β1,4半乳糖基转移酶的生物学功能研究进展

β1,4半乳糖基转移酶(β4Gal T)是近年来研究最多的糖基转移酶之一。其家族共有7个成员,为β4Gal T1~β4Gal T7。它们一般定位在高尔基体上,将半乳糖苷基团从UDP-半乳糖苷转移到N-乙酰葡糖胺或其他糖基受体上。不同家族成员的结构和组织分布不同,其功能也不一样。目前的研究表明,β1,4半乳糖基转移酶在胚胎发育、神经系统发育、免疫及炎症反应、肿瘤的发生发展等各种生命活动中都发挥着重要作用。     

细胞表面半乳糖基转移酶及其生物学功能

根据mRNA转录子的大小,β-1,4-半乳糖基转移酶分为短型和长型两类半乳糖基转移酶.短型的位于高尔基体的成熟面.长型的主要表达在细胞表面,通过与相邻细胞表面或细胞外基质上的适当的糖苷底物的结合介导细胞-细胞和细胞-基质间的相互作用,如精子发生、精卵结合、早期胚胎细胞间粘附、次生滋养层巨细胞迁移和神经轴突向外生长等,或作为胞外寡糖链配基的信号传递受体影响G蛋白信号途径.另外,表面半乳糖基转移酶通过调节表皮生长因子受体信号传导能力向胞内传递生长抑制信号,在细胞增殖控制中起重要作用.     

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。     

综述: 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．     

β-1,4-半乳糖基转移酶家族的研究进展

β-1,4-半乳糖基转移酶是近年来糖基转移酶中研究得最多的一种。随着新成员的不断发现和克隆,进一步探求其重要生物学功能已成为研究热点。目前研究结果表明该酶与受精过程,细胞黏附和转移,癌细胞转移,表皮细胞增殖及细胞信号传导等重要生物学功能密切相关。     

葛根糖基转移酶蛋白肽段序列的分离与鉴定

目的:分离鉴定葛根糖基转移酶蛋白肽段序列.方法:从野葛根部提取糖基转移酶,分离后对符合糖基转移酶分子量大小的5条蛋白条带进行酶解,经过高效液相色谱分离纯化后,电喷离子化质谱测定获得蛋白.结果:共获得440蛋白,发现有明确功能的蛋白有325个;具有催化活性的蛋白质有247个.根据报道的糖基转移酶分子量和等电点分布的特点,筛选出6个可能为糖基转移酶的蛋白.结论:初步推测葛根糖基转移酶的蛋白肽段序列,为其在葛根素生物合成中的作用研究奠定基础.     

β-1,4半乳糖基转移酶-I在大鼠坐骨神经损伤后的表达变化

目的分析β-1,4半乳糖基转移酶-I(β-1,4-galactosyltransferase I,β-1,4-GalT-I)mRNA在正常和损伤坐骨神经髓鞘上的定位及其表达变化.方法采用RT-PCR方法,分析β-1,4-GalT-I在小鼠坐骨神经中的表达水平.将RT-PCR扩增的β-1,4-GalT-I片段,克隆到pGEM-T载体中.采用体外转录的方法合成地高辛标记的正、反义β-1,4-GalT-I RNA探针.通过原位杂交及图像分析的方法,分析β-1,4-GalT-I mRNA在正常和损伤大鼠坐骨神经的定位及其表达变化.结果检测到β-1,4-GalT-I在大鼠坐骨神经的髓鞘中有表达,并在坐骨神经损伤后1～2d内表达最高,随后表达下降.结论提示β-1,4-GalT-I可能在周围神经最主要的胶质细胞-施万细胞中表达,并在周围神经损伤后发生表达变化,这样为进一步分析β-1,4-GalT-I在周围神经再生中的调控机制奠定基础.     

老兵又谱新传——新的糖基化方式、新的功能

在自然界中 ,糖类分子无所不在。虽然仍是那么一些单糖 ,但是在新的糖基转移酶作用下 ,以新的糖基化方式出现 ,就产生了新的功能。1.引子传统的概念是糖基转移酶定位在内质网和高尔基体中 ,它们的功能是合成糖苷键 ,在一组糖基转移酶的协同下 ,可以形成糖链。后来在哺乳动物精子的表面发现了半乳糖基转移酶 ,人们认识到糖基转移酶及其相关的糖链还可以参与细胞之间的识别和粘着。此后不仅在精子表面 ,而且在神经细胞表面也发现了一些糖基转移酶[1] 。在细胞质中发现Ｏ ＧｌｃＮＡｃ的糖基化及其对应的糖基转移酶和糖苷水解酶以后 ,极大地拓…     

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.     

N-乙酰氨基葡萄糖转移酶-V过表达对人肝癌细胞迁移及粘附分子表达的影响

为了探讨转染N-乙酰氨基葡萄糖转移酶Ⅴ(GnT-V)正义cDNA后对7721细胞迁移影响及其机制,我们研究了GnT-V/7721和pcDNA3/7721(对照组)两株细胞的迁移力及其与侵袭转移能力密切相关的细胞表面重要粘附分子整合蛋白和E-钙粘蛋白的表达情况.通过琼脂滴法检测两株细胞的迁移力;间接免疫荧光法测定细胞表面整合蛋白α5和β1的含量及用RT-PCR方法检测细胞整合蛋白α5和β1的mRNA水平;免疫细胞化学ABC法检测了细胞E-钙粘蛋白表达水平;Western杂交方法检测β-连环蛋白含量.结果发现,7721细胞经转染GnT-V cDNA后,迁移力明显增高;整合蛋白α5亚基的含量比对照组增加2.9倍;β1亚基未见明显变化.α5亚基mRNA水平为对照细胞的2.1倍,β1亚基的mRNA含量无明显改变.GnT-V/7721细胞E-钙粘蛋白及β-连环蛋白表达也有不同程度的升高.本文结果提示与N-糖链加工有关的GnT-V过表达,可促进7721细胞表面整合蛋白的表达以及E-钙粘蛋白β-连环蛋白的表达,从而增加肿瘤细胞的迁移能力.