本期導(dǎo)讀

• 糖基化修飾介紹

• 糖基化修飾功能

• 糖基化修飾在細(xì)胞中生成,、加工過程

• 兩種主要糖基化類型介紹：O-和N-糖基化

一,、 糖基化修飾

蛋白質(zhì)的糖基化是一種最常見的蛋白翻譯后修飾，是在糖基轉(zhuǎn)移酶作用下將糖類轉(zhuǎn)移至蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)上特殊的氨基酸殘基形成糖苷鍵的過程,。研究表明70%人類蛋白包含一個或多個糖鏈1%的人類基因組參與了糖鏈的合成和修飾,。

二、糖基化修飾功能

在參與糖基化形成的過程中,糖基轉(zhuǎn)移酶和糖苷酶扮演了重要的角色,。糖基化的結(jié)果使不同的蛋白質(zhì)打上不同的標(biāo)記,改變多肽的構(gòu)象,增加蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性,。

三、糖基化修飾加工過程

糖基化修飾主要發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,。主要過程是將糖基在糖基轉(zhuǎn)移酶作用下將糖鏈轉(zhuǎn)移至蛋白質(zhì),，和蛋白質(zhì)上的氨基酸殘基形成糖苷鍵，經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)運(yùn),、糖鏈末端的剪切,，修飾和巖藻糖化或者唾液酸化等完成糖基化蛋白質(zhì)的組裝（以N-糖基化為例，見圖1）

圖1. N-糖基加工過程

四,、糖基化修飾分類

哺乳動物中蛋白質(zhì)的糖基化類型主要可分為兩種：N-糖基化和O-糖基化,。大多數(shù)糖蛋白質(zhì)只含有一種糖基化類型。但是有些蛋白多肽同時連有N-糖鏈和O-糖鏈,。

1. N-糖基化

N-糖鏈通過與蛋白質(zhì)的天冬氨酸的自由NH2基共價連接,將這種糖基化稱為N-糖基化,。N-連接的糖鏈合成起始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER),完成于高爾基體。

圖2. N-糖基化修飾結(jié)構(gòu)

N-糖基化生成加工過程

N-糖鏈合成的第一步是將一個14糖的核心寡聚糖添加到新形成多肽鏈的特征序列為Asn-X-Ser/Thr(X代表任何一種氨基酸)的天冬酰胺上,天冬酰胺作為糖鏈?zhǔn)荏w,。核心寡聚糖是由兩分子N-乙酰葡萄糖胺,、九分子甘露糖和三分子葡萄糖依次組成,第一位N-乙酰葡萄糖胺與ER雙脂層膜上的磷酸多萜醇的磷酸基結(jié)合,當(dāng)ER膜上有新多肽合成時,整個糖鏈一起轉(zhuǎn)移。寡聚糖轉(zhuǎn)移到新生肽以后,在ER中進(jìn)一步加工,依次切除三分子葡萄糖和一分子甘露糖。在ER形成的糖蛋白具有相似的糖鏈,由Cis面進(jìn)入高爾基體后,在各膜囊之間的轉(zhuǎn)運(yùn)過程中,原來糖鏈上的大部分甘露糖被切除,但又由多種糖基轉(zhuǎn)移酶依次加上了不同類型的糖分子,形成了結(jié)構(gòu)各異的寡糖鏈,。血漿等體液中蛋白質(zhì)多發(fā)生N-糖基化,因此N-糖蛋白又稱為血漿型糖蛋白,。

2. O-糖基化

O-糖鏈與蛋白質(zhì)的絲氨酸或蘇氨酸的自由OH基共價連接。O-糖基化位點(diǎn)沒有保守序列,糖鏈也沒有固定的核心結(jié)構(gòu),組成既可是一個單糖,也可以是巨大的磺酸化多糖,因此與N-糖基化相比,O-糖基化分析會更加復(fù)雜,。

圖3. O-糖基化修飾結(jié)構(gòu)

O-糖基化生成加工過程

O-糖基化在高爾基體中進(jìn)行,通常第一個連接上去的糖單元是N-乙酰半乳糖,連接的部位為Ser,、Thr或Hyp的羥基,然后逐次將糖殘基轉(zhuǎn)移上去形成寡糖鏈,糖的供體同樣為核苷糖,如UDP-半乳糖。O-糖蛋白主要存在于黏液和免疫球蛋白等,。