天然产物糖基化修饰及应用
摘要：天然产物广泛存在于自然界中，其数量种类繁多且结构复杂多样，具有许多生理与药理活性。糖基化修饰能增加天然产物结构和功能的多样性，已成为当今新药开发的研究热点。本文简单介绍了天然产物糖基化的基本概念，以及天然产物糖基化修饰的研究方法和在各方面的应用。
关键词：天然产物，糖基化，修饰方法，应用
天然产物广泛存在于自然界中，其数量种类繁多且结构复杂多样，许多天然产物活性成分现在已经作为治疗各类疾病的药物，还有一些作为潜在的药物，具有抗炎抑菌、抗病毒、抗氧化、抗肿瘤、抗辐射和免疫调节等诸多活性，已成为国内外天然药物开发利用研究的热点。糖基化反应可以使许多外源化合物的理化性质与生物活性发生较大的变化，例如将不溶于水的化合物转变为水溶性化合物，降低化合物的毒性，增强稳定性等[1]。本文对天然产物糖基化修饰和应用作简单综述。
糖基化是生物细胞中最重要的反应之一，与多种生理病理过程有直接关系。在微生物和植物的次级代谢过程中，糖基化也是重要的反应，即生物为了使有机分子更有效地发挥作用而进行的一种结构修饰[2]。这种天然的修饰存在于多种生物学活性不一样的天然化合物中，包括抗生素、抗癌药物、激素、甜料、生物碱以及黄酮等多种代谢产物[3]。
1 天然产物简介
天然产物是指动物、植物、、海洋生物和体内的组成成分或其代谢产物以及人和动物体内许许多多内源性的化学成分统称作天然产物，其中主要包括、、、、各种酶类、、寡糖、、、、、木质素、维生素、、、蜡、、挥发油、、糖苷类、萜类、、、、醌类、、、鞣酸类、抗生素类等天然存在的化学成分。
1.1植物源天然产物成分
来源于植物界的有效成分主要有黄酮类、类、多糖类、挥发油类、醌类、萜类、木脂素类、香豆素类、皂苷类、强心苷类、酚酸类及氨基酸与酶等。
1.2微生物及其发酵液天然产物成分
微生物是包括细菌、病毒、以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体，它个体微小，却与人类生活密切相关。能够提供有效成分的主要是真核生物中的真菌与藻类，以及其他（发酵）产物。来源于微生物及发酵液的有效成分主要有、酶类、抗生素类、色素类、氨基酸类、有机酸类、醇酮类、维生素类、核酸类等等。
1.3海洋天然产物有效成分
海洋占地球表面积的71%，生物量约占地球生物总量的87%，生物种类20多万种，是地球上最大的资源能源宝库，目前人们对海洋生物的认识仍相当有限，利用率仅1%左右。到目前为止海洋天然产物有效成分主要有甾醇、萜类、、不饱和脂肪酸、多糖和糖苷、大环、聚醚类化合物和多肽等。
2 糖基化的机制
糖基化是在酶的作用下，在蛋白质或脂质等生物大分子上附加糖类的过程，常发生于。在生物细胞中，糖基化是糖基转移酶(glycosyhransferase)以糖基供体和受体(亲核物质)为底物，把糖基供体转移到受体上的过程。特定的受体分子包括蛋白、核酸、寡糖、脂和其他小分子物质。糖基供体是核苷二磷酸活化形式(NDP-)的各种糖基，主要是一些NDP-六碳糖，其中UDP-葡萄糖最为常见。另外还包括一些NDP-脱氧六碳糖以及许多稀有的NDP-糖胺等[4]。
糖基与不同糖基受体的结合不仅能大大增加天然产物的结构多样性，在功能上，这些糖组分通常参与靶细胞的分子识别，直接或间接影响到化合物的生物学活性[5]。
2.1 糖基化的修饰及应用
糖基化可以改善化合物的水溶性，且通常直接参与天然产物与靶点的相互作用，去糖基化的天然产物生物活性会受到很大影响，因而糖基化修饰在天然产物生物活性中起到重要的作用。
经糖基化后，蛋白质分子表面的糖链可对蛋白质分子的结构产生深远的影响。糖基化可增加蛋白质对于各种变性条件(如变性剂、热等)的稳定性，防止蛋白质的相互聚集。同时，蛋白质表面的糖链还可覆盖蛋白质分子中的某些蛋白酶降解位点，从而增加蛋白质对于蛋白酶的抗性[6]。
研究结果表明，蛋白质表面的糖链可增加蛋白质分子的溶解性。据报道，当天然的来普汀通过糖基化工程连接上5个N-连接糖链时，其溶解度增加了15倍[7]。来普汀是一种非糖基化的蛋白，与控制体重有关。利用糖基化工程制备来普汀五个糖链的类似物(GE—LeptinL4-58)，与使用重组人来普汀(rHuLeptin)相比，利用GE-LeptinL4-58处理肥胖小鼠可以减掉更多的体重并可以维持更长时间。进一步研究表明，对正常小鼠，10倍量的rHuLeptin依然不能赶上使用GE—LeptinL4-58减轻的体重。
经研究，氯霉素经糖基化修饰后其水溶性显著增加，并且促进了药物的吸收利用，同时降低了原药的毒副作用。
据报道，重组人红细胞生成素的高度糖基化类似物，具有与重组人红细胞生成素类似的结构和稳定性，但是由于其33和88位各增加了一个N-糖基化位点，所以该药物在鼠和犬体内的半衰期延长了3倍，目前，该产品已经研制成功并上市[7]。
另有报道，糖基化的IL-3可以被细胞外基质捕获并缓慢释放到循环系统中，其血浆半衰期延长了2倍，从而使骨髓中组氨酸羧化酶活性的能力提高了30%-40%。
3 天然产物糖基化修饰的研究
随着越来越多的糖基合成基因簇及糖基转移酶基因被鉴定, 研究者开始尝试组合使用这些功能元件来获得新糖基修饰的天然产物。
3.1体内(In vivo)基因工程方法改造糖基侧链修饰
3.1.1 体内基因缺失技术
研究糖基合成基因功能经典的策略就是对糖基合成基因进行缺失,通过检测突变株中积累的代谢产物结构的变化来鉴定突变基因的功能。
杰多霉素(Jadomycin)是委内瑞拉链霉菌(Streptomyces venezuelae ISP5230)在乙醇刺激等特殊环境压力产生的一种非典型角蒽环类抗生素。当缺失糖基合成基
因jadO (NDP-糖2,3-脱水酶)后，令人意外地产生了一种新糖基修饰产物6-脱氧-L-altrose修饰杰多霉素(图1)。理论上jadO 缺失突变株积累的中间体糖基应该为NDP-4-酮基-6-脱氧-D-葡萄糖，推测该中间体糖可被下游JadU (异构酶)和JadV (酮基还原酶)继续催化生成NDP-6-脱氧-L-altrose，继而被糖基转移酶JadS识别生成新糖基修饰的产物，该结果也表明JadS对糖基底物具有一定的宽容性。类似的情况在Urdamycin、Methymycin 等中也有报道[8]。
图1 体内基因缺失技术改造红霉素和杰多霉素糖基侧链修饰Fig.1 Formation of new glycosylated derivatives of erythromycin and jadomycin
by gene inactivation
此外, 通过缺失GTs 也是获得不同糖基侧链化合物的常用途径，该方法常用于含有多个GT 的天然产物合成途径。
Landomycin A 是Streptomyces cyanogenus S136产生的一种含有六糖侧链的角蒽环类抗生素，该六糖侧链由4 个GT（糖基转移酶）负责合成。通过分别缺失其合成途径中的3 个GT 基因lanGT1、lanGT4和lanGT3 获得了多种含不同糖基侧链的Landomycin 衍生物[9]。
Zhang等近来鉴定了Tiacumicin B (产生菌为Dactylosporangium aurantiacum subsp. Hamdenensis NRRL 18085)的生物合成基因簇，通过对其合成途径中的两个GT编码基因tiaG1 和tiaG2 分别进行缺失，获得了多种不同糖基侧链的Tiacumicin 衍生物，同时该工作表明TiaG1 和TiaG2 对非天然的糖基底物具有一定的识别利用能力[10]。
这些工作的深入开展，不仅可以从体内鉴定糖基合成基因以及GTs 编码基因的功能，还可以发现具有宽泛糖基底物识别能力的糖基转移酶和糖基合成酶，为合成新结构糖基以及新糖基修饰天然产物打下坚实的基础。
3.1.2 体内组合生物合成技术
体内组合生物合成技术主要是通过对糖基合成途径进行代谢工程改造，来获得新糖基修饰产物。
红霉素(Erythromycin)是红色糖多孢菌(Saccharopolyspora erythraea)产生的一种大环内酯类抗生素，缺失其碳霉糖糖基转移酶(Mycarosyltransferase)基因eryBV，然后在该突变株中表达外源GT（糖基转移酶）oleandrosyltransferase(OleG2, 来源于Oleandomycin 合成途径)，成功获得了新糖基修饰产物3-O-L-rhamnosyl erythronolide[11]。
在Sac.erythraea SGT2中表达多杀菌素合成途径中GT SpnP (Forosaminyltransferase)，同时外源添加多杀菌素假配糖体(Spinosyn
pseudoaglycon)，最终获得了新糖基修饰多杀菌素17-O-α-L-mycarosyl-spinosyn A[12]，说明SpnP可以识别异源宿主菌所合成的糖基NDP-L-mycarose，并修饰至多杀菌素假配糖体上。
这些工作提示我们：当原始宿主无法合成目标糖基时，可选择目标糖基产生菌进行遗传改造，除去其天然配糖体产生能力，再通过外源添加拟修饰的配糖体，可实现天然产物糖基侧链结构改造。
为了更方便快捷地在不同宿主中合成新的糖基，Salas等构建了一系列糖基合成载体(Sugar bisynthesis plasmids)。他们首先使用PCR方法扩增糖基合成所需各个基因，再使用特定的限制性酶切位点将各个基因进行连接，构建获得一个游离型载体，并使用红霉素抗性基因启动子ermEp*来启动这些糖基合成基因的表达[13]。对这些糖基合成载体的改造也非常容易，为合成特定的目标糖基，可通过引入或剔除不同功能的糖基合成基因，快速构建目标糖基的合成途径。Salas 等对Oleandomycin (Streptomyces antibioticus ATCC11891 产生)中L-oleandrose 合成基因进行重新整合得到载体pLN2 (图2)。
图2 糖基合成载体的构建以及运用糖基合成载体来对8-Demethyltetracenomycin
C (8-DMTC)进行新糖基侧链修饰改造
Fig. 2 Construction of sugar cassette plasmids and generation of new glycosylated 8-demethyltetracenomycin C(8-DMTC) derivatives by using these sugar cassette
plasmids
由于pLN2 含有NDP-L-olivose合成所需的所有基因，推测可以合成NDP-L-olivose。并以此载体为基础根据不同糖基合成途径构建了NDP-D-olivose，NDP-Lrhamnose，NDP-L-rhodinose 的合成载体。重组菌Streptomyces albus 16F4 含有Elloramycin 配糖体8-Demethyltetracenomycin C (8-DMTC)的合成基因，同时含有GT ElmGT 的编码基因。将上述4 个载体导入S. albus 16F4，分析重组菌代谢产物，成功检测到上述4 种不同糖基修饰的8-DMTC 衍生物，从而证明了所构建的糖基合成载体在体内可以合成目标糖基，同时也表明ElmGT 具有较为宽泛的糖基底物识别能力。
3.2 体外(In vitro)酶学法改造糖基侧链及应用
为了深入细致地研究各种糖基合成基因以及GTs 的功能，人们开始把目光投向体外酶学的研究，并在此基础上发展出了天然产物糖基侧链体外酶学改造法。体外酶学改造法的实现，首先是需要从体外合成活化的底物NDP-糖，表达具有底物宽容性的GTs，进而建立酶学水平的糖基转移反应，最终获得新糖基修饰的天然产物。
经典体外酶学法对天然产物进行糖基侧链改造：体外制备不同种类NDP-糖并纯化GTs，具有底物宽容性的GTs 催化配糖体和不同NDP-糖基发生连接反应，从而对天然产物进行糖基侧链改造(图3A)。这种策略首先成功应用于酒霉素/苦霉素(Methymycin/picromycin)以及万古霉素(Vancomycin)等糖基修饰改造[14]。
图3A：糖基转移酶催化的经典反应
Fig. 3A：Classical reaction catalyzed by GTs
运用糖基转移酶催化的逆向反应进行天然产物糖基侧链修饰改造：在刺孢霉素(Calicheamicin) 中GT CalG1 的研究工作中，Thorson 等发现CalG1 可以催化糖基转移的逆向反应，即在TDP（胸苷二磷酸）存在的条件下，CalG1 催化已发生糖基修饰的天然产物发生去糖基化反应，生成对应的TDP-糖和配糖体[15](图3B)。
图3B：CalG1 催化糖基转移逆向反应并可同时催化对新糖基的转移反应
Fig.3B:CalG1 catalyzed reverse glycosyl transfer reaction and glycosyl transfer
reaction toward new TDP-sugar
4 常见的天然产物糖基化修饰及应用
4.1 黄酮类化合物的糖基化修饰
黄酮类化合物是多种药用植物的有效成分，以游离态或与糖结合为苷的形式广泛存在于自然界中，由于大多数黄酮苷元及部分黄酮苷类在水相中溶解度低，限制了其制剂的开发，同时复杂的结构也给利用化学合成方法进行结构修饰带来了巨大挑战。将来源于自然界的植物细胞、微生物和游离酶对黄酮类化合物进行糖基化修饰，可在糖基连接位置、糖基种类以及糖基数目等方面实现定向转化，因此目前对黄酮类化合物进行分子修饰主要是以糖基化反应来改善其水溶性[16]。
已报道槲皮素可被多种糖基转移酶及微生物细胞进行糖基化反应，糖基化位置分别是槲皮素3、7、3位和4位羟基[17]。Ko等以来源于蜡状芽孢杆菌的糖基转移酶对槲皮素进行糖基化反应，糖基化位置在槲皮素3位及7位羟基，分别得到槲皮素-3-O-葡萄糖苷和槲皮素-7-O-葡萄糖苷。
Ko等[18]以来源于蜡状芽孢杆菌的糖基转移酶对染料木素进行糖基化反应，糖基化位置在染料木素7位羟基。染料木素的7位或4位羟基经糖基修饰后具有防止紫外线损伤、抑制黑素瘤细胞的生长、提高生物利用率、降低谷丙转氨酶及提高抗癌活性等作用。
4.2 维生素类化合物的糖基化修饰
维生素B l和它的一、二、三磷酸盐广泛存在于自然界，特别是作为脱羧酶、转羟乙醛酶、转酮醇酶、羰基裂解酶等的组成部分的二磷酸盐。
大多数维生素B1的衍生物是人工合成的，Suzuki等[19]于1994年首次用曲霉蛋白酶对维生素B1进行生物转化，得到维生素B1-β-D-半乳糖。该实验室分别由糊精和维生素B1在嗜热脂肪芽孢杆菌环状糊精葡萄糖基转移酶和根霉葡糖淀粉酶的作用下，以及由β-硝基苯基-D-2-脱氧-2-乙酰-吡喃葡萄糖和维生素B1在曲霉蛋白酶β-N-乙酰己醣胺的作用下合成了维生素B1的第二和第三种糖基化产物(维生素B1-α-D-吡喃葡萄糖和维生素B1-β-D-2-脱氧-2-乙酰-吡喃葡萄糖)。维生素B1的糖基化产物，尤其是维生素B1-α-葡萄糖苷，可以作为一种食品添加剂、化妆品添加剂或应用于制药。
4.3甾体类化合物的糖基化修饰
洋地黄毒苷元糖基化后其药理活性更强，副作用更小。Kawaguchi等[20]用夹竹桃科的旋花羊角拗Strophanthus gratus(Wal1. et Hook. ex Benth.) Baill.和S.amboensis DC. 混合悬浮细胞培养，将洋地黄毒苷元同时羟化和糖基化，生成洋地黄毒苷的异构体17-β-H-杠柳苷元-β-D-葡萄糖洋地黄毒苷。
4.4核苷类化合物的糖基化修饰
Suzuki等[19]以黑曲霉菌中的α-葡糖苷酶对腺苷进行生物转化，得到O-葡糖基-核苷，5’-O-( α-D-吡喃葡糖苷)腺苷。他们发现利用含有乳糖和阿糖胞苷的单一掷孢酵母菌培养基可以有选择性地大量生产1-β-D-吡喃阿糖胶-胞嘧啶(阿糖胞苷)、{3’-O-(β-D-吡喃葡糖苷)-阿糖胞苷和3’-O-[β-D-吡喃葡糖苷-(1→4) –β-D-吡喃葡糖苷]-阿糖胞苷}，这是一种重要的抗癌药物的两种新衍生物。
5 讨论
糖基化在天然产物化学中的应用已取得不凡的成就，而且其工业发展潜力非常巨大。
来源于自然界的植物细胞、微生物和游离酶对天然产物进行糖基化修饰，可在糖基连接位置，糖基种类以及糖基数目等方面实现定向转化。这为以天然活性成分为先导化合物，通过生物转化方法寻找和开发新药提供了行之有效的途径。
但是目前人们对天然产物糖基化的研究还多集中于生物催化的生物、植物细胞及其酶的筛选上，对生物转化的机制、酶的分离及酶的性质研究还不多，生物转化的底物选择性、立体选择性的深入的规律性研究就更少，还很难达到有目的地进行定向转化的应用境地。可喜的是，随着现代分析技术、现代生物技术(尤其是分子生物学与结构生物学)的飞速发展，这些新兴技术已经开始渗透到传统的生物转化研究中来。可以预见，糖基化的研究将是今后生物转化的研究热点与发展趋势；生物转化也将与化学方法更紧密地结合。我们有理由相信，随着研究的深入，生物催化剂的数量和多样性会激增，糖基化将在天然药物研究与开发中发挥更为重要的作用。
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蛋白质修饰位点预测详 解 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
蛋白质修饰位点分析目录
（特别提示:ctrl+单击目录下的标题链接，可以跟踪标题；ctrl+单击标题后的图标 可以返回目录） 实验目的 找出“人类connexin43”蛋白质上面的所有可能磷酸化位点，并说明为什么（注释） 找出“人类血红蛋白”上面的糖基化位点，注释结果 实验平台 uniprot数据库: (查看蛋白的修饰情况) 预测未知蛋白磷酸化位点 DISPHOS: PhosphoSitePlus:
预测未知蛋白的糖基化修饰位点 N型糖基化位点预测： O型糖基化位点预测： 实验过程 一、“人类connexin43”蛋白质磷酸化位点修饰 1、“人类connexin43”蛋白质序列下载 蛋白序列： 2、uniprot数据库查看蛋白磷酸化位点 网站链接： 3、在线软件预测指定蛋白磷酸化位点 （1）DISPHOS 预测未知蛋白磷酸化位点 网站链接： 开始预测 结果
DISPHOS由蛋白序列预测蛋白磷酸修饰位点，总共有37个丝氨酸修饰位点，13个苏氨酸修饰位点，16个酪氨酸修饰位点。但是根据打分，只有8个丝氨酸修饰位点可能存在。 （2）PhosphoSitePlus预测指定蛋白磷酸化位点 网站链接： 开始预测 结果 筛选参考文献来源多于5篇的磷酸化修饰位点，丙氨酸磷酸化修饰位点数目为1、丝氨酸为17、苏氨酸数目为1、酪氨酸数目为7。 4、“人类connexin43”蛋白质磷酸修饰结论 在线数据库查询和在线软件预测结果基本一致，“人类connexin43”蛋白质磷酸位点数量相对一般蛋白质较多，且丝氨酸磷酸修饰位点最多。“人类connexin43”蛋白质极有可能是一种活性较高的蛋白质，与机体的生物活性显着相关。 通过各种文献阅读和网络筛选发现connexin43蛋白质是一种哺乳动物连接蛋白，是主要的细胞缝隙连接蛋白，其表达的异常与多种疾病的发生有关。 二、“人类血红蛋白”糖基化位点修饰 Ncbi下载人类血红蛋白的蛋白序列保存为：
期末考核 课程：Glycobiology 蛋白质糖基化研究进展 姓名：马春 学号：2013113022 班级：生命科学与技术基地班 时间：2016.1.1
蛋白质糖基化研究进展 马春 （西北大学生命科学学院，陕西西安，710069） 摘要：糖基化修饰是生命活动中最广泛、最复杂、也是最重要的蛋白质翻译后修饰之一，不仅影响着蛋白质的空间构象、生物活性、运输和定位，而且在分子识别、细胞通信、信号转导等特定生物过程中发挥着至关重要的作用。本文综述了糖基化的分类、在生命体中的作用、糖基化位点分析及糖链分析方法等。 关键词：蛋白质糖基化;分析方法 生命体是一种极其复杂且动态变化的有机系统，不断发生着各种生物化学反应，进行新陈代谢，并协调、控制各部分生物功能的发挥。蛋白质是生命体内各种生化反应的载体和生物功能的执行者，如分子识别、信号转导、免疫应答等。蛋白质功能的正常发挥保证着生命有机系统正确、有序、高效地运转。基因在转录和翻译后产生具有特定序列的氨基酸长链，即蛋白质的前体，再经过共价修饰、折叠、卷曲并形成特定的空间构象后，成为具有正常功能的成熟蛋白质。而共价修饰在这个成熟过程中发挥着重要的调节作用。不仅如此，蛋白质成熟后的许多关键功能，特别是涉及控制、调节等方面的功能，都是通过共价修饰实现的。这些发挥重要功能的共价修饰，就是蛋白质翻译后修饰它们使蛋白质的结构更为合理、功能更为完善、调节更为精细、作用更为专一。翻译后修饰可以发生在蛋白质的任一位点上，并且种类繁多，目前有文献报道的翻译后修饰就多达数百种，常见的有碟酸 化修饰、糖基化修饰、乙醜化修饰等。 蛋白质糖基化修饰是最广泛、最复杂、最重要的翻译后修饰之一，据推断有超过的蛋白质都发生了糖基化修饰。这些糖蛋白广泛分布于生命体中，特别是在细胞膜上和体液中含量丰富，大部分膜蛋白和分泌蛋白都是糖蛋白。糖基化修饰不仅影响蛋白质的空间构象、生物活性、运输和定位，而且在分子识别、细胞通信、信号转导等特定生物过程中发挥着至关重要的作用。 1 糖基化类型 糖蛋白中的糖部分被称为聚糖。而己糖则是聚糖中最常见的组分。包括葡萄糖、半乳糖和甘露糖以及他们的一些简单修饰形式，如葡萄糖的α-羟基被酰化氨基取代生成N-乙酰葡糖胺。根据蛋白质被糖类修饰形式的不同可以把蛋白质糖基化分成以下四类： 1.2 N位糖基化 聚糖与天冬酰胺侧链的酰胺氮连接而修饰蛋白质。在动物细胞中，与天冬酰胺连接的糖，几乎都是N-乙酰葡糖胺，而且连接方式总是β构型。N 位糖基化根据其末端精细结构的不同又可分为高甘露糖型、复合型和杂合型。在N位糖基化中Asn-Xaa-Ser ／ Thr（Xaa 是除Pro外的任何氨基酸）被认为是N位糖基化的先决条件，不过少数情况下Asn-Xaa-Cys 序列也可以糖基化。 1.1 O位糖基化： 聚糖与丝氨酸或苏氨酸残基上的氧连接来修饰蛋白质。此糖基化多发生在临近脯氨酸的丝氨酸或苏氨酸残基上,但并没有发现特异的序列作为糖基化位点.O位多聚糖以逐步加接
1.2蛋白质糖基化类型与特点 蛋白质的糖基化是一种最常见的蛋白翻译后修饰,是在糖基转移酶作用下将糖类转移至蛋白质,和蛋白质上特殊的氨基酸残基形成糖苷键的过程。研究表明,70%人类蛋白包含一个或多个糖链,1%的人类基因组参与了糖链的合成和修饰。哺乳动物中蛋白质的糖基化类型可分为三种:N-糖基化、0-糖基化和GPI糖基磷脂酰肌醇锚。大多数糖蛋白质只含有一种糖基化类型,但是有些蛋白多肽同时连有N-糖链、O-糖链或糖氨聚糖。 (l) N-糖基化:糖链通过与蛋白质的天冬氨酸的自由NH 基共价连接,将这种 2 糖基化称为N-糖基化。N-连接的糖链合成起始于内质网(ER),完成于高尔基体。N-糖链合成的第一步是将一个14糖的核心寡聚糖添加到新形成多肽链的特征序列为Asn-X-Ser/Thr(X代表任何一种氨基酸)的天冬酰胺上,天冬酰胺作为糖链受体。核心寡聚糖是由两分子N-乙酰葡萄糖胺、九分子甘露糖和三分子葡萄糖依次组成,第一位N-乙酰葡萄糖胺与ER双脂层膜上的磷酸多萜醇的磷酸基结合,当ER膜上有新多肽合成时,整个糖链一起转移。寡聚糖转移到新生肽以后,在ER 中进一步加工,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链,由Cis面进入高尔基体后,在各膜囊之间的转运过程中,原来糖链上的大部分甘露糖被切除,但又由多种糖基转移酶依次加上了不同类型的糖分子,形成了结构各异的寡糖链。血浆等体液中蛋白质多发生N-糖基化,因此N-糖蛋白又称为血浆型糖蛋白。 (2) O-糖基化:糖链与蛋白质的丝氨酸或苏氨酸的自由OH基共价连接。0-糖基化位点没有保守序列,糖链也没有固定的核心结构,组成既可是一个单糖,也可以是巨大的磺酸化多糖,因此与糖基化相比,0-糖基化分析会更加复杂。0-连接的糖基化在高尔基体中进行,通常第一个连接上去的糖单元是N-乙酰半乳糖,连
生物类似药糖基化相似性评价中的审评思考 糖基化作为一种重要的翻译后修饰，造成了蛋白类药物分子结构上的多样性和异质性，对有效性、安全性和药动学性质都有重要影响。糖基化是生物类似药和参照药相似性评价的难点之一。本文以单克隆抗体药物为例，介绍蛋白类药物糖基化表征的常用方法以及审评工作中生物类似药糖基化表征的技术考虑，为研发单位开发生物类似药以及监管机构对糖基化相关的技术审评提供参考。近年来，蛋白类药物由于在肿瘤、关节炎、糖尿病、心血管疾病等适应证上，显示出了作用靶点特异、疗效突出、安全性好等优点，极大满足了病患需求，已经成为药物研发的最重要领域之一［1］。然而，蛋白类创新药物由于巨大的研发成本，且价格高昂，严重影响了药物的可及性。各国监管机构纷纷出台政策法规指导和鼓励生物类似药的研发。2015年国家药品监督管理局药品审评中心发布了《生物类似药研发与评价技术指导原则》后，国内迎来了生物类似药的研发热潮，目前已陆续有相关产品获批上市。蛋白类药物由于多数采用哺乳动物细胞表达体系，细胞内存在着复杂的翻译后修饰和酶类反应，造成了表达产物在糖基化分子结构的多样性，生产工艺和细胞株的微小变化都可能导致目的蛋白糖修饰基团结构上的明显差异，因此，生物类似药基本上无法做到与原研产品在糖基化分子结构上完全一致［2－3］。相对于小分子药物，现有科学研究对单抗等大分子蛋白药物的分子结构与功能的认知仍然存在局限。目前对大分子药物之间的相似性评价方面往往需要综合药学、动物和人体等试验数据，结构和质量的相似性研究的深度和程度决定了开展人体临床评估的必要性和程度。各国监管机构鼓励研发企业采用最新的分析技术手段对原研药和生物类似药的结构进行深入研究，证明与原研药的“相似性”。 蛋白糖基化是一种重要的翻译后修饰，造成了蛋白药物糖基化修饰分子结构上的多样性和异质性。蛋白糖基化对蛋白的免疫原性和有效性有重要影响［4］，被普遍认为是治疗性蛋白药物最重要的关键质量属性( CQA) 之一。细胞基质和生产工艺的变化都可能影响终产品蛋白的糖基化修饰的组成和结构［5－6］。因此，研发单位需要对不同研发阶段的蛋白药物进行全面深入的表征，保证生产工艺的一致性、产品的安全性、生物类似药和原研药的可比性。本文将以
万方数据
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?１４０?董方，等．平分型Ｇ１ｃＮＡｃ糖基化修饰的生物学功能 蛋白分选的负性调节信号ｎ２１。 ３．３生殖发育调控 人类精子缺乏ＭＨＣＩ类分子，使其易于被ＮＫ细胞溶解。而ＭＨｃＩ阴性的肿瘤细胞通过在肿瘤细胞表面表达足量的平分型Ｎ一聚糖，而阻断ＮＫ细胞的溶解作用。因此，精细胞也可能通过同样的机翩选避ＮＫ的细胞溶解作用。利用超敏质谱仪对精细胞Ｎ一聚糖测序可以检测到３类Ｎ一聚糖：①高甘露糖塑；②二天线平分型；③以ｈｉｓｘ和ＩＪｅｗｉｓ丫作为终端修饰的二天线、三天线、四天线型。糖蛋白染色显示，携带呐穿列糖蛋白分布于顶体 莉不是位于浆膜；丽功能缺陷的精子则表现为抗娜抗体分布异常（图２）。推测惨饰聚糖可以 抑制生殖道内计对精子糖蛋白的抗原特异性免疫反嘘。嘲』ＩＩＩ匕，人类精子哟主要聚糖与先天性及获得性免疫反瘟哟抑制有关。这些结果支持哺乳类动物表邀碳水化合物与｜配子《耨删魄哆保护及人类在子宫棚哟发育有关。某些特殊类型的细胞表达特异性糖姐模式，惜此发挥相嘘睡句生物学功能‘引。 嘲２久类储子表达的主要Ｎ－聚糖 ｋ：高甘露糖型（Ｍａ呜９ｔｏｌ湖舢：）；瞻：：件有或不件 宥核心者澡糖者藻糖修饰哟平分型二天线结构； ｌＯ：盖、兰、嘲毙线聚糖，板心砻澡糖岩藻糖修饰，镌带呱嫡毋致／或蜥ｒ谬饰 赃娠ｌｆ目关糖蜚囟【（畔ｅ粤ｌ堋呀啪舯幽峨硼挈蜘ｏ＿删坩ｉ拣，‰９是反刍勘物滋养层细胞分泌韵主 要蛋白。，遨些蛋白储存在滋养屡巨大细胞分秘颗粒恂．，与母体子宫止发细胞融合后释放进入母体器。雷。妊娠串期Ｉｐ黻最丰寓的弘聚糖是四无线核心绪！藻糖基眈修饰辅构’，并连接有平分型蛾Ｎｋ。组成湖８航塬［№№娆．，３（?Ｇ姗№鲫、４９ｌ创必．，删ｌ渊№］哟聚糖均为删天线型。采用识别铷薯睨原的单克糟醐谢：（心埴ｌｌ９对分泌颗粒染色，分断：显示、，鳃娠．娩出话歪分娩前数天．，可以检测判黜ａ航原的存在。Ｉ山褴凝集素ｔ（ｔ脚溅ｉ珏删脚Ｉ卜ｓｉｓｌｅｃｔｉｎ）（该凝集素可以与ａ２，３?唾液酸修饰的乳糖氨）组织化学分析显示，该分泌颗粒在妊娠３２ｄ及分娩前呈阳性。提示在妊娠不同阶段ＰＡＧｓ的Ｎ一聚糖修饰模式有相应的改变，这些聚糖的不同糖型可能介导不同妊娠阶段的不同生理功能【ｌ引。 平分型Ｎ一聚糖在发育调控中的具体功能虽然还不明确，但在进化上高度保守。对斑马鱼的胚胎发育过程中Ｎ一聚糖表达动态分析显示，受精后４～７ｈＮ．聚糖仅仅可以检测到，但１２—１５ｈＮ一聚糖表达显著增加。对这些聚糖的结构分析表明，含有或不含有岩藻糖和（或）平分型ＧｌｃＮＡｃ残基的复合型二天线Ｎ一聚糖是主要的表达聚糖¨５Ｉ。 ３．４神经发育及再生 与三甘露糖核心上Ｂｌ，４甘露糖相连接平分型ＧｋＮＡｃ残基修饰的双天线Ｎ．聚糖在脑组织内含量丰富，被认为是脑型糖链。脑组织来源的神经细胞系ＣＧ４半乳糖基转移酶Ｉ表达活性增强，即导致该脑型糖链合成的减少；该型糖链表达水平的高低决定于半乳糖基转移酶Ｉ活性的强弱。半乳糖基转移酶活性表达增强也导致ＣＧ４细胞生长停滞及表型异常，并伴有细胞死亡率的增加，即便是半乳糖基转移酶Ｉ活性中等程度的增加，也会导致Ｎ．聚糖合成途径的中断，对ＣＧ４细胞是致死性的结局．１引。提示中枢神经系统Ｎ．聚糖的平分型ＧｌｃＮＡｃ修饰在神经系统发育过程中具有重要调节作用。在血清饥饿反应条件下，Ｎｅｕｍ２ａ细胞转染ＧｎＴ．Ⅲ后可以诱导轴突样反应，整合素Ｂ１分布部位伴有神经突和突起形成。这种神经纤维生成增强效应可被添加包含平分型ＧｌｃＮＡｃ的Ｎ．聚糖或植物血凝素（印曲Ｉ岫路ｌ瓶ｎａ￡ｉＩｌｇｐｈ）ｒｔｏｈｅｍａｇｇｌｕｈｉｎ，Ｅ４一ＰＨＡ）所抑钶，该凝集素主要识别平分型ＧｌｃＮＡｃ【４］。Ｇｎｒ．一的促神经纤维生成作用也可以被抗Ｂｌ整合素功能阻断抗体显著抑制。事实上，ｐｌ整合素也是ＧｎＴ一■的靶蛋白之一，也已经通过Ｅ４．ＰＨＡ的础—曲帆船ｓ啊分析所证实。提示携带平分型Ｇｌｃ—ＮＡｃ的Ｎ?聚糖对神经纤维再生具有一定调节作罔㈣。 大鼠嗜铬细胞瘤细胞系转染ＧＩｌＴ．Ⅲ，可抑制瞰Ｆ及整合素刺激神经突的生长。这种神经突生长抑制作用可被丝裂原或细胞外信号调节激酶激酶．噩（趣缈小艘删蚰砌－【ｉ嘲ｓｅｋｉ岫ｓｅ＿ｌ，ＭＥＫ．１＞所逆转。与此一致韵是，ＥＧＦＲ介导的ＥＲＫ激活也可被舶ＢⅡ转染所阻滞；ＧｎＴ一■突变（Ｄ３２ｌＡ）则难以抑制神经突起韵生长；凝集素印迹分析显 示，野生型ＧｍＢ■转染细胞的ＥＧｎｔ的Ｎ一聚糖结万方数据
蛋白质修饰位点分析 目录 实验目的 (2) 实验平台 (2) 实验过程 (3) 一、“人类connexin43”蛋白质磷酸化位点修饰 (3) 1、“人类connexin43”蛋白质序列下载 (3) 2、uniprot数据库查看蛋白磷酸化位点 (4) 3、在线软件预测指定蛋白磷酸化位点 (6)
（1）DISPHOS 1.3预测未知蛋白磷酸化位点 (6) （2）PhosphoSitePlus预测指定蛋白磷酸化位点 (11) 4、“人类connexin43”蛋白质磷酸修饰结论 (14) 二、“人类血红蛋白”糖基化位点修饰 (15) 1、N型糖基化位点预测 (15) 2、O型糖基化位点预测 (18) （1）哺乳动物O型糖基化位点预测 (18) （2）真核生物O型糖基化位点预测 (20) 3、uniprot数据库查看蛋白质糖基化修饰位点 (22) 4、“人类血红蛋白”糖基化位点修饰结论 (22) 实验结论 (23) （特别提示:ctrl+单击目录下的标题链接，可以跟踪标题；ctrl+单击标题后的图标可以返回目录） 实验目的 ●找出“人类connexin43”蛋白质上面的所有可能磷酸化位点， 并说明为什么（注释） ●找出“人类血红蛋白”上面的糖基化位点，注释结果 实验平台 ●uniprot数据库: https://www.doczj.com/doc/614811475.html,/(查看蛋白的修饰 情况) ●预测未知蛋白磷酸化位点 DISPHOS:https://www.doczj.com/doc/614811475.html,/disphos/
PhosphoSitePlus:https://www.doczj.com/doc/614811475.html, 预测未知蛋白的糖基化修饰位点 N型糖基化位点预测：http://www.cbs.dtu.dk/services/NetNGlyc/ O型糖基化位点预测：http://www.cbs.dtu.dk/services/NetOGlyc/ http://www.cbs.dtu.dk/services/YinOY ang/ 实验过程 一、“人类connexin43”蛋白质磷酸化位点修饰 1、“人类connexin43”蛋白质序列下载 蛋白序列：fasta.txt
糖基化对蛋白功能影 响-有图
精品资料 糖基化对膜蛋白功能影响常常是很重要的，对特异的生物学功能起介导作用:1，对细胞具有保护、稳定、组织及屏障等多方面作用； 2，可作为外源性受体的特异性配体，某些糖连可作为各种病毒、细菌及寄生物的特异受体；3，糖连也可作为内源性受体的特异性配体，参与介导清除、周转及胞内穿行作用； 4，最后要说的正是我所关心的：在受精和发育生物学中，糖连在受精过程中起着重要的作用，这方面的证据有：在小鼠卵透明带糖蛋白ZP3上的O－聚糖参与精卵结合。 活细胞中去糖基化的方法： 1，衣霉素在体内阻断N－连糖， 2，将内切神经氨酸酶注入发育中的视网膜提示了多唾液酸的特异性作用－－将高纯度酶注入细胞内＋恰当的对照 3，将糖基修饰酶的cDNA在活细胞或动物中表达 4，在培养环境中加入凝集素或抗体把特异的聚糖封闭掉 蛋白质的修饰与加工包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等，其中最主要的是糖基化，几乎所有内质网上合成的蛋白质最终被糖基化。糖基化的作用是：①使蛋白质能够抵抗消化酶的作用；②赋予蛋白质传导信号的功能；③某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠。糖基一般连接在4种氨基酸上，分为2种：O-连接的糖基化（O-linked glycosylation）：与Ser、Thr 和Hyp的OH连接，连接的糖为半乳糖或N-乙酰半乳糖胺，在高尔基体上进行O-连接的糖基化；N-连接的糖基化（N-linked glycosylation）：与天冬酰胺残基的NH2连接，糖为N-乙酰葡糖胺，如图 （图为N-连接的糖基化引自Molecular Biology of the Cell. 4th ed. 2002）。 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
糖基化对膜蛋白功能影响常常是很重要的，对特异的生物学功能起介导作用:1，对细胞具有保护、稳定、组织及屏障等多方面作用； 2，可作为外源性受体的特异性配体，某些糖连可作为各种病毒、细菌及寄生物的特异受体；3，糖连也可作为内源性受体的特异性配体，参与介导清除、周转及胞内穿行作用； 4，最后要说的正是我所关心的：在受精和发育生物学中，糖连在受精过程中起着重要的作用，这方面的证据有：在小鼠卵透明带糖蛋白ZP3上的O－聚糖参与精卵结合。 活细胞中去糖基化的方法： 1，衣霉素在体内阻断N－连糖， 2，将内切神经氨酸酶注入发育中的视网膜提示了多唾液酸的特异性作用－－将高纯度酶注入细胞内＋恰当的对照 3，将糖基修饰酶的cDNA在活细胞或动物中表达 4，在培养环境中加入凝集素或抗体把特异的聚糖封闭掉 蛋白质的修饰与加工包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等，其中最主要的是糖基化，几乎所有内质网上合成的蛋白质最终被糖基化。糖基化的作用是：①使蛋白质能够抵抗消化酶的作用；②赋予蛋白质传导信号的功能；③某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠。糖基一般连接在4种氨基酸上，分为2种：O-连接的糖基化（O-linked glycosylation）：与Ser、Thr和Hyp 的OH连接，连接的糖为半乳糖或N-乙酰半乳糖胺，在高尔基体上进行O-连接的糖基化；N-连接的糖基化（N-linked glycosylation）：与天冬酰胺残基的NH2连接，糖为N-乙酰葡糖胺，如图（图为N-连接的糖基化引自Molecular Biology of the Cell. 4th ed. 2002）。
对已知蛋白序列的： 1。蛋白酶切，2-D胶，糖链染色，可确定糖基化位点2。用糖苷酶将糖切下，NMR可分析糖单体结构 3。分离切下的糖链，质谱分析 4。 ........
自然科学奖公示内容 项目名称硼亲和分子印迹技术及其在生命分析中的应用提名单位南京大学 项目简介糖基化修饰是生物体中最普遍的蛋白质翻译后修饰，对蛋白质的结构和功能具有重要影响，与许多重大疾病的发生和发展密切相关。抗体和凝集素是识别糖蛋白和糖基化修饰的核心手段，但抗体和凝集素存在着难以制备、识别性能不足和稳定性差等瓶颈问题。分子印迹技术是制备仿生识别材料的重要方法，但项目实施前国际上缺乏能识别蛋白质的通用和高效的分子印迹技术。自2011年以来，项目团队将前期自主发展的硼亲和识别技术与分子印迹技术相结合，创新地发展出“硼亲和光刻分子印迹法”和“硼亲和可控定向表面印迹法”等通用、便捷、高效的分子印迹技术，突破了抗体和凝集素的局限，制备出了系列高效识别糖蛋白、糖肽、聚糖和单糖的分子印迹材料，为生命分析和生物医学应用中的糖蛋白质和糖基化修饰识别奠定了重要物质基础。项目团队还将所得分子印迹聚合物与表面增强拉曼光谱相结合，发展出专一、灵敏和快速的免疫分析新方法—“硼亲和夹心法（BASA）”和单细胞分析新方法—“等离激元免疫夹心法（PISA）”等生命分析新方法，为精准疾病诊断和个性化药物筛选重要应用提供强有力的分析工具。 主要完成人情况刘震，排名1，工作单位：南京大学 完成单位：南京大学 贡献：负责项目的整体构思、方案设计、研究内容指 导、经费申请、论文和专利的撰写。 刘佳，排名2，工作单位：南京大学 完成单位：南京大学 贡献：作为主要完成人之一，发展出基于活体免疫微 萃取和表面等离激元光学检测相结合的，称为“等离 激元免疫夹心法（PISA）”的新颖单细胞分析方法， 实现了单个活细胞和活体动物中的低拷贝数蛋白的 定性及定量分析。该部分工作是本项目硼亲和分子印 迹技术的重要应用，为癌症诊断与预后、细胞质量控 制、个性化药物筛选等多个重要应用领域提供了强有 力的分析工具。 李澧，排名3，工作单位：江苏省农业科学院 完成单位：南京大学 贡献：作为主要完成人，建立了“硼亲和光刻分子印 迹法”，成功制备了能识别甲胎蛋白等糖蛋白的高性 能分子印迹材料，并构建了利用分子印迹材料替代抗 体的新颖免疫分析方法，开辟了以硼亲和作为核心作
天然产物糖基化修饰及应用 摘要：天然产物广泛存在于自然界中，其数量种类繁多且结构复杂多样，具有许多生理与药理活性。糖基化修饰能增加天然产物结构和功能的多样性，已成为当今新药开发的研究热点。本文简单介绍了天然产物糖基化的基本概念，以及天然产物糖基化修饰的研究方法和在各方面的应用。 关键词：天然产物，糖基化，修饰方法，应用 天然产物广泛存在于自然界中，其数量种类繁多且结构复杂多样，许多天然产物活性成分现在已经作为治疗各类疾病的药物，还有一些作为潜在的药物，具有抗炎抑菌、抗病毒、抗氧化、抗肿瘤、抗辐射和免疫调节等诸多活性，已成为国内外天然药物开发利用研究的热点。糖基化反应可以使许多外源化合物的理化性质与生物活性发生较大的变化，例如将不溶于水的化合物转变为水溶性化合物，降低化合物的毒性，增强稳定性等[1]。本文对天然产物糖基化修饰和应用作简单综述。 糖基化是生物细胞中最重要的反应之一，与多种生理病理过程有直接关系。在微生物和植物的次级代谢过程中，糖基化也是重要的反应，即生物为了使有机分子更有效地发挥作用而进行的一种结构修饰[2]。这种天然的修饰存在于多种生物学活性不一样的天然化合物中，包括抗生素、抗癌药物、激素、甜料、生物碱以及黄酮等多种代谢产物[3]。 1 天然产物简介 天然产物是指动物、植物、、海洋生物和体内的组成成分或其代谢产物以及人和动物体内许许多多内源性的化学成分统称作天然产物，其中主要包括、、、、各种酶类、、寡糖、、、、、木质素、维生素、、、蜡、、挥发油、、糖苷类、萜类、、、、醌类、、、鞣酸类、抗生素类等天然存在的化学成分。 1.1植物源天然产物成分 来源于植物界的有效成分主要有黄酮类、类、多糖类、挥发油类、醌类、萜类、木脂素类、香豆素类、皂苷类、强心苷类、酚酸类及氨基酸与酶等。 1.2微生物及其发酵液天然产物成分 微生物是包括细菌、病毒、以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体，它个体微小，却与人类生活密切相关。能够提供有效成分的主要是真核生物中的真菌与藻类，以及其他（发酵）产物。来源于微生物及发酵液的有效成分主要有、酶类、抗生素类、色素类、氨基酸类、有机酸类、醇酮类、维生素类、核酸类等等。 1.3海洋天然产物有效成分 海洋占地球表面积的71%，生物量约占地球生物总量的87%，生物种类20多万种，是地球上最大的资源能源宝库，目前人们对海洋生物的认识仍相当有限，利用率仅1%左右。到目前为止海洋天然产物有效成分主要有甾醇、萜类、、不饱和脂肪酸、多糖和糖苷、大环、聚醚类化合物和多肽等。
糖工程:糖基化对治疗蛋白性质的影响 卞广兴编译 (军事医学科学院放射与辐射医学研究所,北京,100850) 摘要:治疗蛋白革命性地改变了很多疾病的治疗结果,但体内活性低和快速的消除限制了其使用。糖工程是最近采用的一项新技术,通过改变与蛋白相连的糖类来改变蛋白质的药代动力学性质。这一技术已运用于促红细胞生成素,研制出一种促红细胞生成素高糖基化类似物DA(darbepoetin alfa),它含有2个附加的N -连接糖类。在血清中的半衰期增加了3倍,与重组人红细胞生成素比较,体内活性增加,提高了蛋白质的稳定性、可溶性,并且减少了免疫原性。本文讨论了糖基化对蛋白质性质的影响。 关键词:糖蛋白;糖基化;稳定性;可溶性;免疫原性 中图分类号:Q531+.2 文献标识码:A 文章编号:1001-0971(2006)04-0266-03 收稿日期:2005-12-06 作者简介:卞广兴,男,博士,研究方向:新药药理学,Tel:010- 68180392,E -mail:gxben@tom.co m 体液因子和细胞因子都带有数目不一的糖链,这些糖链本身又有着不同的结构。虽然它们主要的功能是由其蛋白质成分所决定,但糖类对分子的稳定性、可溶性、体内活性、血浆半衰期和免疫原性等都有影响。尤其是糖类中的唾液酸可以延长治疗蛋白的血浆半衰期。糖工程的一个方面是在多肽骨架的合适位点引入N -连接寡糖糖基化共有序列,从而产生高唾液酸糖基化的蛋白来增加其血浆半衰期而提高它的体内生物活性。 DA(darbepoetin alfa)是用糖工程生产的重组人促红细胞生成素(rhEPO)的高糖基化类似物。rhEPO 是由165个氨基酸所组成的单链多肽,包含3个N -连接糖基化位点和一个O -糖基化位点。DA 则包含了2个额外的N -连接糖基化位点。 1 糖基化的过程及位点选择 糖蛋白中的糖链对发生在细胞间的识别、信号转导和粘附起着重要的作用。糖蛋白被分为四类:O -连接糖蛋白,N -连接糖蛋白,氨基葡萄糖多聚糖糖蛋白,磷脂酰肌醇糖蛋白。本文主要讨论O -连接糖蛋白和N -连接糖蛋白。 N -连接糖基化是在新生多肽中Asn -X -Ser/Thr (此处X 是除Pro 外的任一氨基酸)共有序列的Asn 位置引入一14个残基的寡糖。然后连接的寡糖经 过酶的修饰,以及在末端的甘露糖残基上由糖基转移酶添加另外的糖单位而成熟。 大多数天然蛋白中的共有序列是未糖基化的,因 此共有序列对N -连接寡糖的加成是必需的,但并不是充分的。邻近序列的改变可以使无功能的共有序列转变为功能位点,这表明序列旁边的结构或者二级结构影响着对共有序列的识别。例如在rhEPO 的Pro 87-Asn 88-Thr 90不能糖基化,而在rhEPO 类似序列中的Pro 残基用Ser,Val 或者Ala 残基替换就产生了糖的加成作用。对糖基化加成来说,有功能的糖基化位点可能的二级结构是B 折叠或者Asn -X 转角。糖的加成先于蛋白质的折叠,因此,在通常位于分子内部的位置引入糖基化位点,如rhEPO 可以被糖基化。然而这样形成的蛋白质由于不能正确的折叠,蛋白质的结构和稳定性会发生变化。 对糖工程rhEPO 类似物的糖组成分析发现,加成的糖基化与天然发生的糖基化位点以一种相似的方式形成糖复合物,并且没有形成新的糖结构。然而,位点的位置可能影响糖连接的可能性和影响糖正常结构亚单位的连接。人们对rhEPO 的研究发现,在自然发生的糖基化位点Asn 24连入的糖链通常较小,而加入Asn 83和Asn 38位置的糖通常较大。2 糖基化和糖工程蛋白的性质2.1 物理性质 稳定性是治疗蛋白最重要的性质,而糖基化在维持蛋白分子完整性上起着重要的作用。糖可以降低蛋白质对蛋白水解作用的敏感性。例如纤连蛋白 #266#Foreign Medical Sciences Section of Pha rmacy 2006Aug;33(4)
糖基化 所谓糖基化即体内的葡萄糖分子或其他糖类分子错误 地粘贴到蛋白质上，引起蛋白质变性，这一有害反应与氧化反应一样对衰老起着推动作用，也是引发糖尿病并发症的重要因素。? 此处我们所讲的糖基化，特指血液中的糖和体内细胞粘贴到一起的反应，也是造成糖尿病各类并发症的病因所在。?要了解它的三围? 一围“粘上去”：健康的人体也会产生这种反应，但血液中的糖与细胞粘贴到一起后，会随着血糖浓度下降而自然脱落。（这时此反应的特点是高度可逆化）?二围“粘上去下不来”）：对于糖尿病患者，由于血糖浓度高于正常水平，血液中的糖与细胞粘贴上，数小时后才能脱落。在这个过程中，糖会越粘越多，并与细胞产生了化学反应，粘贴变得牢固，造成部分细胞被糖化，丧失细胞本身的生理功能。（这是的特点是正反应大于逆反应）?三围“粘贴在一起”：当细胞表面糖分越积越多，数周后产生一系列化学反应，它的体积就会增大5-10倍。随着体积增大，两个细胞就会粘贴在一起，这两个细胞就会失去功能，这个现象属于不可逆转现象，就会产生晚期糖基化末产物AGES，只能等待细胞自然死亡。目前发现AGES与人体衰老有着密切的关系。这时的特点是此反应不可逆，同时细胞失去正常功能，体积
增大5-10倍。?----------------------------------------------?糖基化终产物（Advanced Glycation End products，AGE），是指在非酶促条件下，蛋白质、氨基酸、脂类或核酸等大分子物质的游离态氨基与还原糖的醛基经过缩合、重排、裂解、氧化修饰后产生的一组稳定的终末产物。该反应称为糖基化反应又称为美拉德反应，最早由法国食品化学家Maillard于1912 年提出。直到1980年AGE的病理生理意义才被发现，体内蓄积的AGE被证明参与多种疾病的病理变化，尤其是糖尿病、炎症、神经退行性疾病和心血管疾病。时刻关注AGE 值，对健康具有重要意义！?正常情况下，随着年龄的增长，AGE在我们体内是缓慢蓄积的，例如在婴幼儿体内各器官几乎不含AGEs，可在成人体内却含有AGEs，并随着年龄增长而增加。但是在糖尿病（或前期）患者体内，由于血糖处于长期的高水平或剧烈波动状态，就会导致AGE的加速形成，产生的过量AGE会在我们体内堆积，附着在健康的细胞、关节、器官、皮肤，及身体的其他系统上，通过直接或间接的作用导致糖尿病及其并发症的发展。AGE主要通过以下3个方面促进糖尿病的发生与发展：①AGE导致胰岛β细胞凋亡，并直接修饰胰岛素，导致胰岛素功能异常，还可抑制胰岛素信号通路，最终导致胰岛素抵抗。②AGE与细胞外基质大分子交联，阻碍其正常降解；同时使其生成增加，导致基底膜增厚、硬化。③AGE与细胞膜上的受体RAGE结合，
蛋白质糖基化类型与 点
精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 1.2蛋白质糖基化类型与特点 蛋白质的糖基化是一种最常见的蛋白翻译后修饰,是在糖基转移酶作用下将糖类转移至蛋白质,和蛋白质上特殊的氨基酸残基形成糖苷键的过程。研究表明,70%人类蛋白包含一个或多个糖链,1%的人类基因组参与了糖链的合成和修饰。哺乳动物中蛋白质的糖基化类型可分为三种:N-糖基化、0-糖基化和GPI 糖基磷脂酰肌醇锚。大多数糖蛋白质只含有一种糖基化类型,但是有些蛋白多肽同时连有N-糖链、O-糖链或糖氨聚糖。 (l) N-糖基化:糖链通过与蛋白质的天冬氨酸的自由NH 2基共价连接,将这 种糖基化称为N-糖基化。N-连接的糖链合成起始于内质网(ER),完成于高尔基体。N-糖链合成的第一步是将一个14糖的核心寡聚糖添加到新形成多肽链的特征序列为Asn-X-Ser/Thr(X 代表任何一种氨基酸)的天冬酰胺上,天冬酰胺作为糖链受体。核心寡聚糖是由两分子N-乙酰葡萄糖胺、九分子甘露糖和三分子葡萄糖依次组成,第一位N-乙酰葡萄糖胺与ER 双脂层膜上的磷酸多萜醇的磷酸基结合,当ER 膜上有新多肽合成时,整个糖链一起转移。寡聚糖转移到新生肽以后,在ER 中进一步加工,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链,由Cis 面进入高尔基体后,在各膜囊之间的转运过程中,原来糖链上的大部分甘露糖被切除,但又由多种糖基转移酶依次加上了不同类型的糖分子,形成了结构各异的寡糖链。血浆等体液中蛋白质多发生N-糖基化,因此N-糖蛋白又称为血浆型糖蛋白。 (2) O-糖基化:糖链与蛋白质的丝氨酸或苏氨酸的自由OH 基共价连接。0-糖基化位点没有保守序列,糖链也没有固定的核心结构,组成既可是一个单糖,也可以是巨大的磺酸化多糖,因此与糖基化相比,0-糖基化分析会更加复杂。0-连
蛋白质修饰研究 蛋白质的修饰与降解，和生命活动以及各种人类疾病密切相关，这一领域已成为全球生物医学界关注的焦点。蛋白质的糖基化修饰、磷酸化修饰、乙酰化修饰、泛素化修饰、亚硝基化修饰等，是蛋白在生物代谢过程中的重要装备，对研究疾病具有重要意义。蛋白质的正确的修饰对于蛋白降解也非常重要，从而保证生命活动的正常循环。 在很长时间内蛋白质修饰与降解的研究并未引起足够重视，近年来由于对蛋白修饰重要性的重新定位，导致了疾病相关的蛋白修饰蛋白组学研究的迅速崛起，可以预期在未来的3-5年时间内国际上将会产生大量的疾病相关的蛋白修饰谱蛋白组研究成果，并最终导致大量新的疾病标志物和疾病特异药靶蛋白的发现。 大量研究成果在路上，而更多的研究发现摆在眼前，我们来盘点一下目前所取得的研究成果都有哪些。 Genes&Devel:组蛋白修饰的特殊标记或是开发长寿疗法的新型靶点 一篇发表于国际杂志Genes and Development上的研究论文中，来自康奈尔大学的研究人员发表了其对组蛋白H3进行特殊修饰的研究。Sylvia Lee表示，我们描述了H3修饰的全基因组模式，随后描述了年幼和年长的秀丽隐杆线虫机体所有基因的表达，结果发现当基因（DNA）缠绕在H3上时，如果H3的修饰水平较低，那么基因的表达就趋向于随着年龄增长而发生波动，同时如果H3处于高水平修饰的状态，那么基因的表达就会随着年龄增长而保持稳定的状态。研究人员联合布朗大学的研究者共同研究，对黑腹果蝇进行了相关的检测，发现该模式在黑腹果蝇中也存在。那么研究者就有理由相信这种模式或许在人类机体中也会存在。从临床角度来讲，H3K36me3修饰和许多缺失性发育及癌症发展有关，而识别组蛋白修饰及疾病发展结果的蛋白配偶体或许是后期开发治疗疾病的新型靶点。 Molecular cell:中国科学家发现蛋白修饰与自噬起始新关系 浙江大学的刘伟教授研究小组在著名国际期刊molecular cell发表了最新研究成果：细胞自噬关键起始因子LC3能够在细胞核内被去乙酰化酶Sirt1去乙酰化，进而与核蛋白DOR结合转运至胞质内发挥自噬起始功能。这项成果为研究大分子核质穿梭如何调控细胞内生理过程提供了重要启示。 PNAS:组蛋白修饰可控制基因的表达 宾州州立大学（Penn State University）等处的研究者通过研究发现，组蛋白的修饰可以控制是否一个基因被允许发挥功能，这对于维持基因的表达潜力非常重要，以便来确定未来细胞的行为；相关研究刊登于国际著名杂志PNAS上。研究者使用细胞分裂的荧光录影技术，就可以观察到一种名为HO的基因在单一酵母细胞中如何进行表达，正常情况下，HO的表达会使得芽殖酵母变性，即从雄性变成雌性；而更有意思的是这种性转变仅仅是在母体细胞
第20卷第1期2012年3月 纤维素科学与技术 Journal of Cellulose Science and Technology V ol. 20 No. 1 Mar. 2012 文章编号：1004-8405(2012)01-0062-10 天然产物活性组分的糖基化修饰研究进展 郑翠1，李琳1，庞浩2，王兆梅1* （1. 华南理工大学轻工与食品学院，广东广州 510640； 2. 中国科学院广州化学研究所纤维素化学重点实验室，广东广州 510650） 摘要：天然产物广泛存在于自然界中，其数量种类繁多且结构复杂多样，具有许 多生理与药理活性。糖基化修饰能增加天然产物结构和功能的多样性，已成为当今 新药开发的研究热点。文章归纳了不同结构类型的天然产物糖基化修饰的国内外研 究现状与特点，并从糖的连接位置、数量及种类等方面描述糖基化修饰对天然产物 水溶性、药理活性和生物利用率等方面的影响，为天然产物糖基化的开发与应用提 供参考。 关键词：天然产物；糖基化；生物转化；活性组分 中图分类号：O629 文献标识码：A 天然产物广泛存在于自然界中，其数量种类繁多且结构复杂多样，许多天然产物活性成分现在已经作为治疗各类疾病的药物，还有一些作为潜在的药物，具有抗炎抑菌、抗病毒、抗氧化、抗肿瘤、抗辐射和免疫调节等诸多活性，已成为国内外天然药物开发利用研究的热点。由于其中一部分水溶性或稳定性不好或毒副作用太强，影响了它们的应用，因此对这些化合物进行结构改造是非常必要的。目前国内外对天然产物进行分子修饰主要是以提高其在水相中的溶解性为目的，而对其水溶性改性所涉及的反应主要是糖基化。糖基化反应可以使许多外源化合物的理化性质与生物活性发生较大的变化，例如将不溶于水的化合物转变为水溶性化合物。近年来开展的采用植物细胞、微生物和游离酶对天然产物的糖苷化反应的生物转化研究已取得可喜的进展，本文对天然产物糖基化修饰的生物转化现状与特点作较全面的综述。 1 黄酮类化合物的糖基化修饰 黄酮类化合物是多种药用植物的有效成分，以游离态或与糖结合为苷的形式广泛存在于自然界中，由于大多数黄酮苷元及部分黄酮苷类在水相中溶解度低，限制了其制剂的开发，同时复杂的结构也给利用化学合成方法进行结构修饰带来了巨大挑战。以来源于自然界的植物细胞、微生物和游离酶对黄酮类化合物进行糖基化修饰，可在糖基连接位置、糖基种类以 收稿日期：2011-12-02 基金项目：国家自然科学基金资助项目（31071505）；中国科学院纤维素化学重点实验室课题（LCLC-2010-06）。作者简介：郑翠（1988~），女，制糖工程专业硕士研究生。 ?通讯作者：王兆梅，女，副教授，博士。wangzm@https://www.doczj.com/doc/614811475.html,
Biotechnology Frontier March, 2013, Volume 2, Issue 1, PP.7-11 Variation of Egg White Powder Functional Properties during Glycation Reaction Wei Xu, Yujie Chi＃ College of Food Science, Northeast Agricultural University, 59 Mucai road, Xiangfang District, 150030, Harbin, China #Email: yjchi323@https://www.doczj.com/doc/614811475.html, Abstract To investigate the varying functional properties of egg white powder in the case of glycation, egg white powder-glucan conjugates were stored at 60℃ as well as the humidity relative to 65% for 0-5 day(s). The results showed that gel strength, water holding capacity, foaming ability, foam stability and emulsifying property of egg white powder were 809.943 g, 68.577%, 67.5%, 34.6% and 0.389, respectively. Gelling, foaming and emulsifying properties of egg white powder increased gradually with prolongation of treatment time, that is gelling properties increased obviously in the first 3 days: gel strength increased by 46.6%, and water holding capacity increased by 26.8%. After 3 days, gelling properties had no notable changs. Foaming and emulsifying properties in the first 4 days increased obviously: foaming ability, stability and emulsifying increased by 17.3%, 19.9% and 297.7%. After 4 days, foaming and emulsifying properties had no remarkable changs. The research proved that glycation can obviously improve functional properties of egg white powder. Keywords: Egg White Powder; Functional Properties; Glycation Reaction 糖基化反应过程中蛋清粉功能性的变化* 胥伟，迟玉杰＃ 东北农业大学食品学院，黑龙江省哈尔滨市，150030 摘要：为研究糖基化过程中蛋清粉功能性的变化，将蛋清粉-葡聚糖于60℃、65%相对湿度下放置0-5天，对处理不同时间的蛋清粉-葡聚糖聚合物的凝胶性、起泡性与乳化性进行测定。研究结果表明：蛋清粉的凝胶强度、凝胶持水性、起泡力、泡沫稳定性、乳化性分别为809.943 g、68.5%、67.5%、34.6%和0.389。随放置时间的延长蛋清粉的凝胶性、起泡性与乳化性逐渐增加，凝胶性在前3天的增幅较明显，处理3天蛋清粉的凝胶强度增加了46.6%，持水性增加了26.8%，3天后无明显变化，而起泡性与乳化性在前4天的增幅较明显，处理4天蛋清粉的起泡力、泡沫稳定性与乳化性分别增加了17.3%、19.9%和297.7%。本研究证明，糖基化反应可明显改善蛋清粉的功能性。 关键词：蛋清粉；功能性；糖基化 引言 蛋清粉较蛋清液具有更好的稳定性，便于生产、运输和贮藏，因此作为蛋清液的理想替代品，蛋清粉被广泛用于食品工业中，此外，蛋清粉还具有多种功能性质，如凝胶性、起泡性和乳化性等，其中凝胶性多用于鱼糜制品、肉制品中；起泡性多用于蛋糕、饼干等食品的加工中；乳化性多用于冰淇淋等制品的生产中[1-2]，为提高蛋清粉的功能性，前人采用了多种方法，其中糖基化改性被证实是一种较为安全、有效的方法[3-7]。前人对蛋清粉糖基化改性的研究多集中在反应前后其功能性与蛋白分子特性的变化方面，而对糖基化反应过程中蛋清粉的功能性变化报道很少，因此，本研究对60℃、65%相对湿度下放置0-5天的蛋清粉-葡聚糖聚合物的功能性进行研究，以期为糖基化反应在食品工业上的广泛应用提供理论依据。 *农业部蛋鸡产业体系岗位科学家项目（合同号：nycytx-41-g23）