植物蛋白质O-糖基化修饰的研究进展

糖基化是最主要的蛋白质翻译后修饰方式之一,主要有N-糖基化、O-糖基化和糖基磷脂酰肌醇锚定修饰三种类型。在植物细胞中, O-糖基化修饰广泛发生,它不仅参与蛋白质转录调节、信号转导,还与细胞壁合成等生物学过程紧密相关。在多种O-糖基化修饰类型中, O-N-乙酰氨基葡萄糖(O-GlcNAc)糖基化修饰结构独特、易于检测和表征,因此已经有许多相关技术实现了对其的表征。然而,其他类型O-糖基化修饰蛋白的结构和功能仍有待更全面的研究。该文综述了植物蛋白中不同类型O-糖基化修饰的相关研究进展,总结了植物O-糖基化修饰蛋白检测技术的优缺点,最后展望了这些技术在植物蛋白质O-糖基化修饰研究中的应用前景。     

细菌糖基化基本元件及其应用研究进展

近年来,细菌糖基化修饰系统的研究受到了越来越广泛的关注。已有文献报道了诸多细菌糖基化修饰系统,包括最具有代表性的空肠弯曲杆菌的N-糖基化修饰系统以及脑膜炎奈瑟菌的O-糖基修饰系统。本文在已有的研究基础上进行了系统的归纳总结,讨论对细菌蛋白质糖基化系统的理解,同时综述了细菌蛋白质糖基化应用方面的相关进展。     

原核生物糖基化修饰系统及其应用前景

传统认为只有真核生物才有蛋白质糖基化修饰现象,虽然在原核生物细胞中发现糖蛋白的存在已经有数十年,但是没有引起我们足够的重视。最近,在细菌中发现了蛋白质的糖基化修饰系统,最具代表性的是空肠弯曲弧菌的N-糖基化修饰系统、脑膜炎奈瑟球菌和绿脓杆菌的O-糖基化修饰系统。这些糖基化修饰系统已成功地转移到大肠杆菌中,并且独立发挥其糖基化修饰作用。寡糖转移酶在修饰过程中起关键作用,且寡糖转移酶对糖底物的特异性要求非常低,这使得按照我们的需求来"定制糖蛋白"成为可能,并标志着"原核生物糖基工程"的到来,这将为糖结合疫苗的发展提供良好的契机。     

生物质谱研究方法与应用新进展

正本期的生物质谱专辑结集出版了国内生物质谱领域关于研究方法与应用的14篇评述文章和研究论文.7篇评述文章中两篇涉及O-GalNAc糖基化,一篇偏重于介绍糖基化位点、糖型鉴定和生理功能研究取得的一系列重大进展[1],一篇偏重于在分泌体系中的O-糖基化蛋白、O-糖链以及O-糖基化位点的富集与鉴定方法和最新进展[2].另一篇与修饰相关的评述是关于4-羟基壬烯醛(4-hydroxynonenal,HNE)修饰.该文介绍了目前富集     

蛋白分子O-糖基化的研究进展

蛋白分子的氧连接糖基化（O-糖基化）修饰是生物体内必不可少的转录后化学修饰之一,其作用方式类似磷酸化,并且两者之间相互作用,共同调节生物大分子的活性。O-糖基化修饰在生物体的转录、翻译、核运输、细胞骨架的形成以及调节细胞器的功能中发挥着重要的作用。通过影响细胞信号的传导,在细胞吞噬、炎性细胞的迁移以及细胞内大分子物质的循环中也起着重要作用。该文主要通过介绍蛋白分子O-糖基化修饰的基础理论以及。一糖基化修饰作用的几个方面,来简要阐述O-糖基化修饰在生物体内发挥的作用。     

分泌体系O-GalNAc修饰研究方法与应用进展

蛋白质O-GalNAc糖基化作为蛋白质翻译后修饰的一种重要形式,参与重要的生理和病理过程.在血浆及其他分泌体系中,O-GalNAc修饰的异常改变可能作为疾病预警的标志分子.鉴于O-GalNAc结构的多样性,系统性分析O-GalNAc修饰具有极大的挑战.随着富集方法、质谱分析技术以及数据解析工具的发展,近年来O-GalNAc修饰的研究取得了一系列进展,促进了对蛋白O-GalNAc糖基化在人类健康中所起作用的深入理解.本文主要介绍近年来分泌体系中的O-糖基化蛋白、O-糖链以及O-糖基化位点的富集与鉴定方法和最新进展.     

糖基化对蛋白质稳定性的影响研究进展

蛋白质的糖基化修饰是广泛存在于真核细胞中的蛋白修饰形式之一,在决定蛋白质的多种生物学功能并且能保护蛋白质免受热力学降解方面发挥重要作用。蛋白质的糖基化修饰包括N-糖基化和O-糖基化,本文简要介绍体内糖基化的过程,并结合近几年文献就糖基化对蛋白质稳定性的影响做一综述。     

代谢性标记结合二维电泳寻找O-糖基化蛋白的研究

蛋白质的O-糖基化(O-glycosylation)是一种重要的翻译后修饰,参与诸多生理和病理过程。目前,对于蛋白质的O-糖基化的研究进展仍非常缓慢,一个重要的原因就是缺乏高效的对O-糖基化蛋白进行分离和鉴定的技术。创新性地将点击化学反应、二维电泳和质谱技术结合,对寻找细胞内O-糖基化蛋白进行了技术探索性研究。首先利用代谢性标记手段,在人肝癌细胞HCCLM6培养基中加入四乙酰化叠氮半乳糖胺(Ac4GalNAz),对细胞内O-GalNAc糖基化蛋白进行标记;其次通过点击化学将炔基荧光基团连接至标记的O-糖基化蛋白的叠氮基团;应用二维电泳技术对标记蛋白进行分离,并找到13个具有荧光信号的蛋白点;最后对具有荧光信号的蛋白进行质谱鉴定,成功鉴定到7种蛋白,经软件预测后,GRP78蛋白和ANXA1蛋白均具有潜在的O-糖基化位点。这为寻找细胞或生物体中的O-糖基化蛋白奠定了基础,并为高通量筛选O-糖基化蛋白提供技术平台。     

表皮生长因子样重复序列糖基化对Notch信号通路的作用

Notch受体是一类存在于多细胞生物中进化上高度保守的跨膜蛋白受体,其介导的信号通路在组织器官的生长发育中起重要作用。糖基化修饰是一类重要的影响多信号通路的蛋白翻译后修饰。Notch受体胞外域的表皮生长因子样重复序列（EGF-R）存在多种糖基化修饰如O-葡聚糖、O-岩藻糖聚糖、O- N-乙酰氨基葡萄糖,这些糖基化修饰可以促进或抑制Notch信号通路。本文主要阐述表皮生长因子样重复序列（EGF-R）的主要糖基化以及对Notch信号通路的影响和其异常导致相关的疾病。     

基于生物质谱的蛋白质O-GalNAc糖基化修饰研究进展

糖基化是生物体内蛋白质最常见、最重要的翻译后修饰之一,普遍存在于细胞膜蛋白及分泌蛋白,执行重要的生物学功能.常见的蛋白糖基化修饰有N-糖基化及O-糖基化两种类型,而O-GalNAc是O-糖基化中重要的存在形式,在特定生物学进程、癌症发生发展中起着重要作用,近年来受到广泛重视.得益于代谢标记、化学衍生化、高分辨和多种碎裂模式质谱技术以及基因编辑技术的高速发展,O-GalNAc的糖基化位点、糖型鉴定和生理功能研究取得一系列重大进展.本文综述了基于生物质谱技术的蛋白质O-GalNAc糖基化修饰研究进展.     

福氏志贺菌O-抗原磷酸乙醇胺修饰研究进展

福氏志贺菌是发展中国家引起痢疾的主要致病菌。福氏志贺菌O-抗原除噬菌体介导的糖基化和(或)乙酰化外,最近发现一种新的修饰方式磷酸乙醇胺修饰,其机制为由质粒携带的opt基因编码磷酸乙醇胺转移酶在O-抗原的鼠李糖II或(和)鼠李糖III上添加磷酸乙醇胺基团,从而形成血清型Xv、4av和Yv福氏志贺菌,并表达MASF IV-1抗原。人工转化携带opt基因的质粒到无MASF IV-1抗原表达的不同血清型福氏志贺菌中,转化菌株都能表达MASF IV-1抗原。在某些血清型福氏志贺菌中,O-抗原的磷酸乙醇胺修饰与糖基化、乙酰化修饰之间相互作用。现对福氏志贺菌的O-抗原磷酸乙醇胺修饰机制及其与糖基化、乙酰化修饰间的相互作用进行了综述。     

Tn抗原、sTn抗原和T抗原参与肿瘤转移的过程

O-糖基化是蛋白质翻译后修饰的主要方式之一。O-糖基化不仅存在于正常的细胞表面,且肿瘤细胞表面常常伴随异常的O-聚糖。Tn抗原、sTn抗原和T抗原是O-聚糖的重要组成部分,在肿瘤表面过度表达,并参与肿瘤转移的过程。本文就O-聚糖参与肿瘤发生发展的分子机制做一简要综述。     

古菌蛋白质修饰研究进展

20世纪50年代中期,在古菌的表层(S-层)首次发现了糖蛋白;21世纪初又在空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)中发现了蛋白质N-糖基化修饰。由此,同行开始认识到,蛋白质的糖基化修饰广泛存在于古菌、细菌及真核生物三域中。近十年来,古菌蛋白质糖基化修饰的研究取得了进展,特别是古菌蛋白质N-糖基化修饰研究进展快速。但对古菌糖蛋白O-糖基化修饰和脂修饰的了解甚少。本文综述了古菌蛋白质糖基化修饰的研究进展。     

Tn抗原、sTn抗原和T抗原的结构和合成

糖基化是蛋白质翻译后修饰主要方式之一。糖基化主要包括N-糖基化和O-糖基化两种方式。肿瘤细胞常常伴随异常的O-糖基化,并且与肿瘤的不良预后具有密切联系。O-聚糖(Tn、s Tn和T抗原)在多种糖基转移酶(T抗原合成酶、唾液酸转移酶等)的帮助下在高尔基体合成。Cosmc是T抗原合成酶唯一的分子伴侣,它可以帮助新合成的T抗原合成酶氨基酸片段正确的折叠,并形成具有生物活性的T抗原合成酶。本文就O-聚糖的结构和一般合成过程做一简要介绍。     

放线菌蛋白O-甘露糖基化的研究进展

蛋白质糖基化作为一种翻译后修饰方式不仅在真核生物中广泛存在,而且在原核生物中尤其是放线菌中也存在。本文针对放线菌中的分枝杆菌属、链霉菌属和棒状杆菌属存在的O-甘露糖基化蛋白的聚糖链结构、糖基化过程以及生物学意义加以论述。     

疾病及发育中多肽:N-乙酰氨基半乳糖转移酶ppGalNAc-T的重要性

蛋白质的O-GalNAc糖基化是生物体内广泛存在的一种重要的蛋白质翻译后修饰,参与了众多生命活动过程。多肽:N-乙酰氨基半乳糖转移酶(ppGalNAc-T酶)是调控蛋白质O-GalNAc糖基化修饰的起始糖基转移酶,它催化N-乙酰氨基半乳糖(GalNAc)共价结合到蛋白质丝氨酸或苏氨酸的侧链羟基上,形成Tn糖链抗原结构。人体内ppGalNAc-T酶家族共有20个成员,各成员在不同的组织和细胞中的表达具有时空特异性,同时对其修饰的底物蛋白存在选择性。ppGalNAc-T酶的异常表达与组织器官发育,以及肿瘤、家族性钙质沉积、冠心病、阿尔兹海默症、先天性心脏病等复杂性疾病的发生发展密切相关。该文总结了近年来关于ppGalNAc-T酶在组织器官发育过程以及复杂性疾病发生发展中的研究概况,为深入理解ppGalNAc-T酶和O-糖基化的功能及其生物学意义提供参考。     

疾病及发育中多肽:N-乙酰氨基半乳糖转移酶ppGalNAc-T的重要性

蛋白质的O-GalNAc糖基化是生物体内广泛存在的一种重要的蛋白质翻译后修饰,参与了众多生命活动过程。多肽:N-乙酰氨基半乳糖转移酶(ppGalNAc-T酶)是调控蛋白质O-GalNAc糖基化修饰的起始糖基转移酶,它催化N-乙酰氨基半乳糖(GalNAc)共价结合到蛋白质丝氨酸或苏氨酸的侧链羟基上,形成Tn糖链抗原结构。人体内ppGalNAc-T酶家族共有20个成员,各成员在不同的组织和细胞中的表达具有时空特异性,同时对其修饰的底物蛋白存在选择性。ppGalNAc-T酶的异常表达与组织器官发育,以及肿瘤、家族性钙质沉积、冠心病、阿尔兹海默症、先天性心脏病等复杂性疾病的发生发展密切相关。该文总结了近年来关于ppGalNAc-T酶在组织器官发育过程以及复杂性疾病发生发展中的研究概况,为深入理解ppGalNAc-T酶及O-糖基化的功能及其生物学意义提供参考。     

利用伴刀豆球蛋白检测O-甘露糖基化

目的:基于伴刀豆球蛋白A(ConA)特异性识别并结合甘露糖的特性,建立一种检测O-甘露糖基化的方法,为酵母等宿主表达蛋白的O-糖基化提供一种高效筛选和分析的方法。方法:利用糖苷酶F(PNGF)切除检测蛋白的N-糖链,排除N-糖基化的干扰;通过Q阴离子交换柱和ConA Sepharose 4B柱纯化Western印迹膜封闭蛋白牛血清白蛋白(BSA),除去BSA中甘露糖修饰的蛋白的干扰,优化膜封闭条件;利用辣根过氧化物酶标记的ConA检测具有低甘露糖型N-糖基化修饰能力的毕赤酵母GJK01-HL(Δoch1)表达的抗Her-2抗体是否存在O-甘露糖基化现象。结果:通过PNGF酶切处理,可以完全去除糖蛋白的N-糖链的干扰;BSA经过Q阴离子交换柱和ConASepharose 4B柱纯化后,除去了大部分甘露糖蛋白,可作为封闭蛋白;用建立的方法检测,发现毕赤酵母工程菌GJK01-HL(Δoch1)表达的抗Her-2抗体存在O-甘露糖基化现象。结论:本方法是研究糖蛋白是否发生O-甘露糖基化的有效检测手段,可用于酵母等表达蛋白的O-糖基化的高效筛选和分析。     

家蚕微孢子虫极管蛋白1 (NbPTP1) 在果蝇S2细胞中的表达与糖基化修饰

极管蛋白(Polar tube protein)是极管的主要成分,能特异性定位于微孢子虫极管,在微孢子虫侵染宿主过程中发挥重要作用。文中分析了家蚕微孢子虫极管蛋白1中潜在的O-、N-糖基化修饰位点,克隆了家蚕微孢子虫极管蛋白1全基因序列,并将其插入带有V5和His标签的真核表达载体pMT/Bip/V5-His A中,成功构建了pMT/Bip/V5-His A-NbPTP1重组质粒,经转染果蝇S2细胞后,发现NbPTP1基因能在果蝇细胞中高效表达。此外,Lectin blotting和β-消除反应分析结果表明:果蝇S2细胞内表达的NbPTP1具有O-糖基化修饰特征。以上结果为研究NbPTP1的糖基化修饰特征与其功能之间的关系提供了基础,有助于揭示微孢子虫侵染机制,建立可行有效的微孢子虫病诊断和防治措施。     

蛋白质O-GlcNAc糖基化修饰对tau蛋白磷酸化修饰的影响

蛋白质的O位N-乙酰葡萄糖胺(O-GlcNAc)糖基化修饰是一种新近发现的广泛存在于细胞核蛋白与细胞浆蛋白的蛋白质翻译后修饰.其性质与经典的膜蛋白和分泌蛋白的糖基化修饰不同,而与蛋白质磷酸化修饰更相似.O-GlcNAc糖基化和磷酸化均修饰tau蛋白的丝氨酸和苏氨酸残基,通过改变O-GlcNAc糖基化供体底物浓度以及其关键酶活性等方法,改变分化后成神经细胞样的PC12细胞中的蛋白质O-GlcNAc糖基化修饰水平,然后用特异性识别不同位点磷酸化的tau蛋白抗体,进行蛋白质印迹分析来检测tau蛋白磷酸化水平的变化.结果发现细胞内蛋白质O-GlcNAc糖基化对tau蛋白磷酸化的影响,在不同的磷酸化位点其影响不同.增加蛋白质O-GlcNAc糖基化修饰导致tau蛋白大多数磷酸位点的磷酸化水平降低,反之亦然.这些结果说明,tau磷酸化在大多数位点受到O-GlcNAc糖基化修饰的负性调节.这一研究为阐明调节tau蛋白磷酸化水平的机理和阿尔茨海默病脑中tau异常过度磷酸化的分子机制提供了新的线索.