糖基化修飾(蛋白質(zhì)的糖基化修飾)

O-糖基化也是一種常見(jiàn)的翻譯后修飾，是肽鏈中氨基酸側(cè)鏈的糖基和羥基生成O-糖苷鍵的糖基化方式。可用于鍵合的羥基主要是絲氨酸和蘇氨酸的醇羥基、羥賴(lài)氨酸的羥基(如膠原蛋白)、酪氨酸的酚羥基(如糖原)。

膠原蛋白中的羥賴(lài)氨酸可以通過(guò)糖基化進(jìn)行修飾。生物化學(xué)論文。2012;52: 113–13

N-糖基化是預(yù)先合成一個(gè)核心糖鏈，然后整體轉(zhuǎn)移到受體肽上；O-糖基化通常是將活化的糖基逐個(gè)轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的殘基上。因此，寡糖基轉(zhuǎn)移酶用于N-糖基化，各種糖基轉(zhuǎn)移酶(GT)用于O-糖基化。

GT的底物是各種活性糖基。不同的糖基以不同的方式被激活，但它們都與核苷酸相連。葡萄糖和半乳糖的活化載體是UDP，甘露糖和巖藻糖是GDP，唾液酸是CMP。激活通常發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中，然后產(chǎn)物被相應(yīng)的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，也有依賴(lài)于磷酸三萜醇的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑。

活性單糖向高爾基體的轉(zhuǎn)運(yùn)和糖基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。冷泉哈勃透視生物學(xué)。2011年4月；3(4): a005199。

高爾基體含有多種GT和糖苷酶，用于修飾N-糖鏈和O-糖鏈。這些酶分布在不同的區(qū)室中，蛋白質(zhì)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中接受不同的修飾。高爾基體膜是一個(gè)動(dòng)態(tài)循環(huán)，有順行和逆行的囊泡運(yùn)輸。所以酶的分布也是動(dòng)態(tài)的，有時(shí)會(huì)重疊，有些酶會(huì)循環(huán)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。

高爾基體中的糖基轉(zhuǎn)移酶和糖苷酶。冷泉哈勃透視生物學(xué)。2011年4月；3(4): a005199。

O-糖基化通常根據(jù)與肽鏈相連的第一個(gè)糖基來(lái)分類(lèi)。人的O-聚糖主要有七種類(lèi)型，最常見(jiàn)的是粘蛋白型，第一個(gè)糖基是N-乙酰半乳糖胺(- GalNAc- 1-Ser/Thr)。

人類(lèi)O-聚糖的主要類(lèi)型。醫(yī)學(xué)生物化學(xué)頁(yè)

粘蛋白即粘蛋白，在消化道、呼吸道、生殖道分泌的粘液中含量豐富。粘蛋白中大量的短鏈O-聚糖使其溶液具有粘性。比如胃和腸的粘膜，表現(xiàn)為有一層粘蛋白凝膠形成物理屏障，隔離消化道粘膜免受消化液的降解和破壞。

腸粘膜組織化學(xué)染色顯示粘蛋白的屏障作用。組織化學(xué)細(xì)胞生物學(xué)。2017;147(2): 119–14

大多數(shù)O-糖基化始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，但粘蛋白型始于高爾基體。人高爾基體中有20種N-乙酰半乳糖胺轉(zhuǎn)移酶(GalNAc-T)，它們的功能有重疊，但底物特異性略有差異。這就導(dǎo)致了某些酶缺陷導(dǎo)致的輕微表型，與其他糖基化酶缺陷的嚴(yán)重后果形成鮮明對(duì)比。

粘蛋白在人角膜和結(jié)膜中的表達(dá)。組織化學(xué)細(xì)胞生物學(xué)。2017;147(2): 119–14

引入第一個(gè)糖基后，可以通過(guò)其他糖基轉(zhuǎn)移酶添加糖基，糖鏈可以延伸和分支，形成各種類(lèi)型的糖鏈。根據(jù)第二個(gè)糖基團(tuán)的類(lèi)型和連接方式，粘蛋白的糖鏈可進(jìn)一步分為八個(gè)具有不同組織特異性和生理功能的核心結(jié)構(gòu)。

對(duì)于粘蛋白，唾液酸和巖藻糖的加入是終止信號(hào)。例如，ST6GalNAc-1對(duì)第一個(gè)GalNAc的過(guò)早唾液酸化將導(dǎo)致癌癥相關(guān)結(jié)構(gòu)STn。

哺乳動(dòng)物蛋白質(zhì)的O-糖基化途徑。糖生物學(xué)。2012年6月；22(6): 736–75

o連接半乳糖主要出現(xiàn)在膠原蛋白中，并與羥賴(lài)氨酸相連。賴(lài)氨酰羥化酶(EC114)催化-X-Lys-Gly-序列中賴(lài)氨酸的羥化，需要亞鐵離子、α-酮戊二酸、O2和抗壞血酸。

膠原蛋白螺旋結(jié)構(gòu)域中的一些羥賴(lài)氨酸可以經(jīng)歷O-糖基化，產(chǎn)生G-Hyl(半乳糖基羥賴(lài)氨酸)和GG-Hyl(葡萄糖基半乳糖基羥賴(lài)氨酸)。這些反應(yīng)分別由GT(歐共體50)和GGT(歐共體66)催化，UDP活化的單糖用作供體。這些反應(yīng)發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，在膠原三螺旋形成之前。這只是粘蛋白的兩個(gè)極端。

人ⅰ型膠原螺旋區(qū)賴(lài)氨酸的分布和糖基化。生物化學(xué)論文。2012;52: 113–13

賴(lài)氨酸的糖基化與骨骼鈣化有關(guān)，糖基化缺陷可導(dǎo)致成骨不全、骨質(zhì)疏松等疾病。此外，有人認(rèn)為糖基化與膠原交聯(lián)、重塑和膠原-細(xì)胞相互作用等生物過(guò)程有關(guān)。膠原蛋白糖基化的具體情況在不同的組織、生理和病理?xiàng)l件下差異很大，許多機(jī)制尚未闡明。

更重要的是，O-GlcNAc修飾參與多種代謝和基因表達(dá)調(diào)控，并與多種重要的生理過(guò)程相關(guān)。這方面將在下一篇文章中介紹。

目前上述的內(nèi)容應(yīng)該能夠?yàn)榇蠹医獯鸪龃蠹覍?duì)于糖基化修飾（蛋白質(zhì)的糖基化修飾）的疑惑了，所以如果大家還想要了解更多的知識(shí)內(nèi)容，也可以關(guān)注本站其他文章進(jìn)行了解哦。

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