【文章內(nèi)容簡介】 加工繼續(xù)進行(圖 )。 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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)即可進入 Golgi體繼續(xù)加工 。 有些糖蛋白的Man8GlcNAc2Asn結(jié)構(gòu)可被一種特殊的 N乙酰氨基葡萄糖磷酸轉(zhuǎn)移酶識別 ， 在兩個 α 1， 2連接的末端 Man內(nèi)側(cè)Man上各轉(zhuǎn)移一個 GlcNAcP基團 ， 然后再由一種 N乙酰氨基葡萄糖苷酶切去 GlcNAc,把磷酸基留在 Man C6位 。這種有 Man6P的寡糖是糖蛋白被分揀和運輸?shù)饺苊阁w關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)信號 。 上述反應在 ER/Golgi中確切的定位尚不明確 。 另一些糖蛋白則可在 Golgi器 α 甘露糖苷酶 Ⅰ作用下 ， 切去以 α 12連接的其余 3個 Man殘基 。 除上述逐步加工途徑外 ， ER中還有一種內(nèi)切α 甘露糖苷酶 ， 可切除 GlcMan9–GlcNAc2Asn 結(jié)構(gòu)末端的 Glc13Man,生成的 Man8GlcNAc2Asn進入 Golqi體 ， 由其中的 α 苷露糖苷酶 Ⅰ 切去 3個α 12連接的 Man(圖 )。 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(zhuǎn)移酶； GlcNAcase:N乙酰氨基葡萄糖苷酶。 在 Golgi體內(nèi) ， 上述 Man5GlcNAc2Asn結(jié)構(gòu)如繼續(xù)添加 Man， 可形成高甘露糖型 N聚糖 。 如果由 N乙酰氨基葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶 Ⅰ 在核心結(jié)構(gòu) 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 。 如果 Man5GlcNAc2Asn結(jié)構(gòu)在 α 甘露糖苷酶 Ⅲ 作用下切去 α 16臂上兩個 Man， 再由 N乙酰氨基葡萄基轉(zhuǎn)移酶 Ⅰ 添加 1個 GlcNAc， 產(chǎn)物再由N乙酰氨基葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶 Ⅱ 作用在 α 16連接的 Man上以 β 12連接 1個 GlcNAc， 產(chǎn)物還可由巖藻糖基轉(zhuǎn)移酶在 Asn連接的 GlcNAc上以 α 16連接一個 Fuc,生成的寡糖都可以成為復雜型 N聚糖的 “ 核心 ” 部分 (圖)。 圖 Golgi體中產(chǎn)生高甘露糖型、雜合型和復雜型 N聚糖的基本途徑 GlcNAc TⅠ ， TⅡ ： N乙酰氨基葡萄糖轉(zhuǎn)移酶 Ⅰ ， Ⅱ 上述復雜型 N聚糖 “ 核心 ” 在不同糖基轉(zhuǎn)移酶作用下，順序添加糖基，形成各具特點的聚糖鏈。圖 型 N聚糖的合成路線，包括末端為 α1 3連接的 Fuc、 α2 3/6連接的 Sia以及 β1 4連接的 GlcNAc 4SO4殘基的外鏈。 圖 幾種雙天線復雜型 N聚糖的合成 β 14GaT為 β 14半乳糖基轉(zhuǎn)移酶； β 14GlcNAc T為 β 14N乙酰氨基半乳糖轉(zhuǎn)移酶； α 13Fuc為 α 13巖藻糖基轉(zhuǎn)移酶； ST6 Ga11 為 CMPSia ：Galα 26唾液酸轉(zhuǎn)移酶 Ⅰ 上述外鏈延伸和修飾主要在 transGolgi垛疊和transGogli網(wǎng)絡 (TGN)中進行 (參看圖 )。除 β1 4Gal T外，還有一種 β1 3GlcNAc Ti，二者交替作用，合成(Galβ1 4GlcNAcβ1 3)n。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。 N聚糖 “ 核心 ” 在 β1 4N乙酰氨基半乳糖轉(zhuǎn)移酶和 GlcNAc4硫酸轉(zhuǎn)移酶相繼作用下完成 4位硫酸化的外鏈合成。 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(cè)含有 Arg(或 Lys)的序列。接于外鏈 GlcNAc上的 Fuc由 α1 3巖藻糖基轉(zhuǎn)移酶催化。高等動物至少有 5種 α1 3FucT,分別為 Ⅲ 、 Ⅳ 、 Ⅴ 、Ⅵ 和 Ⅶ ，有組織分布專一性。其中 Ⅲ 型 α1 3FucT以 2型糖鏈為受體時形成 Fucα1 3連接；以 Ⅰ 型糖鏈為受體時則形成 Fucα1 4連接，是 “ 一種糖基轉(zhuǎn)移酶只形成一種糖苷鍵 ”這一法則唯一的例外。 多天線 N聚糖的合成涉及 6種不同的 N乙酰氨基葡萄糖轉(zhuǎn)移酶 (GlcNAc T),其中 GlcNAcTⅠ 和 TⅣ 作用于核心五糖 α 13臂 Man， 分別形成 β 12和 β 14連接鍵；GlcNAcTⅡ 、 TⅤ 和 TⅥ 作用于 α 16臂 Man， 分別形成β 1 β 14和 β 16連接鍵 (圖 )。 合成單天線只需要 GlcNAcTⅠ ；雙天線需要 GlcNAcTⅠ 和 TⅡ ； C2， 4， C2三天線需要 GlcNAcTⅠ 、 TⅣ 和 TⅡ ； C2 ， 2， 6 三天線需要 GlcNAcTⅠ 、 TⅡ 和 TⅤ ；合成四天線則需要 GlcNAcTⅠ 、 Ⅳ 、 Ⅱ 、 Ⅴ ； GlcNAcTⅢ 負責合成平分型 GlcNAc。 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 。 C 圖 6種 GlcNAcT(1～ Ⅵ) 的作用位置及形成的糖苷鍵 OGalNAc聚糖的合成 OGalNAc聚糖的合成是在已折疊的蛋白質(zhì)表面適當?shù)?Ser/Thr上逐個添加糖基 。 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 。 很可能不同的糖蛋白 OGalNAc糖基化起始部位也不同 ， 可以在 ER、 過渡小泡或 cisGolgi扁囊 。 起始之后 ，OGalNAc聚糖其它糖基的添加 、 糖鏈延伸和非還原端形成都發(fā)生在 Golgi體內(nèi) 。 OGalNAc聚糖合成起始步驟由多肽：N乙酰氨基半乳糖轉(zhuǎn)移酶 (ppGalNAcT)催化 。 哺乳動物至少可編碼 8種 ppGalNAcT， 其中的 4種 (ppGalNAcT1～ 4)已進行了體外重組研究 。 多種 GalNAcT同工酶很可能有差異地定位于不同的亞細胞區(qū)隔 ， 與一些糖蛋白糖基化作用的組織和細胞類型專一性有關(guān) 。 可將 OGalNAc聚糖酶合成劃分為三個階段：核心結(jié)構(gòu)的合成；糖鏈延伸和分枝；非還原端的形成 。 (1) 核心結(jié)構(gòu)的合成： OGalNAc聚糖至少有 7種核心結(jié)構(gòu)，都是在 GalNAc被 pp GalNAcT添加到肽鏈上之后，再由有關(guān)的糖基轉(zhuǎn)移酶順序添加糖基形成的 (圖)。核心 1β1 3半乳基轉(zhuǎn)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。已在脊椎動物中發(fā)現(xiàn)至少 3種 corel GalT，可能也存在一個像 ppGalNAcT一樣的家族，有差別地在特定的組織和細胞類型中表達，并表現(xiàn)出底物選擇性。核心 2β1 6N乙酰氨基葡萄糖轉(zhuǎn)移酶 (core 2 GlcNAcT)把 1個GlcNAc以 β1 6鍵連接到核心 1GalNAc殘基上，形成核心 2。核心3β1 3GlcNAcT轉(zhuǎn)移酶 (core 3 GlcNAcT)把 1個 GlcNAc以 β1 3鍵連接到 GalNAcα Ser/Thr上，形成核心 3。由于 core 3 GlcNAcT與core 1 Gal AT都要利用相同的糖基受體，與 core 2 GlcNAcT利用相同的糖基供體和相似的受體，因而在某些情況下，它們之間會出現(xiàn)競爭。核心 4β1 6 N乙酰氨基葡萄糖轉(zhuǎn)移酶負責把另一個GlcNAc以 β1 6鍵連接到核心 3的 GlcNAc殘基上，產(chǎn)生核心 4。另外三種出現(xiàn)頻率較低的核心結(jié)構(gòu)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。 圖 Gal NAc聚糖核心結(jié)構(gòu)的合成 (2)糖鏈的延伸和分枝： 糖鏈延伸就是在上述核心結(jié)構(gòu)上逐個添加糖基，通常是 β1 3連接的 GlcNAc或 β1 4連接的Gal。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(cè)添加 β1 4連接的 Gal。其次，還有 β1 6GlcNAc T、 β1 3Gal T參與鏈延伸，形成前面 1～ 4型骨架結(jié)構(gòu)（圖 ）。 β1 3GlcNAc T和β1 4Gal T交替作用，可形成 LN重復序列（圖） 。 圖 1型和 2型骨架的合成 圖 多聚 N乙酰乳糖胺的合成 外鏈骨架上的 Galβ 14可接受 β 16GlcNAc T轉(zhuǎn)移的GlcNAc Tβ 16殘基而形成分枝 （ 圖 ） 。 這個酶不同于參與 N聚糖合成的 GlcNAc TV和參與核心 2和核心 4合成的 GlcNAc T， 只能以 OGlcNAc 聚糖外鏈中的 Galβ 14為糖基受體 。 參與 OGalNAc聚糖核心和骨架合成的糖基轉(zhuǎn)移酶具有嚴格的底物序列專一性 ， 因而作用有一定的先后順序 。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 。 同樣 ， 核心 2中的 Gal可接受1個 β 13連接的 GlcNAc， 然后才能在 Gal上連接 β 16GlcNAc。 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 。 圖 由線性多聚乳糖（ i抗原）生成 β16分枝多枝多聚乳糖胺（ I抗原）示意圖 （ 3） 非還原端的形成： OGalNAc聚糖的非還原端大致可通過三種方式形成：唾液酸化 、 硫酸化和巖藻糖基化 。 其中硫酸化只能對原來的非還原端糖基進行修飾 。 α 23唾液基轉(zhuǎn)移酶家族至少已發(fā)現(xiàn) 5個成員 （ ST3GalI、 ST3GalⅡ 、ST3GalⅢ 、 ST3GalⅣ 和 ST3GalⅤ ） 負責以 α 23鍵在末端 Gal上引入一個 Sia殘基 。 這些酶的表達有組織專一性 ， 只作用于 O聚糖和某些糖脂末端的 Gal（ 圖） 。 圖 糖鏈末端 Gal的 α2 3唾液酸化 括號內(nèi)的酶在體外系統(tǒng)活性相對較低 帶有 α 23Sia的聚糖通常不再接受其它酶進一步的修飾。糖鏈末端或次末端甚至內(nèi)部的GalNAc殘基可 α2 6唾液酸化。催化該反應的 α2 ，6唾液酸轉(zhuǎn)移酶家族至少存在 5個成員（ ST6GalI、ST6GalNAcI、 ST6GalNAcⅡ 、 ST6GalNAcⅢ 和ST6GalNAcⅣ ）（圖 ）。末端 α2 6唾液酸化的聚糖通常也不接受進一步的修飾。此外，還有一個 α2 8唾液酸轉(zhuǎn)移酶家族，在糖蛋白和某些糖脂上合成 α2 8連接的線性多聚唾液酸。 圖 GalNAc的 α2 6唾液酸化 括號內(nèi)的酶在體外系統(tǒng)相對活性較低 聚糖硫酸化通常出現(xiàn)在 Gal、 GalNAc、 GlcNAc、GlcA和 IdoA上，這些硫酸化的糖基可以是非還原端的也可能是內(nèi)部的。反應由硫酸轉(zhuǎn)移酶家族催化，以PAPS為活性硫酸供體。例如唾液酸化的 Lewis X抗原末端四糖為 β1 3GlcNAc（ α 13Fuc） β1 4Galα2 3Sia中的 Gal第 6位被硫酸化或 GlcNAc第 4位被硫酸化，或者二者均被硫酸化。硫酸化還可發(fā)生在末端 Gal和 GlcNAc第 4位 、 GlcA第 3位等位點上。 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 。 此外 ， 還有 α 13Fuc T催化外鏈中 GlcNAc的 α 13巖藻糖基化以及 N聚糖與 Asn相連的 GlcNAc的 α 16巖藻糖基化 （ 參看 N聚糖加工成熟有關(guān)敘述 ） 。 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 。 如 ① 這個三聯(lián)序列如處于親水片