杏耀黑内幕

  糖基化（也参见化学糖基化）是碳水化合物（即糖基供体）与另一分子（糖基受体）的羟基或其他官能团连接的反应。在生物学中，糖基化主要特别指将聚糖附着到蛋白质或其他有机分子上的酶促过程。这种酶促过程产生了一种在细胞中发现的基本生物聚合物（以及DNA，RNA和蛋白质）。糖基化是共翻译的一种形式翻译后修改。聚糖在膜和分泌蛋白中发挥多种结构和功能作用。^[1]在粗面内质网中合成的大多数蛋白质经历糖基化。它是一种酶定向的位点特异性过程，与糖化的非酶促化学反应相反。糖基化也作为O- GlcNAc修饰存在于细胞质和细胞核中。Aglycosylation是工程化抗体绕过糖基化的特征。^{[2] [3]产生}五类聚糖：

• N-连接的聚糖与天冬酰胺或精氨酸侧链的氮连接。N-连接糖基化需要参与称为多萜醇磷酸盐的特殊脂质。

• 与丝氨酸，苏氨酸，酪氨酸，羟赖氨酸或羟脯氨酸侧链的羟基 氧连接的O-连接聚糖，或与脂质如神经酰胺上的氧连接

• 磷酸聚糖通过磷酸丝氨酸连接;

• C-连接的聚糖，一种罕见的糖基化形式，其中糖被添加到色氨酸侧链的碳上

• glypiation，它是GPI锚的添加，通过聚糖连接将蛋白质与脂质连接起来。

• 目的

• 糖基化是碳水化合物与靶大分子（通常是蛋白质和脂质）共价连接的过程。该修改提供各种功能。^[4] 例如，某些蛋白质不能正确折叠，除非它们是糖基化的。^[1] 在其他情况下，蛋白质不稳定，除非它们含有与某些天冬酰胺的酰胺氮连接的低聚糖 残留物。糖基化对糖蛋白折叠和稳定性的影响是双重的。首先，高溶解性聚糖可具有直接的物理化学稳定作用。其次，N-连接的聚糖介导内质网中糖蛋白折叠的关键质量控制检查点。^[5] 糖基化还通过称为凝集素的糖结合蛋白在细胞间粘附（免疫系统细胞所采用的机制）中发挥作用，凝集素识别特定的碳水化合物部分。^[1]糖基化是许多基于糖蛋白的药物（如单克隆抗体）优化的重要参数。^[5]糖基化也是ABO血型系统的基础。存在或不存在糖基转移酶决定了呈现哪种血型抗原，因此表现出什么样的抗体特异性。这种免疫学作用可能很好地推动了聚糖异质性的多样化，并为病毒的人畜共患传播创造了障碍。^[6] 此外，病毒通常使用糖基化来保护潜在的病毒蛋白免受免疫识别。一个重要的例子是人类免疫缺陷病毒的包膜尖峰的密集聚糖屏蔽。^[7]

• 总的来说，糖基化需要通过形成它的可能的进化选择压力来理解。在一个模型中，多样化可以纯粹被视为内生功能（例如细胞贩运）的结果。然而，更有可能的是，通过逃避病原体感染机制（例如，螺杆菌附着于末端糖残基）来驱动多样化，并且然后内源地利用多细胞生物体内的多样性。

• 糖蛋白多样性

• 糖基化增加了蛋白质组的多样性，因为几乎糖基化的每个方面都可以被修饰，包括：

• 糖苷键 - 聚糖连接的位点

• 聚糖组合物 - 与给定蛋白质连接的糖类型

• 聚糖结构 - 可以是未支化的或支链的糖链

• 聚糖长度 - 可以是短链或长链寡糖

• 机制

• 有许多糖基化机制，尽管大多数有共同的特征：

• 与糖化不同，糖基化是酶促过程。实际上，糖基化被认为是最复杂的翻译后修饰，因为涉及大量的酶促步骤。

• 供体分子通常是活化的核苷酸糖。

• 该过程是非模板化的（与DNA 转录或蛋白质翻译不同）; 相反，细胞依赖于将酶分离到不同的细胞区室（例如，内质网，高尔基体中的池中）。因此，糖基化是位点特异性修饰。

• 类型

• N-连接糖基化

• 主要文章：
  N-连接糖基化

• N-连接的糖基化是非常普遍的糖基化形式，并且对于许多真核糖蛋白的折叠以及细胞 - 细胞 - 细胞 - 细胞外基质附着是重要的。该ñ -连接的糖基化过程发生在真核生物内质网腔，并广泛应用于古，但在很少的细菌。除了它们在蛋白质折叠和细胞附着中的功能外，蛋白质的N-连接聚糖还可以调节蛋白质的功能，在某些情况下可以作为开/关开关。^[9]

• O-连接糖基化

• ø -连接的糖基化的糖基化是一种形式发生在真核细胞中的高尔基体，，但也发生在古细菌和细菌。

• 磷酸丝氨酸糖基化

• 木糖，岩藻糖，甘露糖和GlcNAc 磷酸丝氨酸 聚糖已在文献中报道。仅在盘基网柄菌（Dictyostelium discoideum），墨西哥利什曼原虫（Leishmania mexicana）中的甘露糖和克氏锥虫（Trypanosoma cruzi）中的木糖中发现了岩藻糖和GlcNAc 。甘露糖最近报道了一种脊椎动物，即小鼠，Mus musculus，细胞表面层粘连蛋白受体α营养不良⁴。有人认为，这种罕见的发现可能与从低等脊椎动物到哺乳动物高度保守的α营养不良的事实有关。^[11]

• C-甘露糖基化

• 将甘露糖加入到序列W-X-X-W中的第一个色氨酸残基中（W表示色氨酸; X是任何氨基酸）。 血小板素是最常见的C- 甘露糖基化之一，因为糖与碳而不是活性原子如氮或氧相连。最近，含有该糖基化类型的蛋白质的第一晶体结构已被确定，即人补体组分8，的PDB：3OJY。

• GPI锚的形成（glypiation）

• Glypiation是一种特殊形式的糖基化，其特征在于形成GPI锚。在这种糖基化中，蛋白质通过聚糖链与脂质锚连接。（另见prenylation。）

• 化学糖基化

• 糖基化也可以使用合成有机化学工具实现。与生物化学过程不同，合成糖化学很大程度上依赖于保护基团^[12]（例如4,6-O-亚苄基）以实现所需的区域选择性。化学糖基化的另一个挑战是立体选择性，即每个糖苷键具有两个立体结果，α-/β或顺式 - 反式。通常，α-或顺式 - 糖苷对合成更具挑战性。^[13]新的方法已经被基于溶剂的参与或双环锍离子的形成为手性辅助基团开发的。^[14]

• 临床

• 据报道，人类已有超过40 种糖基化障碍。^[15]这些可分为四组：蛋白质N-糖基化障碍，蛋白质O-糖基化障碍，脂质糖基化障碍和其他糖基化途径障碍以及多种糖基化途径。对于任何这些疾病都没有有效的治疗方法。其中80％会影响神经系统。^{[ 引证需要 ]}

• 对治疗效果的影响

• 据报道，哺乳动物糖基化可以改善生物治疗药物的治疗功效。例如，在HEK 293平台中表达的重组人干扰素γ的治疗功效针对抗药性卵巢癌细胞系得到改善。

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最后编辑时间为: 2020-03-31 00:32 Tuesday