O-結合型グリコシル化
この特異的修飾に影響を与える酵素はこの2つしか存在しないため、これらの酵素は非常に緊密な調節を受けており、他の多くの因子に依存している。
O-GlcNAcは付加と除去が行われる動的な修飾であり、リン酸化と多くの類似点が存在する。O-GlcNAc化とリン酸化は同じセリンまたはスレオニン残基に対して行われ、これら細胞の多くの機能に影響を与える修飾の間には複雑な関係が存在していることが示唆される。修飾は、細胞のストレス応答、細胞周期、タンパク質の安定性、タンパク質の代謝回転などの過程に影響を与える。パーキンソン病や遅発型アルツハイマー病などの神経変性疾患にも関与している可能性があり、糖尿病にも関係していることが判明している。
さらにO-GlcNAc化は、がん細胞が増殖を好むようになる代謝の変化として定義される、ワールブルグ効果を昂進する。O-GlcNAc化とリン酸化は特定の残基に影響を与え、そのためどちらもシグナル伝達経路の調節に重要な機能を果たし、これらの過程のいずれもががん研究の興味深い標的となっている。
プロテオグリカンは、グリコサミノグリカン(GAG)と呼ばれる糖側鎖が1つまたはそれ以上のセリン・スレオニン残基に付加されたタンパク質から構成される。GAGは糖の反復構造からなる長い鎖である。通常、プロテオグリカンは細胞表面や細胞外マトリックスに存在し、軟骨や腱の強度と柔軟性に重要である。プロテオグリカンの欠如は心臓と呼吸器の機能不全、骨格筋の発達の欠陥、腫瘍の転移の増加と関係している。
タンパク質の残基の酸素原子に結合している糖によって、さまざまなタイプのプロテオグリカンが存在する。例えば、ヘパラン硫酸のGAGはタンパク質のセリン残基にキシロースを介して結合している。この過程は一般的な過程でなく、特異的なキシロシルトランスフェラーゼ(英語版)を必要とする。キシロースには2つガラクトースが付加され、さらにグルクロン酸とGlcNAcの反復単位が続く。ケラタン硫酸はセリンまたはスレオニン残基にGalNAcが付加され、糖鎖構造はN-アセチルラクトサミンの単位が付加されることで伸長する。タイプIIケラタン硫酸は軟骨で特に広くみられる。