本期導讀
糖基化修飾介紹
糖基化修飾功能
糖基化修飾在細胞中生成、加工過程
兩種主要糖基化類型介紹：O-和N-糖基化
一、
糖基化修飾蛋白質的糖基化是一種最常見的蛋白翻譯后修飾，是在糖基轉移酶作用下將糖類轉移至蛋白質和蛋白質上特殊的氨基酸殘基形成糖苷鍵的過程。研究表明70%人類蛋白包含一個或多個糖鏈1%的人類基因組參與了糖鏈的合成和修飾。
二、糖基化修飾功能
在參與糖基化形成的過程中,糖基轉移酶和糖苷酶扮演了重要的角色。糖基化的結果使不同的蛋白質打上不同的標記,改變多肽的構象,增加蛋白質的穩(wěn)定性。
三、糖基化修飾加工過程
糖基化修飾主要發(fā)生在內質網(wǎng)和高爾基體。主要過程是將糖基在糖基轉移酶作用下將糖鏈轉移至蛋白質，和蛋白質上的氨基酸殘基形成糖苷鍵，經(jīng)過一系列轉運、糖鏈末端的剪切，修飾和巖藻糖化或者唾液酸化等完成糖基化蛋白質的組裝（以N-糖基化為例，見圖1）
圖1. N-糖基加工過程
四、糖基化修飾分類
哺乳動物中蛋白質的糖基化類型主要可分為兩種：N-糖基化和O-糖基化。大多數(shù)糖蛋白質只含有一種糖基化類型。但是有些蛋白多肽同時連有N-糖鏈和O-糖鏈。
1. N-糖基化
N-糖鏈通過與蛋白質的天冬氨酸的自由NH2基共價連接,將這種糖基化稱為N-糖基化。N-連接的糖鏈合成起始于內質網(wǎng)(ER),完成于高爾基體。
圖2. N-糖基化修飾結構
N-糖基化生成加工過程
N-糖鏈合成的第一步是將一個14糖的核心寡聚糖添加到新形成多肽鏈的特征序列為Asn-X-Ser/Thr(X代表任何一種氨基酸)的天冬酰胺上,天冬酰胺作為糖鏈受體。核心寡聚糖是由兩分子N-乙酰葡萄糖胺、九分子甘露糖和三分子葡萄糖依次組成,第一位N-乙酰葡萄糖胺與ER雙脂層膜上的磷酸多萜醇的磷酸基結合,當ER膜上有新多肽合成時,整個糖鏈一起轉移。寡聚糖轉移到新生肽以后,在ER中進一步加工,依次切除三分子葡萄糖和一分子甘露糖。在ER形成的糖蛋白具有相似的糖鏈,由Cis面進入高爾基體后,在各膜囊之間的轉運過程中,原來糖鏈上的大部分甘露糖被切除,但又由多種糖基轉移酶依次加上了不同類型的糖分子,形成了結構各異的寡糖鏈。血漿等體液中蛋白質多發(fā)生N-糖基化,因此N-糖蛋白又稱為血漿型糖蛋白。
2. O-糖基化
O-糖鏈與蛋白質的絲氨酸或蘇氨酸的自由OH基共價連接。O-糖基化位點沒有保守序列,糖鏈也沒有固定的核心結構,組成既可是一個單糖,也可以是巨大的磺酸化多糖,因此與N-糖基化相比,O-糖基化分析會更加復雜。
圖3. O-糖基化修飾結構
O-糖基化生成加工過程
O-糖基化在高爾基體中進行,通常第一個連接上去的糖單元是N-乙酰半乳糖,連接的部位為Ser、Thr或Hyp的羥基,然后逐次將糖殘基轉移上去形成寡糖鏈,糖的供體同樣為核苷糖,如UDP-半乳糖。O-糖蛋白主要存在于黏液和免疫球蛋白等。
