Man5GlcNAc2哺乳动物甘露糖型糖蛋白的毕赤酵母表达系统构建

蛋白的糖基化对蛋白的活性、高级结构及功能都有重要的影响。酵母表达的糖蛋白不同于哺乳动物表达的杂合型或复杂型糖蛋白,而是高甘露糖型或过度甘露糖化糖蛋白。在前期成功敲除毕赤酵母α-1,6-甘露糖转移酶(Och1p)基因、阻断毕赤酵母过度糖基化,获得毕赤酵母过度糖基化缺陷菌株GJK01 (ura3、och1) 的基础上,通过表达不同物种来源的α-1,2-甘露糖苷酶I (MDSI) 的活性区与酵母自身定位信号的融合蛋白,并通过DSA-FACE (基于DNA测序仪的荧光辅助糖电泳) 分析筛选报告蛋白HSA/GM-CSF (人血清白蛋白与粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子融合蛋白) 的糖基结构,发现当编码酿酒酵母α-1,2-甘露糖苷酶 (MnsI) 基因的内质网定位信号与带有完整C-端催化区的拟南芥MDSI基因融合表达时,毕赤酵母工程菌株能够合成Man5GlcNAc2哺乳动物甘露糖型糖蛋白。这为在酵母体内合成类似于哺乳动物杂合型或复杂型糖基化修饰的糖蛋白奠定了基础。     

重构酿酒酵母N-糖基化途径生产人源化糖蛋白

【目的】为了在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中生产人源化的糖蛋白,必须对N-糖基化途径进行基因工程改造。作者通过敲除一些酵母N-糖基化途径中的特异性糖基转移酶,得到一株可以用于继续表达人类糖基转移酶的重组菌,并通过生长适应性进化技术回复其细胞生长能力。【方法】首先运用酵母遗传学和分子生物学技术敲除酿酒酵母的α-1,3-甘露糖基转移酶基因(ALG3)、α-1,6-甘露糖基转移酶基因(OCH1)和α-1,3-甘露糖基转移酶基因(MNN1)。采用蔗糖酶(invertase)活性染色实验初步检测N-糖链的变化,然后通过高效液相色谱和甘露糖苷酶酶切实验对其糖链结构进行鉴定。重组菌通过在高温条件下进行生长适应性进化,筛选出生长能力回复突变的菌株。【结果与结论】构建了Δalg3Δoch1Δmnn1菌株得到人类糖基化中间体Man5GlcNAc2,并对上述三缺陷型菌株进行适应性进化提高其细胞生长能力和环境适应能力。此外,作者还发现,该重组菌存在少量Man6GlcNAc2结构的糖链。经体外α-1,2-甘露糖苷酶切处理后,糖链Man5GlcNAc2和Man6GlcNAc2均转化为Man3GlcNAc2,表明形成Man3GlcNAc2之后的甘露糖之间均通过α-1,2-糖苷键连接。Δalg3Δoch1Δmnn1菌株的构建获得了生产人源化糖蛋白的酿酒酵母表达系统,为进一步糖基化改造和工业应用提供了良好的基础。     

Man8GlcNAc2糖基化的酿酒酵母菌株的构建

酿酒酵母糖蛋白的N-糖基化经过高尔基体的修饰后形成聚合度约150-200的甘露寡糖,高尔基体N-糖基化的糖基转移酶Mnn1p和Och1p在甘露寡糖的形成过程中起关键作用。通过同源重组置换敲除了酵母中的MNN1和OCH1基因阻断高尔基体N-糖基化修饰,分离纯化了mnn1 och1突变株中的N-糖蛋白,糖酰胺酶PNGaseF酶解释放的N-糖链经过2-氨基吡啶衍生后,利用HPLC和MALDITOF/MS结合的方法分析了突变株糖蛋白上的N-糖链。结果显示mnn1 och1突变株中的糖蛋白的N-糖链为结构单一的糖链,分子量为1794.66,推测为Man8GlcNAc2。     

凝集素芯片技术检测糖蛋白方法的建立及初步应用

建立了凝集素芯片技术检测糖蛋白的方法,对实验条件进行了优化,应用凝集素芯片初步检测分析了Chang?蒺s liver正常肝细胞总蛋白中的糖蛋白糖链构成．将凝集素ConA、GNA固定于环氧化修饰的玻片表面,用Cy3标记标准糖蛋白RNaseB,利用凝集素识别特异糖链的原理建立凝集素芯片检测糖蛋白的方法．摸索出最佳封闭剂是含1% BSA的磷酸缓冲液,最佳孵育时间及温度为3 h和室温,最佳孵育缓冲液为含1% BSA和0.05% Tween-20的磷酸缓冲液,并用甘露糖抑制实验验证了凝集素芯片结合的特异性．用包含10种凝集素的芯片,成功解析了标准糖蛋白RNaseB、Fetuin的糖链构成,证实了凝集素芯片检测糖蛋白糖链的可行性．最后用凝集素芯片初步检测分析了Chang?蒺s liver正常肝细胞总蛋白中的糖蛋白糖链构成,发现 Chang's liver正常肝细胞总蛋白中的糖蛋白可能有多价 Sia或GlcNAc、terminalα-1,3 mannose、GalNAc、Galβ-1,4GlcNAc这些糖链结构的存在．蛋白质糖基化是一种重要的翻译后修饰,它在微生物感染、细胞分化、肿瘤转移、细胞癌变等生命活动中起着重要作用,因此近年来蛋白质的糖基化研究受到广泛的重视,但由于缺乏一种简便、快速、高通量的检测手段,蛋白质糖基化修饰的研究发展缓慢．凝集素芯片技术的出现实现了对糖蛋白的快速、准确、高通量的检测 分析．     

基于超滤膜辅助的糖蛋白全N-连接糖链的富集和质谱解析

糖基化作为一种常见的蛋白质翻译后修饰,对蛋白质的空间结构、生物功能等具有重要的影响.解析糖蛋白糖链结构有助于更清楚地认识糖蛋白及其功能.本研究建立了一种基于超滤膜富集血清中糖蛋白全N-连接糖链,并利用质谱技术对糖链结构进行分析的方法.根据糖蛋白及其糖链结构之间的分子质量差异,利用Millipore公司的10 ku超滤膜富集血清糖蛋白上酶解(PNGase F)释放的全N-连接糖链,并使用MALDI-TOF/TOF-MS解析糖链结构.通过该技术可以从血清中富集并鉴定到23种独特的N-连接的糖链结构,并且利用二级质谱进行了结构确认.该方法可以被用于从大量生物样本中富集糖蛋白全N-连接糖链,可以达到快速、高通量地解析糖蛋白N-连接糖链的目的.     

糖蛋白的糖形（续）

糖蛋白的糖形（续）王克夷（中国科学院上海生物化学研究所,上海２０００３１）３．糖形和糖蛋白功能研究［２、５］糖蛋白上糖链的功能是多方面的。粗略他说,糖链的功能可归结为４个方面：一是作为没有糖基个性的一种亲水的信号,进而影响到整个糖蛋白的亲水和疏水的平...     

液相色谱-电喷雾质谱法分析牛胰核糖核酸酶B酶解肽谱,糖基化位点及糖型

糖蛋白分析一直是蛋白质分析鉴定的难点, 为建立准确灵敏的糖蛋白分析方法。采用液相色谱电喷雾质谱法（ＬＣＥＳＩＭＳ） 对糖蛋白———牛胰核糖核酸酶Ｂ（ＲＮａｓｅ Ｂ）的酶解肽谱进行分析, 证实其一级结构。通过比较糖苷酶处理酶解肽段前后的肽谱, 确定糖基化位点, 并通过串联质谱（ ＭＳ／ＭＳ） 解析了Ａｓｎ 连接的糖型结构及去糖后肽段的氨基酸序列。糖型结构经α甘露糖苷酶处理和质谱分析确定为高甘露糖型。此外, 还对糖型不均一造成的几种糖肽进行了相对定量。这一方法在ｐｍｏｌ 水平上, 同时分析糖蛋白的一级结构和糖结合位点及糖型, 对含Ｎ糖链的糖蛋白的分析具有普遍意义。     

基于MegaBACE 1000的荧光(marker)开发

MegaBACETM 1000 DNA测序仪是由美国Pharmacia公司生产的一种高通量的DNA测序仪,利用这套测序仪,可以进行DNA测序、遗传分析等相关研究。但该公司生产的用于遗传分析的DNA标记物（marker）（ET550-R Size Standards）价格不菲,出于节省成本的考虑,自行开发了荧光标记物,经过验证,这个标记完全可以在MegaBACE 1000 DNA测序仪上使用。利用这套标记物和自己开发的标记物识别软件,构建了一套基于MegaBACE 1000 DNA测序仪的改良的、高通量的AFLP操作流程。     

蛋白质的糖组学研究进展

蛋白质的糖组学主要研究单个个体所包含的所有糖蛋白上聚糖的结构、功能等生物学作用。糖组学的出现使人类可以更深刻理解第三类生物信息大分子——聚糖在生命活动中的作用。目前,糖组学的发展仍处于初步阶段,基于DNA测序仪的荧光糖电泳、糖芯片等新技术的出现和质谱技术的应用对糖组学研究起到了很大的推动作用。     

Man8GlcNAc2糖基化的酿酒酵母菌株的构建

酿酒酵母糖蛋白的N-糖基化经过高尔基体的修饰后形成聚合度约150-200的甘露寡糖,高尔基体N-糖基化的糖基转移酶Mnn1p和Och1p在甘露寡糖的形成过程中起关键作用。通过同源重组置换敲除了酵母中的MNN1和OCH1基因阻断高尔基体N-糖基化修饰,分离纯化了mnn1 och1突变株中的N-糖蛋白,糖酰胺酶PNGaseF酶解释放的N-糖链经过2-氨基吡啶衍生后,利用HPLC和MALDITOF/MS结合的方法分析了突变株糖蛋白上的N-糖链。结果显示mnn1 och1突变株中的糖蛋白的N-糖链为结构单一的糖链,分子量为1794.66,推测为Man₈GlcNAc₂。