【正文】 NAcβ14GlcNAcβ1Asn Manα1 Manα1 3 6 N聚糖的結構 根據(jù)核心五糖中兩個 α Man上連接的糖基， N聚糖可分為三類：高甘露糖型（ high or oligomannose type) 、 復雜型（ plex type）和雜合型（ hybrid type）。 OGalNAc聚糖骨架的 Gal C6位常連有GlcNAcβ 16 分枝 ， 如 Galβ 14 GlcNAcβ 13(Galβ 14 GlcNAcβ 16)Galβ 1結構 ， i抗原直鏈結構上如形成這種分枝就轉變成 I抗原 。 活化糖基供體的合成 所有的生物合成都需要把單體事先活化，以利于反應朝著合成的方向進行。 還注意到胚胎發(fā)生 、細胞活化和腫瘤形成等條件下 N聚糖的結構發(fā)生改變 ， 為研究 N聚糖的生物學功能提供了新的契機 。 4個 GDPMan在 ER膜胞液一側把 Man轉移到 DolP上，生成的 DolPMan翻轉到 ER腔（步驟 4和 5）。 圖 多萜醇焦磷酸寡糖前體的合成途徑 (2) 寡糖前體轉移到新生肽鏈上： 上述完成組裝的寡糖前體已具備了轉移到新生肽鏈上的條件 ， 當肽鏈中出現(xiàn)合乎要求的 Asn殘基 (AsnxSer/Thr)時 ， 包括 14個糖殘基的寡糖前體整體轉移 ， 同時釋放 1分子 DolPP， 再翻轉到 ER胞液面 (步驟 10和 11)， 其后經(jīng)磷酸酶作用 DolPP失去一個磷酸基 ， 又變成 DolP， 可以參與下一輪寡糖前體合成 (步驟 12)。 α 葡萄糖酶 Ⅱ 和 UDPGlc：糖蛋白葡萄糖基轉移酶交替作用，直至多肽鏈正確折疊。 圖 ER和 Golgi體內(nèi) N寡糖的加工 GlcNAcPT:N乙酰氨基葡萄糖磷酸轉移酶； GlcNAcase:N乙酰氨基葡萄糖苷酶。外鏈帶有 Gal的 N聚糖進入 TGN后，在非還原端添加 Sia而終止外鏈的合成。 這6種 GlcNAc T均以 UDPGlcNAc為糖基供體 ， 而受體各不相同 ， 有嚴格的糖基序列專一性 ， 因而它們的作用先后也有嚴格的順序： GlcNAcTⅠ 最先作用 ， 其次是 GlcNAcTⅡ ，然后是 α 甘露糖苷酶 Ⅱ ， 接下來是 GlcNAcTⅣ 和 TⅤ ，最后是 GlcNAcTⅢ 。 可將 OGalNAc聚糖酶合成劃分為三個階段：核心結構的合成；糖鏈延伸和分枝；非還原端的形成 。另外三種出現(xiàn)頻率較低的核心結構分別由 core 5 GalNAc T、 core 6 GlcNAc T和 core 7 GalNAc T以 GalNAcα Ser/Thr為糖基受體而生成的。例如核心 1的 Gal上接受 1個 β 13連接的 GlcNAc后 ， 就不能作為 core2 GlcNAc T的底物 。糖鏈末端或次末端甚至內(nèi)部的GalNAc殘基可 α2 6唾液酸化。 部分聚糖鏈 （ 尤其是血型抗原 ） 合成中 ， 非還原端 Gal的巖藻糖基化是必需步驟 ， 反應由 α 12FucT催化 。 盡管對許多 O糖基化位點周圍的氨基酸序列進行了對比和分析 ， 至今尚未找出一致序列 。大多數(shù)糖基轉移酶是膜蛋白，迄今已研究過的 Golgi糖基轉移酶均為 Ⅱ 型膜蛋白：短的 N端在細胞溶膠內(nèi)，單跨膜，巨大的 C端催化域位于膜的非胞液一側。 A基因型 ABO基因座位的 A基因編碼一種 α1 3GalNAc T（ A轉移酶），在 H抗原的 Gal上添加 1個 α1 3連接的GalNAc, 成為 A抗原。 O型個體可產(chǎn)生抗 A抗原的抗體和抗 B抗原的抗體，血液中都保持相當高的 IgM效價； A型個體血漿中含有相當多的抗 B抗原的 IgM抗體； B型個體血漿中含有很高的抗 A抗原的 IgM抗體；而 AB型個體既不產(chǎn)生抗 A抗原的 IgM，也不產(chǎn)生抗 B抗原的 IgM。 即使是同一蛋白 ， 其中不同的 N糖基化位點所連接的 N聚糖結構也不盡相同 。聚糖結構不均一性有什么生物學功能同樣也不清楚，不過有的聚糖結構改變已被當作感染某些疾病或發(fā)育階段的標志加以利用。 接下來由硫酸酶除去非還原端唾液酸基上的硫酸基 ， 最后各種糖苷酶依次從非還原端進行降解 。 ER可溶性蛋白鈣網(wǎng)蛋白 （ calreticulin） 也有類似于鈣連蛋白的分子伴侶功能 ， 可識別并幫助多肽鏈形成正確構象 。 M亞基前體Pre S2區(qū)段中 Asn4的糖基化與病毒蛋白的整合及分泌有關 。 3種糖鏈大小不同的 RNase B對胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的抗御能力比 RNase A增大 6～ 10倍 ， 這兩種蛋白酶降解 RNase B的速度與它的N聚糖 Man殘基數(shù)成反比 。 IgM和 IgA的每條重鏈各有 3～ 5條糖鏈， IgG每條重鏈有 1條糖鏈。 在糖基化抑制劑存在下形成非糖基化的 HA0， 其分解產(chǎn)物 HA01和 HA02是不均一的；看來由于缺乏糖鏈的保護 ， HA0失去了蛋白酶切割的專一性控制 。 如果把 hCG N聚糖末端的 Neu5Ac去掉 ， 它與受體的親和力增大 ， 但 cAMP的生成卻減少；如將末端改為 α 26 Neu5Ac， 不影響其生物活性 ， 說明有無末端 Sia很重要 ，而 Sia連接方式并不重要 。 肝臟網(wǎng)狀內(nèi)皮細胞有一種膜受體能專一識別 SO44GalNAc β 14GlcNAc β 12 Man結構 ， 將其內(nèi)吞清除 。 類似的機制還見于血漿脂蛋白的清除和血細胞的 更新 。 完全除去人體內(nèi)的抗 Gal抗體或被抗 Gal抗體 αGal抗原復合物激活的補體 ， 已被證明是行不通的 。 凝集素 （ lectin或 agglutinin） 是非免疫原的 （ 其合成并非免疫應答所致 ） 、 能專一地識別并結合某種特定結構的單糖或聚糖中特定糖基序列的蛋白質 。 β4 β4 Asn β2 β2 β4 α6 α3 α6 β4 β4 β4 β4 β4 β2 β2 β4 α3 β4 Asn α6 α6 β4 β4 β4 α3 Asn α6 α6 β4 β4 β4 β2 β4 β2 α3 α3 α6 β2 β4 β4 β2 β4 α3 Asn α6 β4 α2 α。 多數(shù)凝集素是同源四聚體 ， 少數(shù)為二聚體或 6～ 20個亞基的寡聚體 。 由于引發(fā)超急性排斥反應的不僅是 αGal 決定簇 ， 實現(xiàn)異種器移植的目標尚需時日 。 例如 ， ABO血型抗原就是個范例 。 （ 2） 在維持血漿糖蛋白平衡中的作用： 血漿中至少有 60多種糖蛋白 ， 以一定的速率合成 ， 經(jīng)網(wǎng)狀內(nèi)皮細胞受體介導的內(nèi)吞以一定的速率清除 ， 在血漿中保持動態(tài)平衡 。 聚糖在分子識別和細胞識別中的作用 越來越多的資料表明 ， 糖類是生物體內(nèi)除核酸和蛋白質之外的又一類生物大分子 ， 尤其是一類重要的信息分子 。 其中 α 的 Asn52和 β 的 Asn13 N糖基化與其活性密切相關 。用衣霉素處理小鼠漿細胞， IgM、 IgA和 IgG的分泌分別減少 81%、 61%和28%。 在大腸桿菌中表達的粒細胞 巨噬細胞集落刺激因子 （ GMCSF） 因缺乏糖基化而被免疫系統(tǒng)識別 ， 產(chǎn)生抗體 。 在 NBDNJ存在下 ， M亞基上 Asn4 N寡糖前體不能進行加工 ， 影響其正確折疊以及與 L和 S的組裝 ， 細胞只分泌較小的不含核酸的亞病毒 ， 因而沒有感染性 。 酪氨酸酶有 6個糖基化位點和兩個 Cu2+結合位點 ， 其中 3個糖基化位點在活性中心附近 。 糖鏈加工或合成反應抑制劑 、 糖基化位點的定點突變以及糖基轉移酶的反義技術或基因轉染和敲除等技術的應用 ， 使聚糖生物學功能研究有了長足的進展 。溶酶體內(nèi)至少有 60多種水解酶，包括組織蛋白酶、脂酶、核酸酶、糖苷酶等，幾乎可以作用于糖蛋白中每一種鍵。 圖 Thy1糖蛋白 3個位點上聚糖結構的變化 。因此必需對供血者和受血者進行正規(guī)的交叉匹配，以避免發(fā)生輸血反應。 圖 A、 B、 O（ H）、血型抗原的結構 O基因型的 O等位基因缺 258位堿基，結果不能編碼有活性的酶，不能對 H抗原進一步修飾。糖基轉移酶顯著的特點是具有極高的底物專一性，即對糖基供體和受體的結構有高度選擇性，前一個酶的產(chǎn)物優(yōu)先被另一糖基轉移酶用作后續(xù)糖基化的受體底物，結果一組相關的糖基轉移酶按一定的順序作用，以非凡的精確度把單糖基彼此連接成特定的聚糖。 常識告訴我們 ， 蛋白質是否被糖基化？在何處糖基化？合成什么樣的聚糖鏈？都與蛋白質自己的結構有密切的聯(lián)系，只是現(xiàn)在所知尚少 。 糖蛋白生物合成的調(diào)控 （ 1） 糖基化位點的選擇： 據(jù)統(tǒng)計 ， 多肽鏈中的 N糖基化位點 AsnxSer/Thr三聯(lián)序列子大約只有三分之一被 N糖基化 ， 說明決定是否糖基化還有很多因素 。末端 α2 6唾液酸化的聚糖通常也不接受進一步的修飾。 這種 3位取代抑制 6位取代的現(xiàn)象被稱為 “ 3先于6（ threebeforesix） ” 規(guī)律 。例如由 β1 3GlcNAcT在核心 1或核心 2的 Gal上添加一個 GlcNAcβ1 3，或由 β1 4Gal T在核心 2， 3， 4中 β1 3GlcNAc或 β1 6GlcNAc殘基外側添加 β1 4連接的 Gal。核心 1β1 3半乳基轉移酶 (corel Gal T)負責把 1個 Gal以β1 3鍵連接到 GalNAcα Ser/Thr上，形成核心 1。 OGalNAc糖基化的發(fā)生比N糖基化要晚 ， 尚不能確定加上第一個 GalNAc的確切亞細胞定位 。 β1 4GlcNAcT對受體糖鏈 (雜合型或雙天線復雜型 )有專一性，能識別 LH和 TSH肽鏈糖基化位點氨基一側含有 Arg(或 Lys)的序列。 如果由 N乙酰氨基葡萄糖基轉移酶 Ⅰ 在核心結構 α 1， 3臂的 Man上添加一個 β 12連接的 GlcNAc， 或由 α 甘露糖苷酶 Ⅱ繼續(xù)切除 α 16臂上的兩個 Man， 再添加適當糖基 ， 可形成雜合型 N聚糖 。 圖 ER鈣連蛋白 (calnexin)在糖蛋白的折疊中的功能 GlcaseⅠ 和 Ⅱ 為 α 葡萄糖苷酶 Ⅰ 和 Ⅱ ， GlcT為 UDPGlc：糖蛋白葡萄糖基轉移酶 上述帶有十一寡糖 Man9GlcNAc2糖蛋白隨即被ER中的 α 甘露糖苷酶 Ⅰ 切去核心糖 α 16臂上的 α 13分枝末端 α 12連接的 Man殘基 ， 生成的 Man8GlcNAc2Asn結構即可進入 Golgi體繼續(xù)加工 。 酵母 OST復合物至少包含 9種不同的亞基： Ostlp、 Ost3p、 Wbp1p、 Stt3p、 Ost6p、 Swplp、Ost2p、 Ost5p和 Ost4p， 所有這些亞基都是跨膜蛋白 ， 有 1～ 8個跨膜域 ， 其中 Ost1p對其活性必不可少 (圖 )。 3個UDPGlc在 ER胞液一側把 Glc轉移到 DolP上，生成的 DolPGlc也翻轉到 ER腔 (步驟 7和 8)。寡糖前體在磷酸多萜醇上組裝 (圖 )。蛋白質糖基化反應所需活化糖基供體有三種類型： Glc、 Gal、 GlcNAc、 GalNAc、 Xy1和GlcA均為 UDP糖基； UDPGlcA經(jīng)表異構酶催化可轉化成 UDPIdoA； Man和 Fuc為 GDP糖基； Sia則以 CMPSia為活化供體；此外， UDPGlc和 GDPMan還能將糖基轉移到 ER膜中的 DolP上，以 DolPGlc和 DolPMan的形式被糖基化反應利用。 還有相當一部分 OGalNAc聚糖末端糖基被硫酸化 ， 雖然糖鏈中部的糖基也可能被硫酸化 。 ； ； ◆ ■ α2 α2 α2 α3 α3 β4 β ■ ■ ■ Asn β2 α3 α6 ■ β4 β4 β ■ Asn α3/6 ■ α3 α6 α3 β4 β4 β ■ α6 Asn ■ α3/6 β4 β2 β4 β2 α3/6 β4 α2 B A C α6 α6 ◆ ◆ β4 高甘露糖型 復雜型 圖 復雜型 N聚糖天線數(shù)及其位置 α2 α6 α3 Asn β2 β4 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ α6 α3 Asn ■ ■ β4 β2 β6 ■ ■ ■ α6 α3