【基础】
- N-聚糖(N-Glycans) #136
- 糖链的生物学功能 #132
N-聚糖的功能
蛋白质折叠和运输
细胞外活性:
细胞信号转导
细胞-细胞通讯
细胞-基质相互作用
细胞粘附
研究N-聚糖功能的方法
确定 N-聚糖的功能可以通过使用抑制剂来实现,包括衣霉素(阻断 N-糖基化的第一步),或栗精胺、脱氧野尻霉素、脱氧甘露霉素、壳孢素和泽西霉素(阻断 N-聚糖加工);或使用模型生物(如酵母、培养的哺乳动物细胞、黑腹果蝇、秀丽隐杆线虫、斑马鱼和小鼠)的糖基化突变体。
N-聚糖合成的各种化学抑制剂在第 55 章中讨论。
图 9.3 确定了许多 N-聚糖合成和初始加工的酵母突变体,
图 9.4 确定了三种糖基化改变的培养细胞突变体。
具有改变的 N-糖基化能力的突变细胞或生物体为 N-聚糖的生物学功能以及它们对糖蛋白在结构、活性、对蛋白酶的敏感性和抗原性方面的生化特性的贡献提供了巨大的见解。此外,突变细胞和生物体允许定义体内运作的糖基化途径。具有功能丧失突变的细胞或生物体通常会积累该突变体中失去活性的底物生物合成中间体。功能获得突变揭示了可能发生的替代途径或糖基化反应,这取决于细胞类型。N-聚糖的功能也已从**人类先天性糖基化障碍(CDG)的特征中确定。
小鼠突变体,特别是,为 N-聚糖中存在的单个糖的功能以及整个 N-聚糖类别的功能提供了巨大的见解。因此,编码 MGAT1 的 Mgat1 基因的缺失阻止了复合型和杂合型 N-聚糖的合成,因此在所有复合型和杂合型 N-聚糖位点都发现了 Man5GlcNAc2。虽然在正常条件下 MGAT1 的缺失不影响 Lec1 培养细胞的活力或生长,但小鼠中 MGAT1 的消除会导致胚胎发育期间的死亡。
复合型 N-聚糖对于将生长因子和细胞因子受体保留在细胞表面很重要,可能是通过与 GBPs(如半乳糖凝集素)或细胞因子(如转化生长因子-β)相互作用。
编码唾液酸转移酶、岩藻糖基转移酶或除 MGAT1 以外的分支 N-乙酰氨基葡萄糖基转移酶的基因缺失通常会产生有活力的小鼠,但具有免疫或神经元细胞迁移缺陷、肺气肿或炎症。N-聚糖可能携带被选择素识别的糖决定簇,这些决定簇介导对白细胞从血液中外渗和淋巴细胞归巢到淋巴结很重要的细胞-细胞相互作用。
已知当细胞癌变时,N-聚糖会变得更加分支,这种变化有助于癌症进展。在缺乏 MGAT5 的小鼠中形成的肿瘤进展受阻。因此,某些糖基转移酶可能是设计癌症治疗药物的合适靶点。