糖類の物流の誤り。膜トラフィッキングと先天性の糖化障害

Sugary Logistics Gone Wrong: Membrane Trafficking and Congenital Disorders of Glycosylation.

• Peter T A Linders
• Ella Peters
• Martin Ter Beest
• Dirk J Lefeber
• Geert van den Bogaart

抄録

グリコシル化は、細胞内および分泌されるタンパク質にとって重要な翻訳後修飾です。グリコシル化が起こるためには、合成後の貨物がゴルジ体の異なるコンパートメントを通って輸送されなければなりません。このプロセスで最も重要なのは、ゴルジ体の細胞内環境です。ゴルジ体の各コンパートメントは、液胞H-ATPase（V-ATPase）によって維持されているpHが異なります。さらに、ゴルギンスや保存されたオリゴメリックゴルジ（COG）複合体のような結合因子は、コートマー（COPI）や可溶性N-エチルマレイミド感受性因子付着タンパク質受容体（SNARE）を介した膜融合と協働して、効率的に右ゴルジコンパートメントにグリコシル化酵素を送達しています。これらの因子は、糖化に関与するタンパク質のゴルジ内輸送を維持し、それによって適切な糖化を可能にしている。しかし、これらの因子に病原性の変異が生じると、グリコシル化に欠陥が生じ、肝機能障害や皮膚・骨障害などの多様な症状を伴う疾患を引き起こすことがあります。このような疾患群を総称して、先天性のグリコシル化障害（CDG）として知られています。最近の技術の進歩により、膜輸送成分に関連する新規なCDGの頑健な同定が可能になった。このレビューでは、膜輸送に関連するCDGの違いと類似点に焦点を当てています。

Glycosylation is an important post-translational modification for both intracellular and secreted proteins. For glycosylation to occur, cargo must be transported after synthesis through the different compartments of the Golgi apparatus where distinct monosaccharides are sequentially bound and trimmed, resulting in increasingly complex branched glycan structures. Of utmost importance for this process is the intraorganellar environment of the Golgi. Each Golgi compartment has a distinct pH, which is maintained by the vacuolar H-ATPase (V-ATPase). Moreover, tethering factors such as Golgins and the conserved oligomeric Golgi (COG) complex, in concert with coatomer (COPI) and soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor (SNARE)-mediated membrane fusion, efficiently deliver glycosylation enzymes to the right Golgi compartment. Together, these factors maintain intra-Golgi trafficking of proteins involved in glycosylation and thereby enable proper glycosylation. However, pathogenic mutations in these factors can cause defective glycosylation and lead to diseases with a wide variety of symptoms such as liver dysfunction and skin and bone disorders. Collectively, this group of disorders is known as congenital disorders of glycosylation (CDG). Recent technological advances have enabled the robust identification of novel CDGs related to membrane trafficking components. In this review, we highlight differences and similarities between membrane trafficking-related CDGs.