La glicosilazione legata al S si riferisce all'attaccamento delle porzioni di zucchero all'atomo di zolfo dei residui di cisteina nelle proteine, mentre la glicosilazione legata all'O comporta l'attaccamento degli zuccheri al gruppo ossidrile dei residui di serina o treonina. Sebbene la glicosilazione legata al sistema S possa introdurre diversità strutturale nelle proteine ​​e modulare le loro funzioni, non può imitare adeguatamente il ruolo della glicosilazione O naturale per diversi motivi:

1. Diversa chimica del collegamento:il collegamento chimico tra lo zucchero e la proteina è fondamentalmente diverso nella glicosilazione legata all'S e all'O. La glicosilazione legata all'S comporta un legame tioetere tra lo zucchero e lo zolfo della cisteina, mentre la glicosilazione legata all'O forma un legame O-glicosidico tra lo zucchero e il gruppo ossidrile serina/treonina. Questi collegamenti distinti determinano diverse stabilità, proprietà conformazionali e specificità di riconoscimento delle proteine ​​modificate.

2. Specificità del substrato proteico:la glicosilazione legata all'S è generalmente limitata ai residui di cisteina, mentre la glicosilazione legata all'O può verificarsi sui residui di serina e treonina, che sono molto più abbondanti nelle proteine. Questo ambito limitato del substrato della glicosilazione legata al S limita la sua capacità di imitare i modelli di glicosilazione sito-specifici e dipendenti dal contesto osservati nella O-glicosilazione naturale.

3. Differenze funzionali:la glicosilazione legata all'S e all'O può avere conseguenze funzionali distinte per le proteine. È noto che la glicosilazione legata all'O regola la stabilità delle proteine, le interazioni proteina-proteina, l'adesione cellulare e le vie di segnalazione. Al contrario, i ruoli funzionali della glicosilazione legata al S sono meno studiati e possono differire a seconda del contesto proteico specifico.

4. Mancanza di precedenti naturali:la glicosilazione legata al S non è una modificazione post-traduzionale comune riscontrata in natura. La maggior parte della glicosilazione proteica naturale coinvolge legami O-linked o N-linked (attaccamento all'asparagina). Ciò significa che ci sono meno precedenti evolutivi e meccanismi biologici consolidati per la glicosilazione legata al S.

5. Diversità strutturale limitata:il repertorio delle frazioni di zucchero coinvolte nella glicosilazione legata all'S è più limitato rispetto alla glicosilazione legata all'O. La glicosilazione O-linked può ospitare un'ampia varietà di monosaccaridi, disaccaridi e strutture oligosaccaridiche complesse. Al contrario, la glicosilazione legata al S coinvolge tipicamente porzioni di zucchero più piccole e meno diversificate.

6. Diversi partner di riconoscimento e interazione:la glicosilazione legata all'O è riconosciuta da lectine e recettori specifici che mediano le interazioni proteina-carboidrato. Queste interazioni sono cruciali per vari processi cellulari, tra cui l'adesione cellulare, il riconoscimento immunitario e la trasduzione del segnale. La glicosilazione legata al S non ha partner di riconoscimento ben consolidati e il suo coinvolgimento in interazioni specifiche deve essere completamente chiarito.

In sintesi, mentre la glicosilazione legata all’S offre uno strumento prezioso per introdurre modifiche strutturali alle proteine, non può ricapitolare completamente la complessità, i ruoli funzionali e le proprietà di riconoscimento della glicosilazione naturale legata all’O. Le differenze nella chimica del collegamento, nella specificità del substrato proteico, nelle conseguenze funzionali e nelle specificità di riconoscimento limitano la capacità della glicosilazione legata all'S di fungere da imitazione completa della glicosilazione legata all'O nei sistemi biologici.