糖基转移酶超家族在肿瘤转移中的作用

蛋白质的糖基化修饰主要包括N-连接糖基化、O-连接糖基化和糖基磷脂酰肌醇锚定连接.与核酸和蛋白质不同,糖链的合成过程并不遵循传统的基因信息传递的中心法则,主要由一系列催化糖苷键形成的糖基转移酶完成.异常糖基化修饰被认为与恶性肿瘤的发生发展和临床预后密切相关.研究表明,糖基转移酶的表达及其糖链结构的异常可通过调节肿瘤细胞与细胞外基质的相互作用,继而影响肿瘤转移的关键步骤,如上皮间质转化(E-钙黏着蛋白、N-钙黏着蛋白)、细胞的移动性(整合素β1和α5)、侵袭(基质金属蛋白酶MMPs)、浸润(唾液酸化Lewis抗原sLeX和sLeA).本文主要就唾液酰基转移酶、岩藻糖基转移酶和N-乙酰氨基葡萄糖转移酶等三大糖基转移酶家族的结构和生物学功能及其在肿瘤转移中的作用作一综述,以期为肿瘤转移的预测和诊断提供新思路.     

糖组学在乳腺癌中的研究进展

乳腺癌仍是备受关注的世界性健康问题,在女性人群中有较高的发病率和致死率.蛋白质的糖基化修饰是一种重要的翻译后修饰,糖基化的改变已被证明与生物学过程密切相关.异常表达的糖链是肿瘤细胞的主要特征之一,对肿瘤的发生、发展,特别是癌细胞的浸润、转移起重要作用.本文从参与调节肿瘤细胞代谢,破坏细胞间黏着,在循环系统中维持肿瘤细胞活性、增强癌细胞与血管内皮细胞黏着及促进血管生成等方面系统阐述了O-连接型N-乙酰葡糖胺、唾液酸化的Lewis抗原、黏蛋白型O-聚糖及包含多聚N-乙酰乳糖胺的β1-6GlcNAc分支型N-糖链等几种异常表达糖链在肿瘤细胞浸润、转移过程中的作用.最后,本文从糖组学角度讨论了与肿瘤相关的异常表达的糖链、糖蛋白、糖基转移酶及针对糖抗原的抗体在乳腺癌临床中的应用前景.     

常见致病菌糖基转移酶的结构与功能

糖基转移酶(glycosyltransferases,GTs)将糖基从活化的供体转移到糖、脂、蛋白质和核酸等受体,其参与的蛋白质糖基化是最重要的翻译后修饰(post-translational modifications,PTMs)之一。近年来越来越多的研究证明,糖基转移酶与致病菌毒力密切相关,在致病菌的黏附、免疫逃逸和定殖等生物学过程中发挥关键作用。目前,已鉴定的糖基转移酶根据其蛋白质三维结构特征分为3种类型GT-A、GT-B和GT-C,其中常见的是GT-A和GT-B型。在致病菌中发挥黏附功能的糖基转移酶,在结构上属于GT-B或GT-C型,对致病菌表面蛋白质(黏附蛋白、自转运蛋白等)进行糖基化修饰,在致病菌黏附、生物被膜的形成和毒力机制发挥具有重要作用。糖基转移酶不仅参与致病菌黏附这一感染初始过程,其中属于GT-A型的一类致病菌糖基转移酶会进入宿主细胞,通过糖基化宿主蛋白质影响宿主信号传导、蛋白翻译和免疫应答等生物学功能。本文就常见致病菌糖基转移酶的结构及其糖基化在致病机制中的作用进行综述,着重介绍了特异性糖基化高分子量(high-molecular-weight,HMW)黏附蛋白的糖基转移酶、针对富丝氨酸重复蛋白(serine-rich repeat proteins,SRRP)糖基化修饰的糖基转移酶、细菌自转运蛋白庚糖基转移酶(bacterial autotransporter heptosyltransferase,BAHT)家族、N-糖基化蛋白质系统和进入宿主细胞发挥毒力作用的大型梭菌细胞毒素、军团菌(Legionella)葡萄糖基转移酶以及肠杆菌科的效应子NleB。为揭示致病菌中糖基转移酶致病机制的系统性研究提供参考,为未来致病菌的诊断、药物设计研发以及疫苗开发等提供科学依据和思路。     

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。     

miR-10b对MCF10A细胞表达N-糖链 及O-糖链的影响

蛋白质糖基化是蛋白质翻译后修饰之一,对蛋白质功能有重要的调节作用,而异常糖基化在肿瘤的发生、发展以及癌细胞转移过程中起到关键作用.MiRNAs在癌症的发生发展过程中同样起到非常关键的作用,但其如何影响糖基化进而在肿瘤恶性转化过程中发挥生物学功能的研究甚少.本文将miR-10b在人正常乳腺上皮细胞MCF10A中过表达,利用糖类相关基因芯片系统筛选了发生显著变化的糖基转移酶;随后利用本实验室建立的N-糖链及O-糖链测定方法,分析糖链水平的表达差异;最后对关键糖基转移酶基因Fut8、MGAT3及OGT通过荧光定量PCR、蛋白质免疫印迹和凝集素免疫印迹进行了验证,为研究miR-10b在乳腺癌中的作用提供更多糖组学方面的理论基础.     

α-1,6岩藻糖基转移酶的研究进展

当细胞糖蛋白的糖链发生α-1,6岩藻糖基化时,这种改变直接关系到细胞一系列的生物学特性。本就α-1,6岩藻糖基转移酶编码基因及其蛋白质的结构与表达特征,其底物蛋白的糖链结构,与肿瘤及白细胞黏附缺陷症等疾病的关系诸方面予以综述。     

细胞膜表面糖链结构与肿瘤转移的关系

连接在天冬酰胺上的N-糖链,连接在丝氨酸和苏氨酸上的O-糖链,连接在丝氨酸上的糖胺聚糖,连接在脂类物质上的糖脂等糖基化修饰在真核细胞表面普遍存在,并调节了细胞的各种功能,它们不仅参与生命活动中正常的生理生化活动,而且于疾病的发生发展密不可分。肿瘤细胞表面糖基异常化,如糖链在表达水平上的差异以及特殊糖链结构的出现,均与肿瘤细胞的侵袭和转移有密切关系。本综述主要介绍了肿瘤细胞糖基化的改变:一些主要的糖基化结构如β1,6分支和唾液酸的表达的增加会使某些肿瘤细胞的迁移能力增强。同时对引起这种变化的作用机制进行了介绍,提出一些潜在的抗肿瘤研究靶点,为肿瘤糖生物学的深入研究提供参考。     

昆虫细胞内N-糖基化途径及人源化糖蛋白表达

虽然昆虫杆状病毒表达系统在蛋白表达领域得到了广泛的应用, 但由于不能表达复杂的末端唾液酸化的N-糖链, 使得该系统在生物制药行业的应用受到了很大的限制。通过比较哺乳动物细胞和昆虫细胞内糖基化途径可知, 其起始步骤一致, 之后再发生分化, 主要表现为3方面, 即昆虫细胞内缺乏哺乳动物细胞所具备的N-乙酰葡萄糖氨转移酶II、 半乳糖基转移酶/N-乙酰氨基半乳糖转移酶、α-2,3-唾液酸转移酶和α-2,6-唾液酸转移酶等延长N-糖链的糖基转移酶; 另外, 昆虫细胞内具有能够特异性地将蛋白质末端的N-乙酰氨基葡萄糖残基从GlcNAcMan3GlcNAc(±α3/6-Fuc)GlcNAc上切除的N-乙酰氨基葡萄糖苷酶及核心α-1,3-岩藻糖基转移酶。本文从上述异同出发, 综述了克服昆虫细胞内不能表达人源化糖蛋白这一缺陷所进行的N-糖基化途径的改造研究--主要集中在昆虫细胞内GlcNAcase的抑制和昆虫细胞内GnT2, GalT/ GalNAcT, ST3及ST6等基因的导入等方面, 结果表明经改造的昆虫细胞可表达人源化糖蛋白, 这将极大地拓宽昆虫杆状病毒表达系统的应用领域。本文还探讨了选择特殊细胞系及特殊培养条件以在昆虫细胞内表达唾液酸化蛋白的可行性。     

糖基转移酶在神经系统中的作用

神经系统的发育及其正常功能的维持受到精确的控制,其调控异常导致的神经系统疾病成为危害健康的重要因素。研究神经系统的发育及其疾病发生的分子机制是生命科学的热点。糖基转移酶是一组催化糖链合成及糖链与蛋白质或者脂质形成复合物的酶类。糖基转移酶可以调节神经细胞表面多种蛋白质及脂质的糖基化,参与神经系统的发生及多种疾病发病过程的调控。对糖基转移酶在神经系统发育和疾病中的作用做一综述。     

Recent advances in the study of Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus replication and pathogenesis

It has now been over twenty years since a novel herpesviral genome was identified in Kaposi's sarcoma biopsies. Since then, the cumulative research effort by molecular biologists, virologists, clinicians, and epidemiologists alike has led to the extensive characterization of this tumor virus, Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus(KSHV; also known as human herpesvirus 8(HHV-8)), and its associated diseases. Here we review the current knowledge of KSHV biology and pathogenesis, with a particular emphasis on new and exciting advances in the field of epigenetics. We also discuss the development and practicality of various cell culture and animal model systems to study KSHV replication and pathogenesis.     

A Unique Protease Cleavage Site Predicted in the Spike Protein of the Novel Pneumonia Coronavirus (2019-nCoV) Potentially Related to Viral Transmissibility

正Dear Editor,In December 2019, a novel human coronavirus caused an epidemic of severe pneumonia(Coronavirus Disease 2019,COVID-19) in Wuhan, Hubei, China(Wu et al. 2020; Zhu et al. 2020). So far, this virus has spread to all areas of China and even to other countries. The epidemic has caused 67,102 confirmed infections with 1526 fatal cases     

Curcuminoids as inhibitors of thioredoxin reductase: A receptor based pharmacophore study with distance mapping of the active site

Curcumin is the yellow pigment of turmeric that interacts irreversibly forming an adduct with thioredoxin reductase (TrxR), an enzyme responsible for redox control of cell and defence against oxidative stress. Docking at both the active sites of TrxR was performed to compare the potency of three naturally occurring curcuminoids, namely curcumin, demethoxy curcumin and bis-demethoxy curcumin. Results show that active sites of TrxR occur at the junction of E and F chains. Volume and area of both cavities is predicted. It has been concluded by distance mapping of the most active conformations that Se atom of catalytic residue SeCYS498, is at a distance of 3.56 from C13 of demethoxy curcumin at the E chain active site, whereas C13 carbon atom forms adduct with Se atom of SeCys 498. We report that at least one methoxy group in curcuminoids is necessary for interation with catalytic residues of thioredoxin. Pharmacophore of both active sites of the TrxR receptor for curcumin and demethoxy curcumin molecules has been drawn and proposed for design and synthesis of most probable potent antiproliferative synthetic drugs.     

The structure, reproduction and taxonomy of Vidalia and Osmundaria (Rhodophyta, Rhodomelaceae)

Comprises species occurring mostly in subtidal habitats in tropical, subtropical and warm-temperate areas of the world. An analysis of the type species, V. spiralis (Sonder) Lamouroux ex J. Agardh, a species from Australia, establishes basic characters for distinguishing species in the genus. These characters are (1) branching patterns of thalli, (2) flat blades that may be spiralled on their axis, (3) width of the blade, (4) primary or secondary derivation of sterile and fertile branchlets and (5) position of sterile and fertile branchlets on the thalli. Application of the latter two characters provides an important basic method for separation of species into three major groups. Osmundaria , a genus known only in southern Australia, was studied in relation to Vidalia , and its separation from the Vidalia assemblage is not accepted. Species of Vidalia therefore are transferred to the older genus name, Osmundaria. Two new species, Osmundaria papenfussii and Osmundaria oliveae are described from Natal. Confusion in the usage of the epithet, Vidalia fimbriala Brown ex Turner has been clarified, and Vidalia gregaria Falkenberg, described as an epiphyte on Osmundaria pro/ifera Lamouroux, is revealed to be young branches of the host, Osmundaria prolifera.     

New or rare chromosome counts in Artemisia L. (Asteraceae, Anthemideae) and related genera from Kazakhstan

Fifteen chromosome counts of six Artemisia taxa and one species of each of the genera Brachanthemum, Hippolytia, Kaschgaria, Lepidolopsis and Turaniphytum are reported from Kazakhstan. Three of them are new reports, two are not consistent with previous counts and the remainder are confirmations of very scarce (one to four) earlier records. All the populations studied have the same basic chromosome number, x = 9, with ploidy levels ranging from 2x to 6x. Some correlations between ploidy level, morphological characters and distribution are noted.