Protein glycosylation in bacterial and viral infections

Glycosylated proteins play a key role in the various stages of bacterial and viral invasions. Glycosylation is a common process across all domains of life. Initially, this process was attributed only to eukaryotic organisms, in which the synthesis takes place in the rough endoplasmic reticulum and the Golgi apparatus. Over time, it has been shown that many bacteria and viruses express N-glycans and O-glycans on their surface. Prokaryotes are able to synthesize glycans, while virions take over the host's cellular machinery to produce glycans. Pathogens use glycoproteins to regulate adhesion to infected cells (Ebola virus), protect receptor-binding epitopes (HIV) and evade the immune system detection by molecular mimicry (Helicobacter pylori, Haemophilus influenzae). Successful infection also depends on the host surface glycans, mainly in determining the tissue tropism of viruses (Influenza A viruses) and the sliding motility of bacteria (Mycoplasma sp.). Modification of glycan structures, important at various levels of the infectious cycle, creates new therapeutic possibilities that gives a chance to limit the spread of infectious diseases. Glikozylowane białka pełnią kluczową rolę na różnych etapach inwazji bakteryjnych i wirusowych. Glikozylacja jest procesem powszechnym w obrębie wszystkich domen życia. Początkowo proces ten przypisywano wyłącznie organizmom należącym do Eukariota, u których synteza zachodzi w szorstkiej siateczce śródplazmatycznej i aparacie Golgiego. Z czasem wykazano, że wiele bakterii i wirusów posiada N-glikany i O-glikany na swojej powierzchni. Prokariota są w stanie samodzielnie przeprowadzać proces glikozylacji, natomiast wiriony pozyskują glikany przejmując maszynerię komórkową gospodarza. Patogeny wykorzystują glikoproteiny do regulacji adhezji do infekowanych komórek (wirus Ebola), ochrony epitopów wiążących się z receptorami (HIV) i unikania wykrycia ze strony układu odpornościowego na zasadzie molekularnej mimikry (Helicobacter pylori, Haemophilus influenzae). Skuteczna infekcja zależy również od glikanów powierzchniowych gospodarza, głównie przy wyznaczaniu tropizmu tkankowego wirusów (wirusy grypy typu A) oraz ruchliwości ślizgowej bakterii (Mycoplasma sp.). Modyfikacja struktury glikanów, istotnych na różnych poziomach cyklu infekcyjnego, stwarza nowe możliwości terapeutyczne, które pozwolą na ograniczenie rozprzestrzeniania się chorób zakaźnych.