干货分享||糖基化修饰系列报道一
APT官网 · 2017/05/05
各位看官对糖基化修饰的知识了解多少呢?又是否对O糖、N糖傻傻分不清楚呢?

相对于磷酸化、乙酰化修饰等相对较为简单的PTM来讲,糖基化修饰稍显复杂和多样,各位看官对糖基化修饰的知识了解多少呢?是否又对O糖、N糖傻傻分不清楚呢?没关系,今天小编带您一起走进糖的世界,一起揭开糖基化修饰的神秘面纱。


糖基化修饰主要发生在内质网和高尔基体。主要过程是将糖基在糖基转移酶作用下将糖链转移至蛋白质,和蛋白质上的氨基酸残基形成糖苷键,经过一系列转运、糖链末端的剪切,修饰和岩藻糖化或者唾液酸化等完成糖基化蛋白质的组装(以N糖基化的组装过程为例,见图1)。  

(图谱来源于The Immunoregulatory Roles of Antibody Glycosylation)


今天先简要介绍一下糖基化的分类,根据氨基酸和寡糖链糖苷键链接的不同,可分为四大类:


1.以丝氨酸(ser),苏氨酸(Thr)和羟赖氨酸的羟基为连接点,形成O-链接糖苷型。O-糖基化位点不具有保守性的蛋白特征序列,且存在多种核心结构。O-糖链的单糖组成通常较为简单,但连接方式和亚型繁多,因此结构较为复杂。


2.以天冬酰胺(Asn)的酰胺基、N末端氨基酸的α -氨基或精氨酸的ω- 氨基等为连接点,形成N-连接糖基。N-糖基化位点修饰具有保守的氨基酸序列NX-S/T,其中X为除脯氨酸意外的其他氨基酸。且寡糖链也是较为规则的,有一个五糖核心和0-4个天线分叉组成的较为保守的糖链结构。


N-糖苷键型主要有三类寡糖链:

① 高甘露糖型,由GlcNAc和甘露糖组成;

② 复合型:除了GlcNAc和甘露糖外、还有果糖、半乳糖、唾液酸;

③ 杂合型,包含①和②的特征。主要代表糖型可见如下图谱展示:

以其中一种糖型为例:天线末端和糖型骨架分别如下:


3.色氨酸残基上的C-糖基化(C-linked)。此类糖基化较为罕见,目前仅在为数不多的天然产物中发现。此过程是通过C-C 键将甘露呋喃糖基连接到色氨酸吲哚环的C2上,这种修饰作用很少有实验证实.


4.以半胱氨酸的羟基为连接点的糖肽键。


以上四类糖基化修饰中,其中以连接于天冬酰胺(Asparagine, Asn) 残基酰胺氮的N- 连接糖链 (或称 N- 糖基化)在真核生物中广为存在,也是研究最为深入的一种糖基化方式。糖基化修饰对于维持蛋白质正确折叠,在识别、细胞分化、发育、信号转导、免疫应答、以及新陈代谢等各种生命活动方面都起着重要的作用;多种疾病中均伴随着蛋白质糖基化异常的发生。


既然如此重要,那糖基化修饰的研究方法有哪些呢?是否能像磷酸化,乙酰化修饰做大规模的检测呢,技术路线又如何?如果大家比较感兴趣,可以持续关注中科新生命公众号!


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