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關(guān)于軍團(tuán)菌來(lái)源的新型O-糖基轉(zhuǎn)移酶機(jī)理

糖基化修飾是一種廣泛存在且重要的蛋白質(zhì)翻譯后修飾，由糖基轉(zhuǎn)移酶催化形成。抗體、疫苗等許多臨床治療性蛋白質(zhì)都具有特異性糖基化修飾，且對(duì)蛋白活性至關(guān)重要。基于糖基轉(zhuǎn)移酶的化學(xué)酶法合成方法，是獲得均一糖蛋白的有效手段之一。因此，找尋性質(zhì)優(yōu)良的各種糖基轉(zhuǎn)移酶十分關(guān)鍵。對(duì)比真核細(xì)胞，細(xì)菌來(lái)源的糖基轉(zhuǎn)移酶具有易表達(dá)純化和催化產(chǎn)率高等優(yōu)良性質(zhì)，常被改造為人工合成糖蛋白的工具酶。然而，蛋白O-連接糖基化修飾在原核生物與真核生物之間并不保守，這成為了利用細(xì)菌糖基化系統(tǒng)生產(chǎn)真核生物O-糖蛋白的一大瓶頸。為了解決這個(gè)問(wèn)題，陳興教授課題組對(duì)病原菌-宿主相互作用中的蛋白質(zhì)糖基化進(jìn)行了探索。某些病原菌入侵宿主細(xì)胞后，會(huì)分泌具有糖基轉(zhuǎn)移酶活性的效應(yīng)蛋白。這些效應(yīng)蛋白往往利用宿主的糖供體，并且修飾宿主的靶蛋白。因此，對(duì)這類糖基轉(zhuǎn)移酶的工程化，可為實(shí)現(xiàn)真核生物O-糖蛋白的合成提供新的有效策略。嗜肺軍團(tuán)菌效應(yīng)蛋白SetA具有O-葡萄糖轉(zhuǎn)移酶活性，然而其底物蛋白尚未被鑒定。本研究首先開(kāi)發(fā)了能夠?qū)崿F(xiàn)特異性標(biāo)記和選擇性富集的化學(xué)酶法策略。他們?cè)O(shè)計(jì)被SetA利用的生物正交基團(tuán)修飾的糖供體（尿苷二磷酸-6-疊氮-葡萄糖，UDP-6AzGlc），將疊氮葡萄糖6AzGlc轉(zhuǎn)移至底物蛋白。通過(guò)點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)，與可切割生物素探針連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)底物蛋白的選擇性富集和位點(diǎn)特異性質(zhì)譜鑒定(下圖)。質(zhì)譜分析鑒定到分布于276個(gè)蛋白的317個(gè)O-glucose修飾位點(diǎn)。天然糖供體標(biāo)記及軍團(tuán)菌侵染實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了SetA可以修飾眾多的底物蛋白。

北京大學(xué) 2021-04-11

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