蛋白质的糖基化修饰糖基化修饰 _小知识

糖基化修饰(蛋白质的糖基化修饰)
在蛋白质的各种翻译后修饰中，糖基化是一个非常重要的修饰。在酶的催化下，糖基与蛋白质上的一些残基形成共价键，通常是糖苷键。
需要区别的是糖化。在糖尿病的情况下，葡萄糖可以自发地与蛋白质中的赖氨酸反应形成席夫碱，然后重新排列产生糖化蛋白质。之后，它可以进一步反应生成更复杂的衍生物。

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蛋白质的糖化反应。临床化学学报。2013年10月21日；0: 64–76.
因此，糖基化后，糖基变成了衍生物，而糖基化后，糖基仍然完好无损。事实上，广义的糖化包括所有将糖与蛋白质连接起来的反应，即糖基化。但是，现在一般指的是上面提到的非酶反应。
高度亲水的糖基对蛋白质的理化性质和生物功能有很大影响，单糖和糖链结构的多样性适合作为标记，因此糖基化在生物中非常普遍。所有已知蛋白质中约50%是糖基化的，人类基因组中至少有1%的基因参与聚糖生物合成。
据估计，哺乳动物的糖链约有7000种，结构单体约为10种单糖(包括糖衍生物):葡萄糖(Glc)、半乳糖(gal)、甘露糖(man)、木糖(xyl)、岩藻糖(fuc)、n-乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc)、n-乙酰半乳糖胺(galn)两种糖醛酸主要分布在蛋白聚糖中。

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糖基化中的单糖构件和连接方式。安努·帕索尔牧师。2015;10: 473–510.
在碱性氨基酸中，至少有9个氨基酸残基可以被糖基修饰。糖基可以通过多种方式与蛋白质连接，如Asn侧链的酰胺键(N-糖基化)、Ser、Thr、羟基赖氨酸(胶原蛋白)或Tyr(糖原蛋白)的羟基通过糖苷键(O-糖基化)、或Trp的C2位置通过C-C键(C-甘露糖基化) 。此外，它还可以通过糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚与蛋白质间接连接。
在真核生物中，细胞中的大多数蛋白糖资源沿着分泌途径联网，从内质网开始，在高尔基体结束。修改的结果会影响其本地化。例如，高尔基体中甘露糖的磷酸化将导致蛋白质从默认的分泌途径转移到溶酶体途径。
N-糖基化是真核生物中最常见的糖基化形式，相关研究也是资源网络中最深入的。真核生物通常在内质网中进行核心糖化，即在寡聚糖基转移酶(OST)的催化下，一条预先合成的糖链(核心糖链)被转移到靶蛋白Asn-X-(Ser/Thr)序列中的Asn上，其中X代表除pro以外的任何氨基酸。

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蛋白质的糖基化及其调控。纳特Rev Mol细胞生物学。2012年6月22日；13(7): 448–462.
核心糖链由多丽醇携带，多丽醇被称为脂质连接寡糖(LLO) 。多萜醇是由胆固醇合成的中间体IPP和FPP合成的，经多萜醇激酶(DOLK)与CTP磷酸化形成磷酸多萜醇(Dol-P) 。
在内质网膜的胞质表面，磷酸多萜醇与UDP-GlcNAc反应形成GlcNAc-PP-Dol结构。然后依次与UDP-GlcNAc和5个GDP-Man反应，形成Man5 GlcNAc2-PP-Dol结构。结构会翻转到内质网腔的一侧，连续加入4个甘露糖和3个葡萄糖苷酶形成LLO，结构为Glc3Man9GlcNAc2-PP-Dol 。

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LLO的合成与转移。医学生物化学杂志
LLO糖链通过OST转移到新生肽链的Asn-X-(Ser/Thr)序列(也有少数ASN-X-Cys或其他非标准序列的情况) 。严格来说，这一步主要是共翻译糖基化，少数情况下是翻译后糖基化。根据一些文献，当受体肽为NXS时，糖基化效率比NXT低40倍，容易导致翻译后糖基化。

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OST-易位复合模型。大自然。2018年3月15日；555(7696): 328–333.
核心糖链转移后，需要进行一些修饰，主要是末端葡萄糖的去除。之后，蛋白质进入高尔基体并进行末端糖化，包括去除一些甘露糖和添加其他糖基。N-糖基化蛋白质经末端糖化后，主要分为三种类型:含全部9种甘露糖的高甘露糖、含其他糖基的杂合物和含唾液酸的复合物。

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N-糖蛋白的主要糖链结构类型。医学生物化学杂志

参考文献:
1.王，糖基化与糖化。生命化学(中国生物化学会通讯)，1986，6，38 。
2.让·埃·安吉佐拉等。综述:人血清白蛋白的糖化。临床化学学报。2013年10月21日；0: 64–76.
3.癌症中的蛋白质糖基化。安努·帕索尔牧师。2015;10: 473–510.
4.脊椎动物蛋白质糖基化:多样性，合成和功能。纳特Rev Mol细胞生物学。2012年6月22日；13(7): 448–462.