結構特異N-糖蛋白質組學研究進展

畢 明，田志新

(同濟大學化學科學與工程學院，上海 200092)

蛋白質是構成生物有機體的重要大分子物質，參與生命活動。在線粒體內經基因編碼后，蛋白質序列翻譯完成，但還要經過高爾基體的翻譯后修飾(PTMs)。翻譯后修飾是蛋白質重要的化學修飾，經翻譯后修飾的蛋白質在調節活性和其他生物分子相互作用等方面具有功能性作用。翻譯后修飾包括磷酸化修飾、糖基化修飾和泛素化修飾等。糖基化修飾在蛋白質折疊[1]、細胞粘附[2]、信號傳導[3]等生命活動中發揮重要作用。真核生物中，一半以上的蛋白質可以發生糖基化形成糖蛋白，其中90%是N-糖蛋白[4]。N-連接糖中的N-乙酰葡萄糖胺連接在天冬酰胺的N原子上，其中天冬酰胺滿足氨基酸序列Asn-X-Thr/Ser/Cys(X≠Pro)。構成N-連接糖的單糖種類多達700多種，在結構上，多種序列和連接方式使得N-連接糖的糖型復雜、異構體多；在位點上，相同的N-連接糖可以修飾同一蛋白的不同位點，同一位點也可以修飾不同結構的N-連接糖，具有宏觀和微觀不均一性。對N-連接糖的生物合成過程研究表明，初始糖型為Glc3Man9GlcNAc2，而后在多種糖苷酶的作用下剪切或連接上其他單糖，形成最終糖型[5]。N-連接糖的結構種類可以分為高甘露糖型、復雜型和雜合型，示于圖1。這3類糖型共同享有核心五糖結構(Man3GlcNAc2)，底部為N-乙酰葡萄糖胺與天冬酰胺連接，頂部為2個并列的甘露糖，其余單糖可連接在甘露糖上形成天線結構，天線數量可以是2、3或4。高甘露糖型在核心結構上只連接甘露糖或者葡萄糖；……