提高糖基化的酶蛋白可结晶性研究 *

糖基化修饰是一类重要的翻译后修饰,对蛋白质的表达调控,折叠,分泌和功能等方面发挥着关键作用.酶是由活细胞产生的具有高度特异性和高效催化性的生物催化剂,酶的糖基化修饰对其生物催化特性和稳定性具有重要影响.研究糖基化修饰对酶蛋白的影响机制需要获取糖基化酶蛋白的结构,X-射线晶体衍射学是获得结构信息的重要技术手段,在糖基化酶蛋白的晶体衍射研究中,复杂,多样,不均一的糖基化修饰限制了该类酶的晶体生长,这是影响糖基化的酶蛋白结构解析的关键瓶颈问题.因此,如何提高糖基化的酶蛋白可结晶性是当前蛋白质结构研究的热点和难点.糖苷酶的去糖基处理,糖基转移酶抑制剂的引入和异源表达体系优化等手段都是当前研究领域提高糖基化的酶蛋白可结晶性的重要策略,这些手段可以在避免损害糖基化的酶蛋白稳定性和催化活性的同时提高其均一性.     

N-乙酰氨基葡萄糖苷内切酶的功能与机制

N-乙酰氨基葡萄糖苷内切酶（endo-beta-N-acetylglucosaminidase,ENGase）广泛分布于各种生物中,主要通过降解错误折叠的糖蛋白,参与细胞和生命的调控。ENGase也是糖链编辑的有效工具酶,可专一性水解游离寡糖链及糖肽或糖蛋白上核心五糖的N-乙酰氨基葡萄糖（GlcNAc）之间的β-1,4糖苷键。其水解产物是寡糖链和一个GlcNAc,或带有一个GlcNAc的糖肽或糖蛋白。本文对ENGase的发现、分布、蛋白质结构、酶学反应及生物学功能进行阐述,为ENGase的生物学研究提供思路,为糖生物学与糖组学的应用研究奠定基础。     

基于胶体金标记米曲霉素的免疫层析试纸法快速筛查SLE

建立基于胶体金标记米曲霉素(AOL)的快速筛查系统性红斑狼疮(SLE)的免疫层析试纸法。

利用大肠杆菌BL21原核表达特异性识别核心岩藻糖基的AOL基因(FleA), 并进行纯化及胶体金标记。利用特异性识别IgG的Protein G以及胶体金标记的AOL共同建立快速筛查SLE的免疫层析试纸法(ICS)。

成功表达并纯化AOL重组蛋白, 并进行胶体金标记; 应用胶体金标记AOL的ICS检测SLE患者血清呈阳性反应, 而健康对照及其他自身免疫性疾病(类风湿关节炎、IgA肾病和结缔组织病等)呈阴性反应。

成功建立基于胶体金标记AOL的快速筛查SLE的ICS, 为SLE早期筛查提供了可靠依据。

     

糖蛋白组学研究技术进展及其应用

蛋白质的糖基化修饰与蛋白质功能密切相关,糖蛋白组学的相关研究已成为蛋白质组学研究的一个重要分支.本文在综述目前常用的糖蛋白组学技术方法的基础上,重点介绍了近两年出现的新技术策略及其应用.     

水稻N-糖酰胺酶基因 (OsPNGase A) 的克隆及在毕赤酵母中的分泌表达

N-聚糖酶是一类广泛应用于糖蛋白的N-糖基化修饰研究中的去糖基化酶。本研究通过RT-PCR从水稻中克隆了一个高GC含量(69.48%)的N-聚糖酶基因(Os PNGase A,XM_015775832),通过无缝克隆技术构建酵母分泌型表达载体p PICZ(α)A-Os PNGase A,在毕赤酵母SMD1168H中进行诱导表达,发酵液经DEAE Sepharose阴离子交换层析和His Trap HP金属离子螯合层析纯化,产量可达到12.3 mg/L,比活力为258 U/mg。SDS-PAGE结果显示,纯化的Os PNGase A为单一条带且与预期分子量一致。Os PNGase A能作用于水稻中重组表达的人转铁蛋白(TRF)、玉米中重组表达的鸡蛋抗生物素蛋白(Avidin)以及辣根过氧化物酶(HRP),并且对Avidin的酶切效果优于商业化的PNGase F。Os PNGase A反应的最适p H和温度分别为p H 6.0和40℃,在中性和碱性以及含有100 mmol/L还原剂β-ME和DTT的条件下仍具有活性。水稻Os PNGase A的成功表达为植物糖蛋白的研究提供一个新的工具酶,酵母分泌表达体系的建立为PNGase A的大量制备奠定了基础。     

糖基化3－磷酸甘油醛脱氢酶的分离纯化及糖基代位点的探讨

应用糖基化蛋白亲和层析技术对兔肌及人红细胞的３－磷酸甘油醛脱氢酶的分离分析表明,兔肌非糖基化ＧＡＰＤＨ的比活为１８０—２００单位,而糖基化ｇＧＡＰＤＨ的为４０—５０单位,并占该酶蛋白总量的４０％。人类红细胞糖基化ｇＧＡＰＤＨ的活力占其总活力的５５％左右。以上结果表明：哺乳动物体内存在糖基化３－磷酸甘油醛脱氢酶。由于（１）糖基化明显影响ＧＡＰＤＨ的活力;（２）糖基化酶活性部位的巯基（Ｃｙｓ－１４９）空间位置发生了改变;（３）糖基化影响活性部位的空间构象及（４）ＯＰＴ对糖基化及非糖基化酶的修饰无论在动力学上还是在ＫＩ淬灭时都有明显差异,因此,糖基化的位点可能与赖氨酸残基有关,并且接近或位于酶的活性部位。     

黏液性/浆液性胰腺囊性肿瘤囊液蛋白质糖基化差异表达研究

随着影像学技术的进步,胰腺囊性病变(恶性胰腺囊性病变包括黏液性囊腺瘤(mucinous cystic neoplasm,MCN)和导管内乳头状黏液瘤(intraductal papillary mucinous neoplasm,IPMN)以及黏液性囊腺癌(mucinous cystic adenocarcinoma,MCA)的检出率有所提高,但是区分囊性病变的良恶性仍然是一个难题.本研究根据外科手术病理结果及囊液液基细胞结果,从120例经CT或MRI方法诊断为胰腺囊性肿瘤患者中选取35例样本,其中胰腺黏液性囊腺瘤(MCN)组17例与浆液性囊腺瘤(serous cystic neoplasm,SCN)组18例,通过超声内镜下细针穿刺(endoscopic ultrasonography-guided fine needle aspiration,EUS-FNA)方法吸取囊液,采用凝集素芯片分析蛋白质糖链谱差异.经t检验结果表明,MCN组与SCN组相比,6种凝集素,STL、WGA、BPL、DBA、PTL-Ⅰ及MAL-Ⅰ,识别的糖链结构二者之间存在明显差异(P0.05),其中凝集素BPL、DBA、WGA、STL识别的糖链结构在MCN囊液中呈高表达(R2.0),例如DBA特异识别的Tn抗原表达的增多,可能与肿瘤上皮细胞分泌的黏蛋白增多密切相关.而凝集素PTL-Ⅰ、MAL-Ⅰ特异识别Galβ-1、4Glc NAc结构以及Gal NAcα-1、3Gal结构在MCN囊液中表达降低(R0.5).通过凝集素印记法检测了STL和BPL分别于MCN、SCN囊液中蛋白的结合情况,结果表明STL和BPL与囊液中的糖蛋白结合明显强于SCN组.本文通过比较MCN和SCN糖蛋白糖谱表达差异,寻找胰腺囊性肿瘤诊断和肿瘤良恶性评估的新方法,同时为探索胰腺囊性肿瘤发生发展机制和治疗的潜在靶点奠定基础.     

功能蛋白的O-糖基化和p38磷酸化共同参与调控单核细胞对血管内皮的粘附和侵袭

探讨单核细胞在炎症因子刺激下通过功能蛋白O-糖基化和p38 MAPK磷酸化、调控其对血管内皮的粘附和侵袭的分子机制。将IFN-γ与LPS体外共刺激后的THP-1细胞加至单层血管内皮细胞EA.hy926共培养,观察单核细胞对血管内皮的粘附和侵袭;并通过测量电阻变化来反应血管内皮通透性的改变。采用Western blot方法检测单核细胞THP-1中p38 MAPK磷酸化的变化,O-GLcNAc糖基转移酶（OGT）和O-GLcNAc糖基化蛋白表达量的变化。分析验证p38 MAPK抑制剂对IFN-γ与LPS诱导的单核细胞对血管内皮粘附和迁移的影响,同时检测OGT、O-GLcNAc糖基化蛋白差异表达的影响。结果显示,IFN-γ与LPS可以共作用促进THP-1对血管内皮的粘附和侵袭,降低血管内皮通透性。同时激活p38 MAPK,此过程与OGT及O-GLcNAc糖基化蛋白表达降低相关。采用p38抑制剂预处理,可逆转上述IFN-γ与LPS诱导的生物学变化。综上,在炎症反应中,单核细胞对血管内皮的粘附和侵袭力的变化受功能蛋白糖基化和磷酸化的双向调控。     

蒺藜皂苷对糖基化终产物形成及其诱导的内皮细胞功能障碍影响研究

本文探讨蒺藜皂苷(STT)对糖基化终产物(AGEs)形成及AGEs诱导的内皮细胞功能障碍的影响。以荧光法检测AGEs体外形成,MTT法检测细胞存活率,试剂盒方法检测细胞及培养上清液中的一氧化氮(NO)水平、诱导型NO合酶(iNOS)活力和超氧阴离子水平(O2-.)。结果显示STT促进AGEs形成,并加剧AGEs诱导的内皮细胞生长抑制,提高细胞NO分泌,增加iNOS活力和O2-.水平。与海可、替告皂苷元作用进行比较,发现STT的细胞损伤作用可能是海可皂苷元引起的。提示STT未能抑制体外AGEs形成,对AGEs引起的内皮细胞功能障碍无明显保护作用,反而可能通过增强iNOS酶活加剧细胞损伤。     

鸡α干扰素在毕赤酵母中的表达及糖基化对其表达的影响

目的:实现鸡α干扰素(ChIFNα)在毕赤酵母GS115中的表达,并考察糖基化对其表达的影响。方法:人工合成按照毕赤酵母偏好密码子优化的ChIFNα基因,克隆至分泌表达载体pPIC9,电转到毕赤酵母GS115中进行表达。利用定点突变对ChIFNα基因序列中4个糖基化位点进行缺失,SDS-PAGE分析N-糖基化对毕赤酵母表达ChIFNα的影响。结果:ChIFNα在GS115中获得了表达,在摇瓶发酵条件下,表达量为35.2 mg/L;构建了缺失1~4个糖基化位点的4个突变体,在GS115中实现了表达,分析表达结果显示,与未突变的ChIFNα对照相比,突变体的糖基化程度和表达量都有大幅度下降。结论:N-糖基化对于毕赤酵母表达ChIFNα具有重要影响,无糖基化的ChIFNα在毕赤酵母中表达量极低。