蛋白质O-GlcNAc糖基化修饰对tau蛋白磷酸化修饰的影响

《癌症进展》2018年10月第16卷第11期ONCOLOGY PROGRESS,Oct2018,V ol.16,No.11*综述*蛋白质O-GlcNAc糖基化修饰在妇科肿瘤中的研究进展马春1#，张鑫磊1，杨虎林1，翟宇宏1，张玮21解放军第五医院宁夏军区门诊部，银川7500212宁夏医科大学临床学院，银川750001摘要摘要：：妇科恶性生殖系统肿瘤在中国具有发病率高、病死率高和症状隐匿等特点。

虽然目前对于妇科肿瘤的研究比较多，但是缺乏有效的特异性分子靶向研究。

故寻求针对妇科恶性肿瘤的新型早期诊断标志物或新的治疗靶点已经成为临床研究的关键。

蛋白质O-GlcNAc糖基化修饰是广泛存在于细胞内的一种翻译后修饰，随着科学技术的不断发展，不仅发现多种蛋白质可以被O-GlcNAc糖基化修饰，而且发现在部分肿瘤中都存在O-GlcNAc糖基化修饰的异常表达。

蛋白质O-GlcNAc糖基化修饰逐渐成为分子领域的研究热点，有望成为新的肿瘤标志物或是分子靶点治疗。

本文就O-GlcNAc糖基化修饰的形成过程、修饰过程、潜在功能及其在妇科肿瘤发生发展中的作用作一综述。

关键词关键词：：O-GlcNAc；糖基化；OGT；OGA；妇科肿瘤中图分类号中图分类号：：R730730..2文献标志码文献标志码：：A doi：10.11877/j.issn.1672-1535.2018.16.11.05蛋白质的氧连接N-乙酰葡萄糖胺（O-linked N-acetylglucosamine，O-GlcNAc）糖基化修饰作为真核生物内广泛存在的一种翻译后修饰，受到人们的广泛关注。

了解异常糖基化修饰和肿瘤临床表现的关系可能能够揭示更多的O-GlcNAc糖基化修饰在细胞中作为营养感受器的原理。

同时，更有研究表明糖基化水平增高以及O-GlcNAc糖基转移酶（O-GlcNAc transferase，OGT）和O-GlcNAc 糖苷酶（O-GlcNAcase，OGA）表达的异常与多种肿瘤的发生、发展密切相关[1]，提示这种修饰具有特殊的生物学特性，可能是一种新型的生物标志物。

蛋白质的糖基化修饰与功能调控蛋白质是生物体内的重要组成部分，它们参与了几乎所有的细胞生理过程。

除了其氨基酸序列的特殊性质之外，蛋白质还通过多种特殊的修饰方式来调控其功能。

其中，糖基化修饰是一种广泛存在于蛋白质上的修饰方式，它参与了许多细胞过程的调节，对生物体的发育、免疫和疾病的发生发展起着重要作用。

一、糖基化修饰的基本概念糖基化修饰是指在蛋白质的氨基酸残基上结合糖分子的修饰方式。

它通常发生在蛋白质的氨基末端或侧链上。

糖基化修饰可以分为N-糖基化和O-糖基化两种类型。

N-糖基化是指糖基与氨基末端结合，最典型的例子是蛋白质去甲基化。

O-糖基化则是指糖基与蛋白质侧链氨基酸残基结合，包括好几种类型，如糖基化的丝氨酸、苏氨酸等。

二、糖基化修饰的功能调控糖基化修饰通过改变蛋白质的性质和结构，从而影响其功能和相互作用。

具体来说，糖基化修饰在细胞信号传导、分泌、免疫、发育等方面发挥了极为重要的作用。

1.细胞信号传导糖基化修饰对细胞信号传导起到了关键作用。

在胞外信号分子与细胞表面受体结合后，糖基化修饰会改变蛋白质的空间构象和活性，进而影响下游信号传导的进行。

2.蛋白质分泌糖基化修饰参与了蛋白质的分泌过程。

糖基化修饰可以辅助蛋白质的折叠、稳定和包装，从而促进其在细胞内的受体、途径和器官之间的传递。

3.免疫调节糖基化修饰对免疫系统起到了调节作用。

它在参与免疫细胞的识别和分化、抗原显示和免疫应答等方面发挥了重要作用。

4.发育调控糖基化修饰对生物体的发育起到了重要作用。

在生物体的正常发育过程中，糖基化修饰在细胞分化、器官形成和胚胎发育等方面发挥了重要作用。

三、糖基化修饰与疾病的关联糖基化修饰的异常调控与多种疾病的发生发展密切相关。

例如，某些糖基化修饰异常会导致蛋白质聚集和堆积，引发神经退行性疾病的发生。

糖基化修饰的变化还与肿瘤、炎症和自身免疫性疾病等疾病的发生发展有关。

四、总结与展望糖基化修饰作为一种重要的蛋白质修饰方式，参与了多种细胞过程的调控，对生物体的发育、免疫和疾病的发生发展起着重要作用。

O-GlcNAc综述及其与II型糖尿病的关系鹿闲僧此文档是本人于20110715提交的一份课堂作业，修正了之前文本参考文献格式的问题。

文档内容仅供个人参考。

Abstract：O-GlcNAcylation is a ubiquitous posttranslational modification of nucleocytoplasmic proteins. In this review, I will interpret the extensive crosstalk exists between O-GlcNAcylation and phosphorylation, which regulates signaling in response to nutrients/stress. However, mechanisms regulating O-GlcNAcylation and phosphorylation are quite different as there is only one OGT in mammals while hundreds of distinct kinases. And the non-normal modification of proteins by O-GlcNAcylation will cause many diseases, herein I will review the relationship between O-GlcNAcylation and type 2 diabetes mellitus (T2DM).Keywords：O-GlcNAcylation，Phosphorylation，OGT，T2DM1984年，G.W. Hart 等人首次在鼠类淋巴细胞中发现N-乙酰氨基葡萄糖（GlcNAc）修饰的蛋白质[1]，并证明了蛋白质O-GlcNAc修饰的存在。

蛋白质的修饰与功能调控蛋白质是构成生物体的基本有机分子之一，扮演着诸多生物学过程中不可或缺的角色。

然而，蛋白质的功能并非一成不变，它们可以通过各种修饰方式来实现不同的功能调控。

本文将深入探讨蛋白质的修饰过程以及修饰对功能的影响。

## 1. 磷酸化修饰磷酸化是蛋白质修饰中最常见的一种方式之一。

它通过酶类将磷酸基团添加到蛋白质的特定氨基酸上，如谷氨酸、丝氨酸和苏氨酸。

磷酸化修饰可以改变蛋白质的电荷状态，从而影响其结构和功能。

举例来说，磷酸化可以使一些酶活性降低，从而调节代谢通路的进行。

此外，磷酸化还能影响蛋白质的亲和性，参与信号传导途径等重要生物学过程。

## 2. 甲基化修饰甲基化是指通过酶类在蛋白质的特定氨基酸或者核苷酸上添加甲基基团。

这种修饰方式在DNA、RNA和蛋白质上均有发现。

在蛋白质上，甲基化通常发生在赖氨酸、精氨酸等氨基酸上。

甲基化修饰不仅能影响蛋白质的结构，还可以影响其与其他分子的相互作用，进而调控其功能。

举例来说，一些组蛋白的赖氨酸甲基化可以影响染色质的结构，进而影响基因的表达。

## 3. 乙酰化修饰乙酰化是一种将乙酰基团添加到蛋白质赖氨酸上的修饰方式。

这种修饰方式在某些生物学过程中扮演着重要角色。

乙酰化修饰可以影响蛋白质的稳定性和结构，从而影响其功能。

例如，一些转录因子的乙酰化修饰可以增强其与DNA的结合能力，从而促进基因的转录。

## 4. 糖基化修饰糖基化是一种将糖基团与蛋白质结合的修饰方式。

这种修饰方式在细胞外基质、细胞膜等地方都有发现。

糖基化修饰可以影响蛋白质的稳定性、溶解性以及与其他分子的相互作用。

在细胞信号传导、免疫反应等方面都起到重要作用。

综上所述，蛋白质的修饰是生物体内复杂而精密的调控系统之一。

通过磷酸化、甲基化、乙酰化和糖基化等多种修饰方式，生物体可以精确地调控蛋白质的功能，从而适应不同的环境和生物学需求。

深入理解这些修饰过程对于揭示生物体内的调控机制具有重要意义，也为药物研发和临床治疗提供了重要的参考依据。

O-GlcNAc糖基化修饰的研究进展
王梦荷;郑路;孟领航;王佳佳
【期刊名称】《聊城大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(37)1
【摘要】蛋白质的N-乙酰氨基葡萄糖(O-linked-N-acetylglucosamine,GlcNAc)修饰是一种广泛存在于真核细胞内的O-连接的单糖修饰,其通过β-糖苷键将GlcNAc与细胞质或核蛋白上的丝氨酸或苏氨酸残基结合。

O-GlcNAc糖基化修饰可以调控基因的表达、调节信号转导、参与免疫保护和细胞代谢等生理过程,其异常表达与某些疾病相关,如糖尿病、癌症、心血管和神经退行性疾病等,明确蛋白质的糖基化修饰位点对阐明疾病的发生具有重要意义。

由于O-GlcNAc修饰是一种动态、化学计量的修饰,质谱检测信号响应低,导致位点鉴定困难。

本文将基于O-GlcNAc的生物学功能,对O-GlcNAc糖蛋白的富集方法进行归纳总结,为未来O-GlcNAc相关研究提供思路。

【总页数】10页(P92-101)
【作者】王梦荷;郑路;孟领航;王佳佳
【作者单位】河南大学抗体药物开发技术国家地方联合工程实验室
【正文语种】中文
【中图分类】R9
【相关文献】
1.Tau蛋白 O－GlcNAc糖基化修饰与阿尔茨海默病相关性研究进展
2.蛋白质O-GlcNAc糖基化修饰在妇科肿瘤中的研究进展
3.O-GlcNAc转移酶介导的Kruppel 样因子5 O-GlcNAc糖基化修饰调控细胞周期素D1参与结直肠癌发生、发展实验研究
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糖基化修饰对蛋白质稳定性和功能的影响研究蛋白质是生命中不可或缺的分子，它们扮演着多种生物过程中的重要角色，如运输分子、信号传导、酶催化和结构支持。

蛋白质的功能取决于它们的三维结构以及他们与其他生物分子的相互作用。

然而，蛋白质在生命过程中往往会受到多种影响，包括环境中的温度、pH值、化学物质等等，这些影响可能导致蛋白质的稳定性或功能改变，进而影响生物体的正常生理过程。

其中，一种重要的蛋白质修饰方式——糖基化修饰——被广泛研究。

糖基化修饰是指在蛋白质上共价地结合糖分子，通过酰化、酯化、醚化等化学反应形成特定结构的糖基，并使蛋白质在一定程度上改变了它们的特性和功能。

这种修饰广泛存在于真核生物中的细胞膜、外泌体和细胞外基质等地方。

它能够改变蛋白质的生物降解速度、稳定性、可溶性、活性等特征，从而影响着蛋白质在生命过程中的作用。

糖基化修饰对蛋白质稳定性有何影响呢？首先要了解一下，糖基化修饰会有两种基本的效应：一种是直接影响蛋白质稳定性，另一种是间接影响蛋白质稳定性。

直接影响的效应是由于稳定三维结构的氢键、离子键等结合力以及金属和水分子等离子体内部结构的影响，比如在N-糖基化修饰中，在蛋白质胞外基质的黏性和溶解度的值都会发生变化，这样能够影响其稳定性。

另一方面，间接的影响在糖基化修饰的过程中，糖基团可能包裹住蛋白质，形成一种类似于“保护罩”的结构，能够减少环境的不良影响，从而增强了蛋白质稳定性。

糖基化修饰对蛋白质的功能也有影响。

在糖基化修饰的蛋白质中，糖基分子可能被认为是体内多肽信号的一部分，从而改变了蛋白质与其他分子的结合行为、受体亲和性、分子识别和配对的特征。

例如，由于N-糖基化修饰致使其联合酶5的结构发生变化，其降解所引发的失调可能导致遗传性抑郁症。

此外，N-糖基化修饰还可能影响神经元中蛋白质的转运和功能调节，进而影响学习和记忆。

总体而言，糖基化修饰对蛋白质的稳定性和功能有着重要的影响。

值得注意的是，这种修饰方式不仅限于存在于细胞内的蛋白质，而且也包括在具有药物代谢功能的肝脏中以及在体外合成的医药中。

蛋白质O-GlcNAc糖基化及其细胞生物学功能
杨新颖;李静;耿美玉
【期刊名称】《细胞生物学杂志》
【年(卷),期】2007(29)5
【摘要】糖基化是蛋白质翻译后修饰的一项重要内容,大多数蛋白质糖基化发生在细胞膜表面,且糖链结构复杂。

而发生在细胞浆与细胞核内的、单个O-GlcNAc修饰的蛋白质糖基化现象,因其独特的细胞定位、糖链连接方式以及重要的生物学调控作用而日益成为糖生物学领域研究的热点。

现对蛋白质O-GlcNAc修饰及其细胞生物学功能研究进展情况进行综述。

【总页数】5页(P682-686)
【关键词】O-GlcNAc;O-磷酸化;OGT;O-GlcNAcase;阴-阳学说
【作者】杨新颖;李静;耿美玉
【作者单位】中国海洋大学医药学院分子药理室
【正文语种】中文
【中图分类】Q786
【相关文献】
1.O-GlcNAc糖基化对Nalm-6细胞生物学行为及依托泊苷诱导凋亡的影响 [J], 张冰;李栋;时庆;鞠秀丽
2.蛋白质O-GLcNAc糖基化与运动抗抑郁的神经机制 [J], 王红梅;刘微娜;季浏
3.蛋白质O-GlcNAc糖基化与心血管疾病 [J], 赵培;张佳佳;龚开政
4.基于电子转移/高能碰撞解离质谱碎裂的O-GlcNAc糖基化位点定量分析方法在高脂喂养小鼠肝脏糖蛋白质组分析中的应用 [J], 邵文亚;张丽华;张玉奎;梁玉;刘键熙;刘洪涛;王钊伟;随志刚;赵宝锋;张晓丹;梁振
5.蛋白质O-GlcNAc糖基化修饰在妇科肿瘤中的研究进展 [J], 马春;张鑫磊;杨虎林;翟宇宏;张玮
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GlcNAc糖基转移酶表达下调对tau蛋白磷酸化的影响【摘要】以人O GlcNAc糖基转移酶（OGT）基因为靶点，研究小干扰RNA（small interference RNA，siRNA）对HEK293T细胞中OGT 基因表达的抑制作用，以及这种抑制作用对tau蛋白磷酸化与糖基化修饰的影响。

方法：根据人OGT基因序列特点，设计高效且特异性强的siRNA。

用脂质体转染siRNA进入HEK293T细胞，通过实时PCR检测siRNA对OGT基因表达的抑制。

用蛋白免疫印迹法检测tau蛋白糖基化与磷酸化修饰的变化。

结果：设计的siRNA能够有效抑制OGT 基因的表达，与空白组相比，抑制效率可达78.1%左右。

OGT基因表达的下调使tau蛋白糖基化水平下降，而磷酸化水平增高。

结论： tau 蛋白的糖基化负调节其磷酸化,葡萄糖摄入减少或代谢降低可能在阿尔茨海默尔病的发生发展中起关键作用。

【关键词】阿尔茨海默尔病 tau蛋白 O GlcNAc糖基转移酶RNA干扰［Abstract］Objective: To investigate the inhibitory effect of small interference RNA(siRNA)targeting OGT gene on the alteration of tau phosphorylation and glycosylation level in human being. Methods： The siRNA NC and the siRNA targeting OGT gene were chemically synthesized and transfected intoHEK293T cells via lipofectamine2000.Realtime PCR was employed to evaluate the efficacy of RNA interference. The level of tau phosphorylation and glycosylation were detected by Western blot. Results： The designed siRNA could effectivly downregulate the OGT mRNA expression to 78.1% while compared with blank group. The level of the tau phosphorylation at various sites was significantly upregulated and the level of the tau glycosylation was downregulated with the inhibition of OGT gene expression. Conclusion：The modification of phosphorylation and glycosylation of tau protein indicated the apparent negative correlation, which probably was induced by deficient brain glucose uptake/metabolism in Alzheimer′s disease［Key words］Alzheimer′s disease; tau; OGT; RNA interfering阿尔茨海默尔病（Alzheimer′s disease, AD）的病理特征包括大脑局部尤其是海马和皮层神经元退行性病变，细胞内神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles，NFT)和细胞外老年斑（senile plaque ,SP）沉积。

评述第50卷第11期 2005年6月蛋白质翻译后修饰研究进展胡笳郭燕婷李艳梅*(清华大学化学系, 生命有机磷化学及化学生物学教育部重点实验室, 北京 100084. *联系人, E-mail: liym@)摘要蛋白质翻译后修饰在生命体中具有十分重要的作用. 它使蛋白质的结构更为复杂, 功能更为完善, 调节更为精细, 作用更为专一. 常见的蛋白质翻译后修饰过程有泛素化、磷酸化、糖基化、脂基化、甲基化和乙酰化等. 泛素化对于细胞分化与凋亡、DNA修复、免疫应答和应激反应等生理过程起着重要作用; 磷酸化涉及细胞信号转导、神经活动、肌肉收缩以及细胞的增殖、发育和分化等生理病理过程;糖基化在许多生物过程中如免疫保护、病毒的复制、细胞生长、炎症的产生等起着重要的作用; 脂基化对于生物体内的信号转导过程起着非常关键的作用; 组蛋白上的甲基化和乙酰化与转录调节有关. 在体内, 各种翻译后修饰过程不是孤立存在的. 本文对上述几种类型的蛋白质翻译后修饰的研究近况进行了综述, 讨论了各种翻译后修饰形式相互影响、相互协调的关系.关键词蛋白质翻译后修饰泛素化磷酸化糖基化脂基化甲基化乙酰化以色列科学家A. Ciechanover, A. Hershko 和美国科学家O. Rose由于揭示了泛素调节的蛋白质降解机理, 指明了蛋白质降解研究的方向, 获得2004年诺贝尔化学奖. 这一研究成果有助于人类进一步认识自身免疫系统, 在DNA修复和控制、人类疾病的治疗方面具有重要意义.蛋白质的泛素化, 其实是蛋白质翻译后修饰的一种. 蛋白质翻译后修饰, 是指在mRNA被翻译成蛋白质后, 对蛋白质上个别氨基酸残基进行共价修饰的过程. 蛋白质翻译后修饰在生命体中具有十分重要的作用. 人类基因组计划的完成是20世纪最伟大的科技成果之一. 在对人类基因组进行仔细研究后发现, 人类基因大约有30000~50000个[1], 这仅仅是线虫和果蝇染色体基因数的3~5倍. 而生命体内复杂生命过程的调控, 仅仅靠这样小数目的基因远不能满足需要. 因此, 蛋白质翻译后修饰过程尤为重要. 它使蛋白质的结构更为复杂, 功能更为完善, 调节更为精细, 作用更为专一. 细胞内许多蛋白质的功能, 是通过动态的蛋白质翻译后修饰来调控的; 细胞的许多生理功能, 例如细胞对外界环境的应答[2], 也是通过动态的蛋白质翻译后修饰来实现的. 人类生命过程的复杂性不单是基因直接表达的结果, 正是蛋白质翻译后修饰, 使得一个基因并不只对应一个蛋白质, 从而赋予人类生命过程更多的复杂性.1蛋白质翻译后修饰过程在真核动物细胞中有20多种蛋白质翻译后修饰过程, 常见的有泛素化、磷酸化、糖基化、脂基化、甲基化和乙酰化等. 近年来, 随着人类基因组和蛋白质组学工作的开展, 关于蛋白质翻译后修饰的研究也取得一系列进展.1.1泛素化一直以来, 人们都忽视了蛋白质水解酶参与的细胞功能的调控. 泛素和与其相关的蛋白水解酶的发现, 给整个科学界带来了革命性的影响. 泛素由76个氨基酸组成, 高度保守, 普遍存在于真核细胞内, 故名泛素. 共价结合泛素的蛋白质能被蛋白酶识别并降解, 这是细胞内短寿命蛋白和一些异常蛋白降解的普遍途径. 与消化道内进行的蛋白质水解不同, 从泛素与蛋白的结合到将蛋白水解成小的肽段, 整个水解过程需要能量参与[3]. 人们开始意识到泛素-蛋白酶系统是一个对于真核细胞非常重要的调节系统.(1) 泛素-蛋白酶系统. 泛素-蛋白酶系统是存在于所有真核生物细胞的调控系统[4]. 20世纪70~80年代, 泛素调节蛋白质降解的机理之谜被揭开(图1), 降解过程中需要三种酶的参与: 泛素激活酶(E1)、泛素结合酶(E2)和泛素蛋白质连接酶(E3)[5~7]. 泛素化降解蛋白的过程中对蛋白的特异性识别依赖E3. 由E2s和E3s介导的泛素化过程可以被去泛素化酶(DUBs)逆转(图2). 目前发现的DUBs可分为两大类: 泛素碳端水解酶(ubiquitin C-terminal hydrolases, UCHs)和泛素特异性蛋白酶(ubiquitin-spicific pro-第50卷 第11期 2005年6月评 述图1 泛素-蛋白酶系统对蛋白特异性水解机理[7]图2 DUBs 参与的泛素化调控[8]cessing proteases, UBPs), 两者都是半胱氨酸水解酶[8]. 通常情况下, UCHs 主要水解羰基端的酯和泛素的氨基键, 也可以分解泛素前体, 生成活泼的泛素分子; UBPs 分解泛素多聚体链.(2) 泛素化在生命体中的作用. 泛素化对于细胞分化、细胞器的生物合成、细胞凋亡、DNA 修复、新蛋白生成、调控细胞增殖、蛋白质输运、免疫应答和应激反应等生理过程都起到很重要的作用.Bence 等[9]发现, 蛋白的沉积可直接削弱泛素-蛋白酶系统的功能. 两种不相关但有聚合倾向的蛋白的瞬时表达, 几乎可以完全抑制泛素-蛋白酶系统. 由于泛素介导的蛋白质水解在调节细胞活动中的重要地位, 引起蛋白聚集的潜在机制将导致细胞的紊乱和细胞凋亡.神经元包含体中含有泛素化的纤维状蛋白沉积物, 是很多人类神经退行性疾病如老年痴呆、帕金森病的主要特征[10,11]. Engelender 等[11]发现 Lewy 体中存在泛素连接酶E3 SIAH-1, SIAH-2 与synphilin-1的相互作用. Synphilin-1/SIAH 复合物无法水解, 导致生成了大量泛素化的细胞内含物. 与synphilin-1的情况类似, 在完整的细胞内, SIAH-2与α-synuclien 作用使之单泛素化, 单泛素化蛋白是无法被蛋白水解酶特异性地水解. 如果泛素-蛋白酶系统无法水解蛋白, 会导致细胞内含物的形成. Layfield 等[12]通过在评 述第50卷 第11期 2005年6月分子水平检查含泛素的包含体, 对包含体中出现泛素化蛋白给予了新的解释: 包含体中泛素化蛋白的出现, 不能说明是由泛素介导的蛋白质水解的失调所引起的, 而可能是细胞二级的、保护性的反应. 泛素化很可能是一个后续过程. 在这样一个假设模型下, 其他因素更易促进包含体的形成.泛素化也是组蛋白修饰的一种重要形式, 组蛋白的H2A 和H2B 是泛素化多发位点, 已经找到了组蛋白H2B 泛素化酶[13~15], 并且发现组蛋白H2B 泛素化和组蛋白甲基化存在关联[16]. Wang 等[17]对一种E3 hPRC1L (human polycomb repressive complex 1-like)进行纯化, 并对其功能进行确认, 发现hPRC1L 特异性地作用于组蛋白H2A, 对核小体组蛋白H2A 的Lys 119单泛素化. 另外, S. cerev isiae H2B C 端的Lys 123是E3 Rad6的作用底物, 这种修饰对减数分裂和有丝分裂都很重要. TBP 相关复合物Taf II 250被证明能泛素化修饰H1, 这也可能和转录有关[18].激活子的泛素化对于转录激活是十分重要的. 2001年 Salghetti 等[19]提出, 泛素化可以作为激活作用和激活子重新构造的双信号, 调节TAD 功能. E3 Met30使转录激活子VP16 TAD 泛素化.在对p53的研究中发现, HAUSP (herpes virus- associated ubiquitin specific protease)是一种在体内外能对p53去泛素化的蛋白, 在Mdm2存在下仍可稳定p53[20]. 在体内外, COP1可作为泛素蛋白连接酶特异性地与p53结合, 然后依靠泛素-蛋白酶系统将其水解, 阻止p53介导的转录和细胞凋亡[21]. 1.2 磷酸化磷酸化是通过蛋白质磷酸化激酶将ATP 的磷酸基转移到蛋白的特定位点上的过程. 大部分细胞过程实际上是被可逆的蛋白磷酸化所调控的, 至少有30%的蛋白被磷酸化修饰[22,23]. 磷酸化的作用位点为蛋白上的Ser, Thr, Tyr 残基. 在磷酸化调节过程中, 细胞的形态和功能都发生改变.可逆的磷酸化过程几乎涉及所有的生理及病理过程(图3), 如细胞信号转导、肿瘤发生、新陈代谢、神经活动、肌肉收缩以及细胞的增殖、发育和分化等. Fisher 和Krebs 因其在蛋白质可逆磷酸化作为一种生物调节机制方面的研究而获得1992年诺贝尔生理学及医学奖.在细胞信号转导过程中, 作为细胞信号的一些图3 磷酸化调节细胞过程第50卷第11期 2005年6月评述激素或细胞因子, 与细胞膜受体或细胞内受体结合并被激酶激活, 激素或信号因子随着激酶的磷酸化也被磷酸化, 引起细胞内的信号效应.在癌症研究中发现, 微管蛋白的磷酸化可能导致癌症的发生. 细胞中使用“最后检验点策略”(LCP)控制细胞凋亡, 即将含有硝基化酪氨酸的α-微管蛋白组装到微管上, 这将导致微管功能失常而最终导致细胞凋亡. 但如果微管蛋白酪氨酸连接酶(TTL)被磷酸化, 将可能使细胞“躲过”LCP控制的细胞凋亡, 从而最终发展成为癌细胞[24].在DNA新陈代谢的研究中发现, 细胞中DNA损伤可导致人的复制蛋白A(RPA)32 kD亚基N端的过度磷酸化, 这有助于调控DNA的新陈代谢, 促进DNA修复. 有数据显示, 过度磷酸化会导致RPA构象改变, 降低DNA复制的活性, 但不会影响DNA的修复[25].Cabrejos等[26]研究了脊椎动物蛋白激酶CK2催化通用转录因子TFⅡA, TFⅡE, TFⅡF和RNA聚合酶Ⅱ(RNAPⅡ)的磷酸化作用. 结果显示, TFⅡA, TFⅡE和TFⅡF最大的亚单元被CK2全酶磷酸化, RNA聚合酶Ⅱ的214 kD和20.5 kD亚基被CK2磷酸化; TFⅡA, TFⅡF和RNAPⅡ的磷酸化促进了Ad-MLP启动子在TATA box上形成复合物, 其中TFⅡF 的磷酸化促进转录, RNA聚合酶Ⅱ的磷酸化则对转录有明显的抑制作用.Maile 等[27]在对组蛋白磷酸化的研究中发现, 果蝇通用转录因子TFⅡD亚单位TAF1的C端激酶结构域(carboxyl-terminal kinase domain, CTK)对组蛋白H2B上进化保守的丝氨酸33(H2B-S33)进行磷酸化. 细胞周期调节基因string和分割基因giant的启动子H2B-S33的磷酸化与转录活性相关.Evans等[28]在对肝炎病毒C(HCV)非结构蛋白5A (NS5A)的研究中发现, RNA的有效复制需要HCV NS5A和hVAP-A(human vesicle-associated membrane protein-associated protein A)的相互作用. 进一步的研究发现, 抑制NS5A磷酸化的适应性突变, 可促进其与hVAP-A的结合. NS5A的磷酸化负向调节滤过性病毒RNA的复制.Jones等[29]发现了一个新的调控SHP-1的机制:通过蛋白激酶Cα催化SHP-1 C端Ser591磷酸化, 磷酸化负向调节SHP-1的活性, 即SHP-1的磷酸化导致它在体外对Vav1酪氨酸去磷酸化能力的降低, 进而导致底物酪氨酸磷酸化程度加深.李艳梅等1,2)研究发现蛋白质的磷酸化通过氢键作用从而改变蛋白的局部构象. 在对c-Fos蛋白C端结构域上的磷酸化修饰的研究中, 发现S362的磷酸化引发了局部构象的改变进而影响turn结构的稳定性3). 另外采用MALDI-TOF MS对源自磷酸化蛋白的磷肽进行了源后裂解(PSD)的分析. 探索出了不同氨基酸磷酸化的磷肽在MALDI-TOF MS中源后裂解的规律, 提供了磷肽中磷酸化位点的信息[30].1.3糖基化蛋白质的糖基化是低聚糖以糖苷的形式与蛋白上特定的氨基酸残基共价结合的过程.蛋白质糖基化可以按照氨基酸和糖的连接方式分为四类: O位糖基化、N位糖基化、C位甘露糖化以及 GPI (glycophosphatidlyinositol)锚定连接[31].O位糖基化多发生在临近脯氨酸的丝氨酸或苏氨酸残基上, 糖基化位点处的蛋白多为β构型. O位多聚糖以逐步加接单糖的形式形成低聚糖. 目前没有发现特异的蛋白序列作为糖基化位点. O位糖基化反应发生在细胞内两个部位, 一是发生在高尔基体上, 一是发生在细胞核或细胞质中[32]. 发生在高尔基体上的糖基化, 起始于丝氨酸和苏氨酸羟基上连接N-乙酰半乳糖胺、N-乙酰葡萄糖胺、甘露糖、海藻糖等的还原端. 分泌蛋白和膜结合蛋白O位糖基化发生在N位糖基化及蛋白折叠之后[33], 在高尔基体顺面上完成[34]. 发生在细胞核和细胞质中的糖基化是在丝氨酸或苏氨酸残基上连接一个单糖: N-乙酰葡萄糖胺[31]. 在哺乳动物体内最常见的O位糖基化形式是由GalNAc转移酶催化的O-GalNAc 糖基化, 进而连接Gal, GalNAc或者GlcNAc部分.O-GlcNAc糖基化从构象上分为两类: O-α- GlcNAc和O-β-GlcNAc, 且此糖基化过程可逆[31]. 它1) Luo S Z, Li Y M, Su X Y, et al. Hydrogen-bonding interactions induced by phosphorylation stereochemically influences the local structure of peptides. Chem Biochem, 待发表2) Luo S Z, LI Y M, Chen Z Z, et al. Synthesis and matrix assisted laser desorption/ionization time of flight (MALDI-TOF) mass spectrometry study of phosphopeptide. Letters in Peptide Science, 2004, 10: 57~623) 李艳梅, 罗施中, 黄志平, 等. 利用MALDI-TOF鉴定蛋白质翻译后修饰位点的研究. 中国蛋白质组学第二届学术会议论文集, 大连, 2004. 66~67评述第50卷第11期 2005年6月主要有三个特征: 糖基化位点与蛋白激酶作用位点相似; 糖基化与磷酸化相互抑制, 对很多蛋白有去磷酸化作用; O-GlcNAc糖基化高度动态, 对细胞信号等能做出快速反应[32].N位糖基化是在内质网上由糖基转移酶催化, 在内分泌蛋白和膜结合蛋白的天冬酰氨残基的氨基上结合寡糖的过程. 普遍认为N位糖基化发生在蛋白Asn-Xaa-Ser/Thr(Xaa为除脯氨酸外的所有氨基酸残基)序列上[35], 少数情况下Asn-Xaa-Cys序列也作为糖基化位点[31].C位甘露糖化是将一分子α-mannopyranosyl残基通过C—C键连接到色氨酸吲哚环C-2上, 这种糖基化方式多发生在模体 W-X-X-W, W-X-X-C或者W-X-X-F的第一个色氨酸残基上. GPI锚定连接指的是磷脂酰-纤维糖组在靠近蛋白C端部位结合, 将蛋白连接到细胞膜上[31,32].(1) 糖基化位点分析. 糖基化位点的确定需要对蛋白进行消化水解、分离, 并采用质谱(MS)或串联质谱(MS/MS)等检测手段. 液相色谱(LC)与MS相结合, 也为在水解混合物中确定糖基化位点提供了可靠的方法. Krokhin等[36]利用MALDI技术对糖基化位点进行指认和确定, 并着手糖肽先导物离子自动指认软件的开发工作.(2) 糖蛋白的合成. 糖蛋白的合成一直阻碍研究蛋白质糖基化对蛋白功能和结构的影响, 当涉及到对类似物进行选择性修饰时化学合成尤为困难.2004年, Zhang等[37]报道了一种共翻译合成法, 以得到选择性糖基化修饰蛋白. 被修饰的氨基酸可被基因编码. 该法可广泛应用于其他类型的后修饰的蛋白合成. 同时也提供了一种制备糖肽药物的潜在手段.近期研究发现人类胃肠道病原体(Campylobacter jejuni)内N位糖基化途径, 在C. jejuni及相关种类细菌Campylobacter coli. 内O位糖基化途径也被确认, 这为糖肽生物合成的研究提供了模型. 上述两种细菌体内的N和O位糖基化途径与真核生物体内的相似, 具有相似的生物学功能, 其基因类似物在其他有机体内也能找到, 连接到糖肽上的多聚糖复合物具有普遍的生物合成前体[38].(3) 糖基化在生命体中的作用. 蛋白质的糖基化影响蛋白的功能[39], 在许多生物过程中起着重要的作用, 如免疫保护、病毒的复制、细胞生长、细胞与细胞之间的黏附、炎症的产生等. 很多蛋白, 如转录因子、核小孔蛋白、热休克蛋白、RNA聚合酶Ⅱ、致癌基因翻译产物、酶等, 都发现了糖基化这种翻译后修饰方式[40](图4). 糖基化异常经常导致疾病的发生. 在帕金森病、风湿性关节炎和其他与自由基相关的疾病患者体内, 检测到铁转移蛋白糖基化水平过高. 铁转移蛋白是一种糖基化的金属转运血清蛋白, 糖基化稳定了铁转移蛋白, 间接地调节了铁离子的平衡[41]. 另有大量文献报道糖基化的紊乱与迅速发展的肌营养不良相关: Muntoni等[42]通过对糖基转移酶活性的鉴定, 发现导致肌肉营养失调的新机制. 在所有的病例中, 普遍存在非正常的α-dystroglycan糖基化.李艳梅等1)研究了O-GlcNAc修饰的功能性多肽的合成, O-GlcNAc修饰对多肽构象和生物功能的影响及O-GlcNAc和O-phosphorylation修饰对调节作用的联系与影响.基于糖基化在生物体内的重要作用, 以糖基化作为治疗位点的药物也相继问世, 治疗机制是对于相应的酶进行调节. 含亚氨基的糖是单糖的模拟物, 它用N原子替代了环上的O原子. 亚氨基糖家族可以抑制许多糖基化酶, 包括ER α-葡糖苷酶Ⅰ, Ⅱ以及神经酰胺特异性糖基转移酶. 对ER α-葡糖苷酶低水平的抑制, 可以治疗滤过性病毒感染而不危害宿主细胞. 亚氨基糖N-nonyl-deoxynojirimycin (N-nonyl- DNI)对肝炎病毒B动物模型、小牛腹泻病毒模型和肝炎病毒C体外模型, 都具有抗病毒活性[43].1.4脂基化蛋白质脂基化为长脂肪链通过O或者S原子与蛋白质缀合得到蛋白缀合物的过程, 通常是蛋白质分子中半胱氨酸残基的S键被棕榈酰基乙酰化, 或者被法呢基烷基化. 这两种脂肪链通常共同修饰同一个蛋白质分子, 通过脂肪链与生物磷脂膜良好的相溶性, 将蛋白质固定在细胞膜上[39].脂蛋白是一类膜结合蛋白, 其特定的脂肪链修饰, 帮助这类蛋白在细胞膜上定位, 并进一步协助该蛋白发挥生物功能. 近年来生物物理学研究发现, 脂蛋白只有固定在膜上之后, 才有参与生物功能的活1) 陈永湘, 李艳梅, Schlummer S, 等. O-GlcNAc修饰多肽的化学合成与功能研究. 第三届全国化学生物学学术讨论会论文摘要集. 长沙, 2004. 3~15第50卷 第11期 2005年6月评 述图4 细胞中涉及糖基化的蛋白质[40]性[2].(1) 脂蛋白的合成. 近10年来, 人们采用基因工程和有机合成相结合的方法合成脂蛋白缀合物, Waldmann 等[44]在此方面的研究取得了重大突破. 他们应用酶和贵金属作为催化剂, 利用固相合成法合成脂修饰的多肽. 合成中引入一种人工的连接基团, 并使用马来酰亚胺己酸(MIC)作为保护基. 通过该基团与Cys 形成S 键, 将多肽片段与通过基因工程得到的截断了C 端的蛋白质结合起来. 体外实验发现, 这些蛋白具有很好的生物功能. SPR 测试发现脂蛋白和膜的结合力比较强, 通过荧光显微技术观察这种脂蛋白在细胞中的分布情况, 发现与生物体内的现象非常接近. 2003年, Waldmann 等[45]又提出了合成脂基中含有光学活性苯甲酮的法呢基修饰N-Ras 七肽的方法. 该合成策略是以固相合成带有N 端七肽的片断聚合为基础. 其中, 合成的七肽缀合物带有不同法呢基类似物修饰的半胱氨酸甲酯. 运用该法还合成了与四种法呢基类似物相连的24肽, 其中的两种光学活性缀合物与人致瘤N-RasG12V ∆181相连. 细胞转化实验显示这种半合成蛋白仍保持生理活性.(2) 脂基化在生命体中的作用. 脂基化对于生物体内的信号转导过程起着非常关键的作用, 脂基化蛋白相当于细胞信号转导的开关. 在人体信号转导过程中, 从生长因子到基因表达的调控需要经过一系列的过程. 信号从生长因子受体转导到含有SH2结构域的接头蛋白, 再继续转导到鸟苷酸交换因子, 然后转导到Ras 蛋白, Ras 蛋白与GTPd 的结合, 对整个信号转导过程起到开关的作用. Ras 在生物体内的循环过程如图5所示. 近年来提出Ras 蛋白是一种很有效的药物靶点.非正常修饰的脂蛋白, 会影响信号转导的过程. 在30％的人体肿瘤中都发现了Ras 蛋白的变体, 其中80％肿瘤为恶性[46]. 在细胞内, 产生非正常修饰的原图5 Ras 蛋白在细胞内循环示意图评述第50卷第11期 2005年6月因是Ras蛋白发生了点突变, 是化学信号刺激还是基因变异导致了Ras蛋白的突变, 尚不清楚. 以蛋白质脂基化作为药物靶点已取得一定成绩. 法呢基转移酶抑制剂在抗肿瘤治疗中具有很好的疗效[47], 而对于正常的细胞却没有任何毒性. 同样, 棕榈酰基转移酶抑制剂也表现出抗肿瘤特性, 对于乳腺癌、前列腺癌等均有作用.1.5甲基化蛋白质的甲基化同其他翻译后修饰过程一样, 机理复杂, 在生命调控过程中地位重要. 蛋白质的甲基化修饰是在甲基转移酶催化下, 在赖氨酸或精氨酸侧链氨基上进行的甲基化. 另外也有对天冬氨酸或谷氨酸侧链羧基进行甲基化形成甲酯的形式, 这里主要关注前一种甲基化形式. 甲基化增加了立体阻力, 并且取代了氨基的氢, 影响了氢键的形成. 因此, 甲基化可以调控分子间和分子与目标蛋白的相互作用.(1) 精氨酸甲基化分类. 1967年, Paik和Kim发现了精氨酸的甲基化, 并发现了它在信号转导、转录活化、蛋白质分拣等生命过程中所起的作用. 许多蛋白都可以进行精氨酸甲基化. 真核细胞中, 甲基化精氨酸有三种: N G-单甲基化精氨酸(MMA), N G N G(不对称)二甲基化精氨酸(aDMA)和N G N’G (对称)二甲基化精氨酸(sDMA). 不同蛋白的精氨酸残基采取不同的甲基化形式, 有些蛋白也可采用多种甲基化形式. 异核核糖核酸蛋白(hnRNPs)和其他RNA结合蛋白的甲基化经常是在RGG三肽片段上. 同时, 所有RGG片段中的精氨酸甲基化, 都是单甲基化和不对称二甲基化而不是对称二甲基化; 在RXR片段和RG片段中也是不对称二甲基化; 而髓鞘碱蛋白(myelin basic protein, MBP)的精氨酸残基不仅可以单甲基化, 而且还可以进行对称二甲基化; SmD1蛋白和SmD3蛋白中的精氨酸残基进行对称二甲基化. 与hnRNPs不同, 髓鞘碱蛋白, SmD1蛋白和SmD3蛋白中甲基化的精氨酸位于GRG三肽片段中, 这说明精氨酸残基前后一两个位置上的氨基酸种类不同, 可能影响其甲基化形式.(2) 组蛋白上的甲基化修饰. 组蛋白对于转录等过程至关重要, 它是通过对其末端的化学修饰作用如磷酸化、乙酰化和甲基化等参与细胞核中生命活动. 组蛋白赖氨酸和精氨酸的甲基化同转录调节和异染色体的形成有关[48]. 总之, 组蛋白乙酰化水平增加与转录活性增强有关, 而组蛋白甲基化修饰的结果则相对复杂, 它可以是转录增强或转录抑制.(ⅰ) 组蛋白赖氨酸甲基化. 组蛋白赖氨酸甲基化发生在H3-K4, H3-K9, H3-K27, H3-K36, H3-K79和H4-K20上, 还可发生于H1 N端. H3-K9, H3-K27, H4-K20的甲基化与染色体的钝化过程有关, 而H4-K9的甲基化可能与大范围的染色质水平的抑制有关. H3-K4, H3-K36, H3-K79位的甲基化与染色体转录激活过程有关, 其中H3-K4的单甲基化修饰可以对抗H4-K9甲基化所导致的基因抑制[49].2001年, Hisashi等[50]首先证明了组蛋白H3-K9甲基化和DNA甲基化的关联. 对脉胞菌N. crassa中DNA甲基化缺陷的突变株进行基因扫描, 鉴定出一个包含SET结构域的基因dim-5. Dim-5是一个H3 组蛋白甲基转移酶(HMTase), 其对H3-K9的甲基化能够直接或间接通过一个对甲基化H3-K9位点有亲和作用的介导子来结合DNA甲基化酶. 2002年, Jackson等[51]对拟南芥kryptonite突变株的功能分析进一步证实了这一关系.Shi等人[52]研究发现, 胺氧化酶的核同源物LSD1(KIAA0601)可作为组蛋白去甲基化酶和转录共抑制子.LSD1专一地使组蛋白H3 Lys4去甲基化. 赖氨酸去甲基化反应通过氧化反应发生, 产生甲醛. 重要的是,LSD1经RNAi抑制后, 引起H3 Lys4甲基化的增加和相应的目标基因的抑制, 表明LSD1通过组蛋白去甲基化抑制转录. 这个研究揭示了组蛋白甲基化是通过组蛋白甲基化酶和去甲基化酶进行动态调控的.(ⅱ) 组蛋白精氨酸甲基化. 组蛋白精氨酸甲基化位点为H3-R2, H3-R4, H3-R17, H3-R26, 它们都可以增强转录.虽然人们早已了解组蛋白甲基转移酶, 但尚未发现去甲基化酶. 2004年, Cuthbert 等[53]提出了“deimination”的过程, 即将组蛋白的精氨酸转变为瓜氨酸, 用以拮抗在精氨酸上的甲基化. 随后, Wang 等[54]的研究显示, PAD4 (peptidyl arginine deiminase 4)通过将甲基精氨酸转换成瓜氨酸, 调节组蛋白精氨酸甲基化, 同时生成甲氨. 研究发现PADI4 (peptidyl arginine deiminase 4, Wang 等将其缩写为PAD4)特异地作用于H3末端的精氨酸残基R2, R8, R17和R26, 使之转变为胍氨酸. 由PAD4介导的deimination过程。

中文摘要中文摘要研究背景：糖尿病已经成为威胁全球人类健康的主要威胁之一，并且其心血管并发症是糖尿病患者死亡的重要原因。

糖尿病性心脏损伤（diabetic heart injury，DHI）是糖尿病的常见心血管并发症，其定义为在无冠状动脉硬化和高血压等疾病情况下，单纯由糖尿病长期发展而诱发的心肌结构和功能的损伤。

DHI早期的临床表现以心肌舒张功能障碍为主，晚期以心肌收缩功能障碍为主。

长期不可逆的DHI最终导致多种心律失常的发生，如：室性早搏（室早）和室性心动过速（室速），甚至心源性猝死。

上述疾病进程中的详细分子机制以及涉及的相关信号通路十分复杂。

DHI诱发的心律失常其可能的分子机制如下：内质网应激、细胞内钙稳态失衡和细胞内离子稳态的离子通道功能及表达异常等。

尤其是离子通道蛋白和功能在其中的作用及相关调控机制仍然知之甚少。

最新研究显示，O-GlcNAc糖基化通过参与调控心肌细胞内代谢和细胞的昼夜节律，从而促进了心律失常的易感性增加。

我们前期结果发现，链脲佐菌素（STZ）诱导的DHI 表型中的心肌细胞胞浆内钠离子通道蛋白Nav1.5表达增加，蛋白的O-GlcNAc 糖基化水平升高。

然而，O-GlcNAc糖基化Nav1.5蛋白在DHI诱导的心律失常中的作用及其具体分子机制尚未阐明。

研究目的：尽管研究发现O-GlcNAc糖基化在DHI的发生和发展中发挥重要作用，然而其在DHI诱导的心律失常的分子机制仍不明确。

为了研究O-GlcNAc糖基化及钠离子通道蛋白Nav1.5在DHI诱导的心律失常中的作用，我们通过在体动物和离体细胞实验证实O-GlcNAc糖基化Nav1.5参与DHI诱导的心律失常，并探讨其潜在的分子机制，为将来防治糖尿病患者发生心律失常的干预靶点提供理论依据。

研究方法：本研究动物实验所采用实验方法包括：血糖和无创血压测定、超声心动图中文摘要（Vevo2100）、心电图（ECG）采集与分析（TA11CTA-F40）、程序性电刺激实验（Model 2352 Programmable Stimulator）、real-time RT-PCR、Western Blot、免疫共沉淀、免疫荧光标记和组织学染色等。

O-GlcNAc糖基转移酶表达下调对tau蛋白磷酸化的影响杨江勇;施建华;沈勤【期刊名称】《江苏大学学报（医学版）》【年(卷),期】2008(018)003【摘要】目的: 以人O-GlcNAc糖基转移酶(OGT)基因为靶点,研究小干扰RNA(small interference RNA,siRNA)对HEK293T细胞中OGT基因表达的抑制作用,以及这种抑制作用对tau蛋白磷酸化与糖基化修饰的影响.方法: 根据人OGT 基因序列特点,设计高效且特异性强的siRNA.用脂质体转染siRNA进入HEK293T 细胞,通过实时PCR检测siRNA对OGT基因表达的抑制.用蛋白免疫印迹法检测tau蛋白糖基化与磷酸化修饰的变化.结果: 设计的siRNA能够有效抑制OGT基因的表达,与空白组相比,抑制效率可达78.1%左右.OGT基因表达的下调使tau蛋白糖基化水平下降,而磷酸化水平增高.结论: tau蛋白的糖基化负调节其磷酸化,葡萄糖摄入减少或代谢降低可能在阿尔茨海默尔病的发生发展中起关键作用.【总页数】6页(P193-196,200,彩插1)【作者】杨江勇;施建华;沈勤【作者单位】南通大学医学院生物化学教研室,江苏,南通,226001;南通大学医学院生物化学教研室,江苏,南通,226001;南通大学医学院生物化学教研室,江苏,南通,226001【正文语种】中文【中图分类】Q555;R34【相关文献】1.Tau蛋白磷酸化及O-GlcNAc糖基化修饰与阿尔茨海默病 [J], 第五永长2.文冠果壳苷对侧脑室注射STZ致痴呆大鼠脑内tau蛋白磷酸化及O-GlcNAc修饰的调节作用 [J], 邹莉波;刘鹏;迟天燕;纪雪飞;徐倩;金戈;3.O-GlcNAc糖基转移酶在原核和真核细胞中的表达和提纯 [J], 钱慰;刘飞;龚成新;金淑仪4.骨肉瘤中O-GlcNAc糖基转移酶的表达及其对增殖和顺铂敏感性的影响 [J], 祝开忠;王挺锐;陈焕雄;陈涛;钟贞浩5.远志皂苷元对PC12细胞tau蛋白磷酸化和O-GlcNAc糖基化的影响 [J], 陈玉静;黄小波;陈文强;王宁群因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

International Journal of Psychiatry and Neurology 国际神经精神科学杂志, 2017, 6(2), 7-12 Published Online May 2017 in Hans. /journal/ijpn https:///10.12677/ijpn.2017.62002文章引用: 陈亦刚. Tau 的异常磷酸化与Tau 病[J]. 国际神经精神科学杂志, 2017, 6(2): 7-12.Abnormally Phosphorylated Tau and TauopathiesYigang ChenMedical College, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan HubeiReceived: May 6th , 2017; accepted: May 24th , 2017; published: May 27th , 2017AbstractTau is the very important microtuble-associated protein in the brain. Abnormally phosphorylated tau plays an important effect. Tauopathy is a total name of the diseases aroused by abnormal tau protein, being the neurodenatured diseases with the accumulation of abnormally phosphorylated tau in the neural cells and neuroglias. The hyper-phosphorylation at some regions of tau may af-fect the binding ability of tau with the microtuble, and being severer, the hyper-phosphorylation can improve and enhance the accumulation of tau. There are many evidences, that manifested the hyper-phosphorylation of tau protein may happen in the most early stage in the pathological courses of Alzheimer’s disease and the other diseases caused by the abnormal tau protein. Hy-per-phosphorylation of tau protein can be caused by the up-regulation of the activity in the pro-tein kinases or the down-regulation of the activity in the protein phosphatases. It is still not clear how do happen the neurodegenerative diseases such as AD and so on. The deep researches about the relative function and regulation-control mechanism of tau protein maybe provide some new thinking for us understanding the clinic and pathophysiological mechanism, and offer certain bases for the diagnosis and treatment in the early stage of the diseases. KeywordsProtein, Tau, Abnormal Phosphorylation, Tauopathy, DysfunctionTau 的异常磷酸化与Tau 病陈亦刚武汉科技大学医学院，湖北 武汉收稿日期：2017年5月6日；录用日期：2017年5月24日；发布日期：2017年5月27日陈亦刚摘要Tau蛋白是脑内非常重要的微管相关蛋白。

蛋白质O GlcNAc糖基化修饰对tau蛋白磷酸化修饰的影响钱 慰1) 刘 飞2) 朱 俐 龚成新2) 金淑仪1)*(1)南通医学院生物化学教研室,南通226001;2)Dep ar tment of Neuroche mistry,N YS Institu te f or Basic Research in Dev elop mental Disabilitie s,New York10314,USA)摘要 蛋白质的O位N 乙酰葡萄糖胺(O G lcN Ac)糖基化修饰是一种新近发现的广泛存在于细胞核蛋白与细胞浆蛋白的蛋白质翻译后修饰.其性质与经典的膜蛋白和分泌蛋白的糖基化修饰不同,而与蛋白质磷酸化修饰更相似.O GlcNAc糖基化和磷酸化均修饰tau蛋白的丝氨酸和苏氨酸残基,通过改变O GlcNA c糖基化供体底物浓度以及其关键酶活性等方法,改变分化后成神经细胞样的PC12细胞中的蛋白质O GlcN Ac糖基化修饰水平,然后用特异性识别不同位点磷酸化的tau蛋白抗体,进行蛋白质印迹分析来检测tau蛋白磷酸化水平的变化.结果发现细胞内蛋白质O GlcNA c糖基化对tau蛋白磷酸化的影响,在不同的磷酸化位点其影响不同.增加蛋白质O G lcNAc糖基化修饰导致tau蛋白大多数磷酸位点的磷酸化水平降低,反之亦然.这些结果说明,tau磷酸化在大多数位点受到O GlcNA c糖基化修饰的负性调节.这一研究为阐明调节tau蛋白磷酸化水平的机理和阿尔茨海默病脑中tau异常过度磷酸化的分子机制提供了新的线索.关键词 tau,蛋白质O GlcN Ac糖基化修饰,蛋白质磷酸化,OGT,O GlcNAcase,阿尔茨海默病学科分类号 Q513蛋白质的O位N 乙酰葡萄糖胺修饰(O Glc NAc 糖基化修饰)是一种新近发现的、广泛发生在细胞质与细胞核内的、动态的蛋白质翻译后修饰方式.它是指单个N 乙酰葡萄糖胺(N acetylglucosamine, GlcNAc)以O 糖苷键与蛋白质的丝氨酸或苏氨酸的羟基相连接[1,2].从特性上看,O GlcNAc糖基化更像磷酸化修饰,而不同于经典糖基化修饰.与经典的糖基化修饰比较,蛋白质的O GlcNAc糖基化修饰有三个主要特征:a O GlcNAc糖基化修饰发生于核质和胞质中,而不是在内质网和高尔基体中,因而被O GlcNAc修饰的蛋白质绝大多数为胞浆蛋白或核蛋白.b O GlcNAc修饰具有高度的动态性,根据细胞信号以及细胞所处的阶段,O GlcNAc修饰处于快速循环之中,这一特性与蛋白质的磷酸化相似,很可能也起信号转导作用.c 至今所发现的所有被O GlcNAc糖基化修饰的蛋白质都是磷蛋白,因此,蛋白质的O GlcNAc糖基化与磷酸化修饰之间必定有一定的联系[3].与蛋白质的磷酸化受蛋白激酶与磷酸酯酶的双重调控相似,蛋白质O GlcNAc糖基化程度也是O GlcNAc糖基转移酶(OGT)和O GlcNAc糖苷酶(O GlcNAcase)共同作用的结果.前者是催化GlcNAc连接到肽链的丝氨酸或苏氨酸残基上的酶.后者是将O GlcNAc从蛋白质肽链上水解的酶.抑制其活性使蛋白质O GlcNAc糖基化程度明显增加.阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)是一种发病率颇高的渐进性大脑退行性病变,但其发病机理尚不清楚.很多证据表明,tau蛋白的异常过度磷酸化是AD致病过程中的关键事件[4].因此,控制tau蛋白磷酸化水平是AD防治研究中极其活跃的领域.然而,在AD脑中导致tau异常过度磷酸化的机理尚不完全清楚.tau蛋白除被磷酸化修饰外,最近研究发现也被O GlcNAc糖基化修饰[5,6].从牛脑中提纯的tau 蛋白,平均每分子tau可被四分子的O GlcNAc糖基化修饰,而且多达12个丝氨酸和苏氨酸残基可被O GlcNAc糖基化修饰[5].由于蛋白质O GlcNAc糖基化影响同一蛋白质磷酸化水平的现象已在几种胞浆蛋白中观察到[2,3,7],O GlcNAc可能调节tau蛋白的磷酸化水平.介于tau蛋白磷酸化的失调以及异常过度磷酸化在AD发病机理中的重要性,本文利用PC12细胞经神经生长因子诱导分化成神经元样细胞模型,*通讯联系人.Tel:0513 ******* 3602,E mail:w eiqian@收稿日期:2003 01 07,接受日期:2003 03 03研究了O GlcNAc糖基化修饰对tau磷酸化的影响.1 材料与方法1 1 材料1 1 1 细胞、培养基及质粒:PC12细胞(大鼠嗜铬细胞瘤细胞)为美国American T ype Culture Collection公司产品.人OGT的cDNA由美国国立卫生研究院Hanover博士惠赠.pCI neo/tau441由日本物理化学研究所Takashima教授惠赠. pcDNA3 1/CT真核细胞表达质粒、RPM I1640基础培养基、不含葡萄糖的RPMI基础培养基、OPT I MEM培养基均为Invitrogen公司产品.1 12 凝集素以及抗体:Succinyl WGA HRP为美国EY Laborotories公司产品.PHF 1(单克隆抗体,特异识别Ser396/Ser404两位点磷酸化的tau蛋白)由美国爱因斯坦大学Davits教授惠赠.12E8(单克隆抗体,特异识别在Ser262/Ser356两位点磷酸化的tau蛋白)来自Athena Neurosciences的Schenk教授.抗tau[pS262](多克隆抗体,识别特殊位点Ser262磷酸化的tau蛋白)和抗tau[pS214](多克隆抗体,识别特殊位点Ser214磷酸化的tau蛋白)为Biosource International公司产品.134d(多克隆抗体,识别磷酸化和非磷酸化的tau)为美国纽约州立基础研究所神经生化系自行研制.125标记的抗鼠和抗兔抗体为Amersham Pharmacia Biotech公司产品.1 1 3 其他试剂和材料:六孔细胞培养板购自Corning Incorporated公司.Streptozotocine(STZ)为Sig ma公司产品.D (+) Glucose为Sig ma公司产品.mNGF为Alomone Labs公司产品. Lipofectamine TM2000试剂为Invitrogen公司产品. BisBenzim ide H33258为Sig ma公司产品.Xho、Not为Biolabs公司产品.Dneasy Tissue Kit(用于提取基因组DNA)为Qiagen公司产品.Plasmid M adi Kit(用于中等量抽提质粒)为Qiagen公司产品.Gel Extraction Kit(用于从琼脂糖凝胶中纯化DNA片段)为Qiagen公司产品.FUJI Imaging Plate为FUJI PH OTO FILM公司产品. Immobilon T M P PVDF膜为Millipore公司产品.1 2 方法1 2 1 细胞培养:PC12细胞培养在含10%马血清和5%小牛血清的RPM I1640基础培养基中,培养条件为37!,5%的C O2,每隔2~3天换液一次.1 2 2 pcDNA3 1 OGT真核表达质粒的构建和扩增:我们将31kb长的人OGT的cDNA通过Not 和Eco R∀插入到真核表达载体pcDNA3 1中.将此重组质粒转化DH5 感受态细胞,在克隆并鉴定后大量扩增.用QIAGEN公司的Madi试剂盒抽提质粒(根据说明书所述步骤进行).测定A260以确定质粒DNA浓度.-20!储存备用.1 2 3 细胞的处理STZ处理和高糖处理:在细胞转至用胶原包被过的六孔培养板的第二天,换成含有50 g/L NGF的上述相同培养基,在同样条件下培养2天,以诱导细胞分化.2天后,用不含血清,含不同浓度的葡萄糖和50 g/L NGF的RPM I1640继续培养4天,中间换液一次.4天后,仍然以上述培养基但含不同浓度的STZ继续培养细胞8h.然后收集细胞作进一步分析.饥饿处理:培养在六孔培养板中的细胞在接种后的第二天,换成含有50 g/L NGF、葡萄糖和血清的RPM I1640诱导培养细胞7天,中间换液2次.第8天开始换成不含葡萄糖和血清,但仍含有50 g/L NGF的RPM I1640进行饥饿处理不同时间,然后收集细胞.质粒转染:将PC12细胞,按1 5#105个细胞/孔培养于六孔培养板中,使细胞在每个孔中约达到70%~80%汇片,用含10%马血清和5%小牛血清的RPM I1640培养基,5%CO2孵箱,在37!培养过夜.第二天,用PCI neo tau(野生型)及pcDNA3 1 OGT质粒转染细胞.OGT质粒与tau质粒的质量比分别为1∃1,2∃1.转染根据Invitrog en公司在lipofectamine2000试剂说明书中所提供的方法进行.在转染4h后,换上含50 g/L NGF和10%马血清、5%小牛血清的RPM I1640生长培养基培养44h后,收获细胞.每孔用不同方法处理的细胞都用150 l1#样品缓冲液裂解收集细胞(1#样品缓冲液中加入100 mol/L正钒酸钠,50mmol/L NaF, 1mmol/L PMSF,1mmol/L EDTA).收集液在沸水浴中煮4m in,而后用探头式超声波处理20次, 16000#g离心15m in,收集上清,储存于-20!备用.1 2 4 蛋白质印迹分析:蛋白质印迹和凝集素印迹按照已发表的方法完成[8,9].1 2 5 Hoechst 33258染色:培养在六孔培养板上的细胞,经PBS 轻轻洗涤后,用4%的甲醛固定细胞30m in,然后再用1mg/L 的Hoechst 33258试剂染色45min.最后在荧光显微镜下观察并拍照.2 结 果2 1 NGF 诱导PC 12细胞分化我们采用分化后的PC12细胞,从细胞水平研究蛋白质的O GlcNAc 糖基化修饰对tau 蛋白的磷酸化修饰的影响.PC12细胞在NGF 的诱导下分化为神经样细胞,从相差显微镜照片中可见,PC12细胞在诱导分化8天后,其突触交织成网状,与诱导前的细胞形态截然不同(图1).PC12细胞经诱导后内源性tau 蛋白表达增加[10].Fig 1 Differenciation of PC 12cells induced by NGFPC12cells w ere cultured for 8days i n the medium w ith 50 g/L NGF and observed w ith phase contrast microscope.(a )beforedifferenciation;(b)differenciation for 2days;(c)differenciation for 5days;(d)differenciation for 8days.Bar:(a)~(d)20 m.2 2 增高O GlcNAc 糖基化使tau 磷酸化降低 为了增高细胞内蛋白质的O GlcNAc 修饰水平,我们用STZ 处理分化后的PC12细胞.STZ 能进入细胞并抑制GlcNAc 糖苷酶活性,从而增加细胞内蛋白质O GlcNAc 修饰[11].当用2mmol/L 或5mmol/L STZ 处理分化后的PC12细胞8h 后,用sWGA 检测到蛋白质的O GlcNAc 糖基化修饰水平增高(图2a),并且这种增高与STZ 的剂量相关.PC12细胞经STZ 处理后,其tau 蛋白的表达水平不受影响(图2a).然而用磷酸依赖性和位点特异性的tau 抗体检测发现ST Z 对tau 蛋白不同部位的磷酸化水平有不同影响.如图2A 所示,ST Z 处理降低Ser262和Ser356(12E8位点)的磷酸化水平,而PH F 1位点(Ser396/Ser404)的磷酸化增加,对Ser214位点的磷酸化水平无明显影响. 由于STZ 可能有细胞毒性[11],我们用Hoechst33258试剂检测了经ST Z 处理后,PC12细胞是否发生凋亡.结果发现经2mmol/L STZ 处理8h 后,已可见部分细胞凋亡现象,而经5mmol/L STZ 处理后,大部分PC12细胞发生凋亡(图3).这提示我们观察到上述tau 蛋白磷酸化的改变可能是ST Z 毒性的结果.因此,我们也采用了另外两种非毒性的方法来增加PC12细胞内蛋白O GlcNAc 糖基化修饰,以研究其对tau 磷酸化的影响.第一种方法是提高PC12细胞培养液的葡萄糖浓度(从通常用的5mmol/L 到20m mol/L).葡萄糖是氨基己糖途径的起始底物.提高葡萄糖含量会导致细胞内蛋白O GlcNAc 糖基化修饰的供体UDP GlcNAc 增多,从而增加蛋白质O GlcNAc 修饰[12].我们经sWGA 凝集素检测,发现PC12细胞在20mmol/L 葡萄糖的培养液中其蛋白O GlcNAc 糖基化修饰明显增高(图2b).第二种方法是通过质粒转染技术增加PC12细胞的OGT 表达,从而达到提高细胞内蛋白质O GlcNAc 修饰水平的目的.为了便于tau 的检测,我们同时转染人tau 蛋白基因以增加PC12细胞tau 蛋白的表达量.结果显示OGT 转染后PC12细胞的蛋白O GlcNAc 糖基化修饰明显增高(图2c).我们随后检测了经上述两种非毒性方法导致PC12细胞中蛋白O GlcNAc 修饰增高后,其tau 蛋白磷酸化在不同位点的改变.结果发现增高蛋白O GlcNAc 修饰导致相应的tau 蛋白在Ser214,Ser262,12E8位点(Ser262/Ser356)和PH F 1位点(Ser396/Ser404)等位点的磷酸化水平降低(图2b,c).与STZ 和高糖处理不同,用OGT 质粒转染PC12细胞后导致其tau 的表达降低(图2c).因此,我们在定量分析tau 蛋白在不同位点的磷酸化水平时,校正了因样品中tau 含量不同所导致的偏差.所以,图2c 右侧的柱形图表示单位量tau 蛋白在特定位点的磷酸化水平.Fig 2 The effect of increasing protein O GlcNAcylation on tau phosphorylation at various sites*P <005.Fig 3 Apoptosis of PC 12cells induced by STZ(a)0mmol/L ;(b)2mmol/L;(c)5mmol/L.2 3 降低O GlcNAc 糖基化使tau 磷酸化升高与上述增高培养基葡萄糖浓度相反,我们用无葡萄糖的培养基培养NGF 诱导分化8天的PC12细胞8h,以降低细胞内蛋白O GlcNAc 糖基化水平.蛋白质印迹分析结果显示(图4),sWGA 的染色浓度减弱,说明细胞内蛋白质的O GlcNAc 糖基化修饰水平降低.我们同时发现降低O GlcNAc糖基化导致tau 在Ser214,Ser262,Ser356(12E8位点)等位点的磷酸化水平升高,而对PH F 1位点的tau 磷酸化无影响(图4).由于PC12细胞在无葡萄糖培养基中培养8h 后其tau 蛋白的表达量有所下降(图4),tau 蛋白各位点的磷酸化抗体检测结果都是用此tau 蛋白的表达量进行了校正处理的.Fig 4 The effect of decreasing protein O GlcNAcylation on tau phosphorylation at various sites*P<0 05.3 讨 论本研究用分化后的PC12细胞作为模型,研究了蛋白质O GlcNAc糖基化修饰对tau蛋白磷酸化的影响.当采用三种非毒性的方法(即用高糖培养、OGT转染和细胞饥饿)来改变细胞内蛋白质O GlcNAc糖基化水平,我们发现tau蛋白在Ser214,Ser262,Ser356,Ser396和Ser404等位点的磷酸化水平受O GlcNAc糖基化修饰的负性调节,即增高蛋白质O GlcNAc糖基化修饰水平导致这些位点的磷酸化水平降低,反之亦然.这一结果可能是由于tau的这些丝氨酸残基除了可被磷酸化外,也可被O GlcNAc糖基化.增加这些位点的糖基化使它们被O GlcNAc糖基化所占据,因而不能被磷酸化.所以对于这些既可能被O GlcNAc糖基化又可能被磷酸化的丝氨酸位点来讲,其O GlcNAc糖基化与磷酸化可显现竞争性的%阴阳&关系.这一现象已在其他蛋白质中的某些特定位点被观察到[2,3,7].当用STZ来增高细胞内蛋白O GlcNAc糖基化修饰水平以研究其对tau磷酸化的影响时,我们发现tau在PH F 1位点的磷酸化水平升高.这一改变与高糖或OGT转染的结果相反.这种STZ特有的改变可能是因为STZ的毒性导致PC12细胞凋亡所致.很多研究表明,当细胞凋亡时,细胞内一些蛋白激酶被激活而导致tau蛋白在一些位点的磷酸化[13].蛋白质的O GlcNAc糖基化修饰受到几方面的调控:首先是直接参与蛋白质的O GlcNAc糖基化修饰的两种酶,包括将O GlcNAc转移到蛋白质上的酶OGT和将O GlcNAc从蛋白质上去除的酶O GlcNAcase;其次,从供体角度而言,蛋白质O GlcNAc糖基化修饰的供体底物为UDP GlcNAc,它是氨基己糖合成途径的终产物,而葡萄糖是此合成途径的原料.我们正是从这几方面对细胞进行了处理.从细胞来看,O GlcNAc糖基化程度的升高或降低对tau蛋白的磷酸化水平确有明显的影响.这方面的研究,将为解开tau蛋白磷酸化水平在体内的调节之谜以及阐明tau在AD脑中异常过度磷酸化的分子机制提供新的视角,并有助于建立预防和治疗早老性痴呆和其他一些与tau有关疾病的方法.致谢 本研究承蒙美国国家卫生研究院(N IH)和美国李氏基金会(Li Foundation)的课题经费(龚成新)资助.参 考 文 献1 Hart G W.Dynamic O linked glycos ylation of nuclear andcytoskeletal proteins.Annu Rev Biochem,1997,66:315~335 2 Halti w anger R S,Busby S,Grove K,et al.O glycosylation ofnuclear and cytoplasmic proteins:regulation analogous to phosphoryl ation?Biochem Biophys Res Commun,1997,231(2): 237~2423 Comer F I,Hart G W.O glycos ylation of nuclear and cytosolicproteins dynamic interplay betw een O GlcNAc and O phosphate.J Bi ol Chem,2000,275(38):29179~291844 Iqbal K,Alonso A C,Gong C X,et al.M echanisms ofneurofibrillary degeneration an d the formation of neurofibrill ary tangles.J Neural Transm,1998,53:169~1805 Arnold C S,Johnson G V W,Cole R N,et al.T he microtubuleassociated protei n tau is extensively modified with O li n ked Nacetyl glucosamine.J Biol Chem,1996,271(46):28741~ 287446 T ony L,Stephanie F,Dupont Wallois L,et al.Eviden ce of abalance between phosphorylation and O GlcNAc glycos ylation of tau proteins∋∋∋a role in nuclear localization.Biochi m Biophys Acta,2003,1619(2):167~1767 Comer F I,Hart G W.Reciprocity betw een O GlcNAc and Ophosphate on the carboxyl terminal domai n of RNA polymerase(.Biochem,2001,40(26):7845~78528 Cheng Xin G,Theodore L,Jerzy W,et al.Phosphorylation ofmicrotubule associ ated protein tau is regulated by protein phosphatase2A in mammali an brain.J Biol C hem,2000,275(8):5535~55449 Fei L,Tanweer Z,Khalid I,e t al.Role of glycosylation inhyperphosphorylation of tau in Alzh eimer s disease.FEBS Letters,2002,512(1~3):101~10610Smith C J,Anderton B H,Davi s D R,et al.tau isoform expression and phosphorylati on state during differentiation of cultured neuronal cells.FEBS Lett,1995,375(3):243~248 11Roos M D,Xie W,Su K,et al.Streptozotocin,an analog of N acetylglucosas m i n e,blocks the removal of O GlcNAc from intracellular proteins.Proc Assoc Am Physicaians,1998,110(5):422~43212Dong D L Y,Hart G W.Purification and characteri zation of an0 GlcNAc selective N acetyl (3 D glucos aminidase from rat spleen cytosol.J Biol Chem,1994,269(30):19321~1933013Guroff G.PC12cells as a m odel of neuronal differentiati on.In: Bottenstei n J,Sato G,eds.Cell Culture i n The Neurosciences.New York:Plenum Press,1985.245~272The Effect of O GlcNAcylation on Phosphorylation of tauQ IAN Wei1),LIU Fei2),ZHU Li,GONG Cheng Xin2),JIN Shu Yi1)*(1)De p artment of Biochemistry,Na ntong M edical Colle ge,Nan tong226001,Chi na;2)Departmem t o f Neurochemistry,N YS Institu te f or Basic Research in Dev elop mental Disabilities,New York10314,USA)Abstract O GlcNAcy lation of proteins is a recently discovered post translational modification of nuclear and cytoplasmic proteins.This modification is similar to protein phosphorylation rather than to classical protein g ly cosylation of membrane and secreted proteins.Both O GlcNAcylation and phosphorylation modify the hydrox yl group of serine or threonine residues of tau,the effect of O GlcNAcylation on phosphorylation of tau w as studied.The level of O GlcNAcylation in differenciated PC12cells w as modulated by changing the concentration of the donor of O GlcNAcylation and activities of the key enzymes,then,the consequent changes of tau phosphorylation at various phosphorylation sites w ere examined by using Western blot developed w ith phosphory lation dependent and site specific tau antibodies.It w as found that O GlcNAcylation modulated phosphory lation of tau at many phosphorylation sites and in a site specific manner.Increased protein O GlcNAcy lation induced a decrease in tau phosphorylation at most of phosphory lation sites,and vise versa.T hese results sug gest that O GlcNAcylation negatively modulates tau phosphorylation at most phosphorylation sites. T herefore,these studies provide novel insight into the regulation of tau phosphorylation and the molecular mechenism of abnorm al hyperphosphorylation of tau in Alzheimer disease brain.Key words tau,protein O GlcNAcylation,protein phosphorylation,OGT,O GlcNAcase,Alzheimer disease*Corresponding author.T el:86 513 5517191 3602,E mail:w eiqian@Received:January7,2003 Accepted:M arch3,2003。

乳腺癌细胞蛋白质O－GlcNAc糖基化水平与紫杉醇抗肿瘤作用的关系研究张肖冰;李慧;王凤山;师以康【摘要】Objective To study effect of Taxol on protein O-GlcNAcylation levels and investigate whether protein O-GlcNAcylation levels can affect the sensitivity of breast cancer cells to Taxol.Methods Western blot analysis was performed to examine protein O-GlcNAcylation levels and the expression of enzymes related to O-GlcNAcylation biosynthesis in Taxol treated breast cancer cells.RT-qPCR was used to analyze the effects of Taxol on OGA and OGT mRNA expression in cancer cells.The sulforhodamine B colorimetric assay was used to determine the effect of alteration of protein O-GlcNAcylation on the anti-proliferation of Taxol in breast cancer cells by adding OGA inhibitor and OGT inhibitor, respectively.Results Taxol treatment enhanced protein O-GlcNAcylation levels in dose-and time-dependent manners in breast cancer cell MDA-MB-231 ( P <0.05 ) .Taxol increased the mRNA levels of OGT and OGA after MDA-MB-231 cells were treated for 24 h(P<0.05).As OGA inhibitors increased protein O-GlcNAcylation levels, the sensitivity of MDA-MB-231 to Taxol was increased.As OGT inhibitor decreased protein O-GlcNAcylation levels, the sensitivity of MDA-MB-231 to Taxol was reduced.Conclusion Taxol treatment can enhance protein O-GlcNAcylation levels and the changes of O-GlcNAcylation levels alter the sensitivity of breast cancer cell MDA-MB-231 to Taxol.%目的：研究紫杉醇对乳腺瘤细胞蛋白质O－GlcNAc糖基化水平的影响及其机制，探讨蛋白质O－GlcNAc糖基化水平变化对紫杉醇抗肿瘤活性的影响。

O-GlcNAc糖基化修饰在恶性肿瘤中作用的研究进展彭佳欣，张自辉，刘婧纯，洪莉武汉大学人民医院妇产科，武汉430060摘要：O连接N-乙酰氨基葡萄糖（O-GlcNAc）糖基化修饰是一种动态可逆的蛋白质翻译后单糖修饰，通过β-糖苷键将GlcNAc连接到蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上，对维持正常的细胞功能至关重要。

近年研究发现，在结肠癌、肝癌、宫颈癌、乳腺癌等实体肿瘤中O-GlcNAc糖基化修饰异常。

O-GlcNAc糖基化修饰异常是肿瘤细胞的重要特征之一，不仅能促进肿瘤细胞恶性增殖、侵袭、迁移以及血管生成和免疫逃逸，增强干细胞特性和耐药性，还能干扰细胞内葡萄糖、脂质和氨基酸代谢。

但目前O-GlcNAc糖基化修饰在恶性肿瘤中的确切作用机制尚不完全清楚，还有待于进一步研究。

关键词：恶性肿瘤；蛋白质翻译后修饰；糖基化修饰；O连接N-乙酰氨基葡萄糖doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2024.13.024中图分类号：R73 文献标志码：A 文章编号：1002-266X（2024）13-0098-05随着人口老龄化加剧，恶性肿瘤的疾病负担在全球范围内持续上升，恶性肿瘤的防控形势非常严峻。

因此，深入研究恶性肿瘤的发病机制，制定符合卫生经济学要求的预防和控制策略仍是当务之急［1］。

蛋白质翻译后修饰是指翻译后的蛋白质以共价方式在氨基酸残基上添加或移除特定基团，继而改变蛋白质构象、定位、功能等的化学修饰过程。

常见的蛋白质翻译后修饰有磷酸化、乙酰化、泛素化、甲基化和糖基化等［2］，这些修饰方式在诸多生命活动调控中扮演至关重要的角色。

O连接N-乙酰氨基葡萄糖（O-GlcNAc）糖基化修饰是一种动态可逆的蛋白质翻译后单糖修饰，通过β-糖苷键将GlcNAc连接到蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上。

O-GlcNAc 糖基化修饰可在多个水平上调节蛋白质功能，如酶活性、能量代谢、亚细胞定位、分子间相互作用等，参与调控细胞内多种重要的生物学过程［3］。

ogt分子量OGT分子量（O-GlcNAc Transferase）是一种酶，它在细胞内起着重要的调控作用。

本文将介绍OGT分子量的相关信息，包括其功能和调控机制。

OGT分子量是由OGT基因编码的酶，在细胞内起着关键的作用。

OGT酶通过将N-乙酰葡萄糖胺（N-acetylglucosamine，简称GlcNAc）转移至特定蛋白质上的丝氨酸或苏氨酸残基，从而调控这些蛋白质的功能和稳定性。

OGT分子量与许多重要的细胞过程密切相关，包括细胞周期调控、转录调控、信号转导和细胞凋亡等。

OGT分子量的功能主要通过两种方式实现。

首先，它通过糖基化修饰改变蛋白质的活性和亲和性。

例如，在转录调控中，OGT酶通过糖基化修饰转录因子，影响其结合DNA的能力，从而调控基因的表达。

其次，OGT分子量还能通过改变蛋白质的稳定性来调控细胞过程。

糖基化修饰可以影响蛋白质的折叠状态和降解速度，从而影响蛋白质的寿命。

OGT分子量的活性和稳定性受到多种因素的调控。

首先，OGT基因的表达受到转录调控的影响。

许多转录因子和信号通路能够调控OGT基因的表达水平，从而影响OGT酶的活性。

其次，OGT分子量的底物特异性也影响其功能。

不同的蛋白质可能具有不同的糖基化位点和亲和性，从而导致OGT酶对不同蛋白质的作用方式不同。

此外，OGT酶的翻译后修饰也可以调控其活性和稳定性。

磷酸化、乙酰化等修饰可以影响OGT酶的结构和功能。

除了上述调控机制外，最近的研究还发现OGT分子量的异常与多种疾病的发生和发展密切相关。

例如，OGT分子量的异常表达与糖尿病、癌症和神经系统疾病等疾病的发生有关。

这些研究结果表明，通过调控OGT分子量的活性和稳定性，有可能发展新的治疗策略来预防和治疗这些疾病。

OGT分子量是一种重要的酶，在细胞内起着关键的调控作用。

它通过糖基化修饰改变蛋白质的活性和稳定性，从而调控细胞过程。

OGT分子量的活性和稳定性受到多种因素的调控，包括基因表达、底物特异性和翻译后修饰等。