mecánico e hidratante del tejido conectivo.

Preguntas frecuentes

¿Por qué se usa "glucoproteína" en lugar de "glicoproteína" en español?

La raíz griega γλυκύς (glykýs) se adaptó al español con la forma gluco-, la misma que aparece en glucosa, glucógeno o glucemia. La variante glico- procede del inglés y del francés (glyco-) y, aunque la RAE la acepta, la tradición terminológica médica en castellano prefiere gluco-. En la práctica clínica y en las publicaciones en español conviven ambas grafías sin diferencia de significado.

¿Todas las proteínas del organismo están glucosiladas?

No. Las proteínas que permanecen y funcionan en el citoplasma de la célula no suelen llevar cadenas de oligosacáridos. La glucosilación actúa, en cierto modo, como una etiqueta que marca a las proteínas destinadas a la secreción o a la membrana celular. Se calcula que al menos la mitad de las proteínas eucariotas pasan por alguna forma de glucosilación a lo largo de su maduración.

¿Qué relación tienen las glucoproteínas con las infecciones virales?

Muchos virus envueltos presentan glucoproteínas en su superficie que les permiten reconocer y unirse a receptores de la célula huésped. La glucoproteína de la espícula del SARS-CoV-2 y la hemaglutinina del virus de la gripe son casos ampliamente estudiados. Esas glucoproteínas virales son, además, las dianas principales contra las que se dirigen los anticuerpos neutralizantes del sistema inmunitario.

¿Glucoproteínas y lectinas están relacionadas?

Sí, aunque de forma complementaria. Las lectinas son proteínas capaces de reconocer y unirse a cadenas específicas de azúcares. De este modo, una lectina puede "leer" la porción glucídica de una glucoproteína y desencadenar una respuesta (adhesión celular, fagocitosis, activación del complemento). Las selectinas, un grupo de lectinas de la superficie endotelial, desempeñan un papel clave en la migración de los leucocitos hacia los tejidos inflamados.

Referencias

1. Real Academia Española. «Glicoproteína». Diccionario de la lengua española, 23.ª ed. Disponible en: https://dle.rae.es/glicoproteína
2. MedlinePlus en español. «Análisis del líquido cefalorraquídeo». Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Disponible en: https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/003369.htm
3. Bender DA. «Glucoproteínas». En: Kennelly PJ, Botham KM, McGuinness OP, Rodwell VW, Weil P, eds. Harper. Bioquímica ilustrada, 32.ª ed. McGraw-Hill Education; 2022.
4. Maverakis E, Kim K, Shimoda M, et al. «Glycans in the immune system and The Altered Glycan Theory of Autoimmunity: a critical review». J Autoimmun. 2015;57:1-13. doi:10.1016/j.jaut.2014.12.002