Glykokonjugát

Glykokonjugáty sú všeobecne biomolekuly, ktoré vznikajú glykozyláciou, čiže pripojením sacharidového zvyšku kovalentnou väzbou na inú molekulu, najčastejšie na bielkovinu, peptid alebo lipid. Ide o biologicky dôležité molekuly podieľajúce sa na mnohých bunkových procesoch, akými sú medzibunková komunikácia, značenie bielkovín a určovanie ich lokalizácie v bunke, či deštrukcia bielkovín. Na povrchu skoro každej eukaryotickej bunky sa nachádzajú špecifické oligosacharidové reťazce napojené na cytoplazmatickú membránu, ktoré majú informačnú, rozpoznávaciu a kontaktnú funkciu. Hrajú dôležitú rolu v procesoch ako hojenie rán, imunitná odpoveď a migrácia buniek.
K najpočetnejším skupinám glykokonjugátov patria proteoglykány, glykoproteíny a glykolipidy. Proteoglykány aj glykoproteíny sú tvorené bielkovinovou a sacharidovou zložkou. Zatiaľ čo v proteoglykánoch hmotnostne prevažuje sacharidová zložka, v glykoproteínach prevažuje zložka bielkovinová. Glykolipidy sú konjugáty sacharidu s membránovými zložkami buniek. Mnoho molekúl obsahuje sacharidovú podjednotku, no medzi glykokonjugáty nie sú zaraďované. Ide napr. o DNA, RNA, ATP, cAMP, NADH, NADPH, acetylkoenzým A a mnohé ďalšie .

Proteoglykány

Proteoglykány sú makromolekuly tvorené tzv. jadrovou bielkovinou (angl. core protein), ktoré majú cez serínové zvyšky O-glykozidovou väzbou naviazanú jednu alebo viac lineárnych sulfatovaných glykozaminoglykánových podjednotiek. Glykozylácia sa typicky nachádza v sekvencii -Ser-Gly-X-Gly, kde X značí ľubovoľnú aminokyselinu. Glykozaminoglykány sú sacharidy pozostávajúce z opakujúcej sa disacharidovej podjednotky, pričom jeden sacharid je vždy N-acetylglukozamín alebo N-acetylgalaktozamín a druhý sacharid je uronová kyselina, typicky glukuronová alebo iduronová.
Bunky cicavcov sú schopné vytvoriť 40 typov proteoglykánov. Väčšina z nich je sekretovaná do extracelulárneho priestoru alebo tvorí integrované membránové bielkoviny. Membránové proteoglykány majú dôležitú funkciu ako molekuly sprostredkujúce väzbu ligandov a medzibunkový kontakt. Sekretované extracelulárne proteoglykány sú dôležitou zložkou spojivových tkanív, v ktorých silne interagujú s kolagénom, elastínom a fibronektínom, ktoré navzájom prepájajú a udeľujú tak tkanivu pružnosť a pevnosť .

Glykoproteíny

Glykoproteíny sú bielkoviny, ktoré majú cez postranné reťazce aminokyselín O- alebo N-glykozidovou väzbou konjugované sacharidy. Sacharidová zložka je v porovnaní s proteoglykánmi menšia, je rozvetvená a štruktúrne diverznejšia. Na bielkovinu je napojená cez anomérny uhlík buď na hydroxyskupinu serínu alebo treonínu (O-glykozylácia) alebo na aminoskupinu asparagínu (N-glykozylácia). Glykoproteíny vznikajú zložitou glykozylačnou dráhou v endoplazmatickom retikule a Golgiho aparáte.
Viac ako polovica bielkovín cicavcov je glykozylovaná a až 1 % všetkých génov cicavcov kóduje enzýmy, ktoré sa zúčastňujú glykozylácie. Glykozylácia predovšetkým zvyšuje rozpustnosť bielkovín, tiež ich chráni pred proteázami a slúži na kontrolu kvality novo syntetizovaných bielkovín. U niektorých bielkovín je sacharidová zložka dôležitá pre ich správnu funkciu. Najviac glykozylovaných proteínov má imunologickú funkciu, glykozylovaná je tiež väčšina bielkovín krvnej plazmy, niektoré hormóny, mnoho mliečnych bielkovín, väčšinu bielkovín nachádzajúcich sa v lyzozóme, dôležitou glykozylovanou bielkovinou je tiež v malom množstve všadeprítomná ribonukleáza (enzým, ktorý štiepi RNA).

Glykolipidy

Glykolipidy sú konjugáty sacharidu a lipidu. Ako zložky biologických membrán ide o gangliozidy, čo sú membránové lipidy s hydrofilnou polárnou hlavou substituovanou sacharidovým reťazcom. Tieto sacharidové reťazce môžu byť vetvené a často sú rovnaké ako reťazce na membránových glykoproteínoch. Takéto špecifické oligosacharidové štruktúry určujú aj krvnú skupinu.
Lipopolysacharidy sú zase dominantnou štruktúrou na vonkajšej membráne Gram-negatívnych (G-) baktérií. Ide o štruktúru, ktorá je rozpoznávaná nešpecifickými receptormi imunitných buniek a proti ktorej sa tiež tvoria protilátky. Štruktúrna časť lipopolysacharidu, lipid A, je zodpovedný za toxicitu celej molekuly. Lipopolysacharid je niekedy nazývaný aj endotoxín.