醣基化

糖基化（英語：Glycosylation）是在酶的控制下，蛋白質或脂質附加上糖類的過程。此過程為四種共轉譯（co-translational）與後轉譯修飾的一種形式，發生於高基氏體。蛋白質經過糖基化作用之後，可形成糖蛋白。 聚醣在膜和分泌蛋白中發揮多種結構和功能作用^[1]。在粗面內質網中合成的大多數蛋白質經歷糖基化。 它是一種酶導向的位點特異性過程，而與糖化的非酶促化學反應相反。 糖基化也作為O-GlcNAc修飾存在於細胞質和細胞核中。 Aglycosylation是工程化抗體繞過糖基化的一個特徵^[2][3]。

目的

糖基化是碳水化合物與靶高分子（通常是蛋白質和脂質）共價連接的過程。 這種修改具有各種功能^[4] 。 例如，一些蛋白質不能正確折疊，除非它們是糖基化的^[1] 。 在其他情況下，蛋白質不穩定，除非它們含有在某些天冬酰胺殘基的酰胺氮處連接的寡糖。

總的來說，糖基化需要通過形成它的可能的進化選擇壓力來理解。 在一個模型中，多樣化可以純粹視為內生功能的結果。 然而，更可能的是，通過逃避病原體感染機制（例如，螺桿菌（英语：Helicobacter）附著於末端糖殘基）來驅動多樣化，並且然後內源地利用多細胞生物體內的多樣性。

糖蛋白多樣性

糖基化增加了蛋白質組的多樣性，因為幾乎糖基化的每個方面都可以被修飾，包括：

• 糖苷鍵 - 聚醣連接的位點
• 聚醣組合物 - 與給定蛋白質連接的醣類型
• 聚醣結構 - 可以是未支化的或支鏈的糖鏈
• 聚醣長度 - 可以是短鍊或長鏈寡糖

機制

有許多醣基化機制，儘管大多數有共同的特徵^[1]：

• 與糖化不同，糖基化是酶促過程。 實際上，糖基化被認為是最複雜的翻譯後修飾，因為涉及大量的酶促步驟^[5] 。
• 供體分子通常是活化的核苷酸糖（英语：Nucleotide sugar）。
• 該過程是非模板化的（與DNA轉錄或蛋白質翻譯不同）; 相反，細胞依賴於將酶分離到不同的細胞區室（例如，內質網，高爾基體中的池中）。 因此，糖基化是位點特異性修飾。

臨床

據報導，人類中有超過40種糖基化紊亂（英语：Congenital disorder of glycosylation）^[6]。 這些可以分為四組：蛋白質N-糖基化紊亂，蛋白質O-糖基化紊亂，脂質糖基化紊亂，和其他糖基化途徑以及多種糖基化途徑紊亂。 對於任何這些疾病都沒有有效的治療方法。

對治療效果的影響

據報導，哺乳動物糖基化可以改善生物治療藥物的治療功效。 例如，在HEK 293平台中表達的重組人類的干扰素伽玛(干擾素-γ)的治療功效針對抗藥性卵巢癌細胞係得到改善^[7]。

参阅

• 糖化終產物
• 糖化

参考文献

1. Varki A (编). Essentials of Glycobiology 2nd. Cold Spring Harbor Laboratories Press. [2018-11-22]. ISBN 978-0-87969-770-9. （原始内容存档于2016-12-06）.
2. Jung ST, Kang TH, Kelton W, Georgiou G. Bypassing glycosylation: engineering aglycosylated full-length IgG antibodies for human therapy. Current Opinion in Biotechnology. December 2011, 22 (6): 858–67. PMID 21420850. doi:10.1016/j.copbio.2011.03.002.
3. Transgenic plants of Nicotiana tabacum L. express aglycosylated monoclonal antibody with antitumor activity. Biotecnologia Aplicada. 2013 [2018-11-22]. （原始内容存档于2018-08-15）.
4. Drickamer K, Taylor ME. Introduction to Glycobiology 2nd. Oxford University Press, USA. 2006. ISBN 978-0-19-928278-4.
5. Walsh C. Posttranslational Modification of Proteins: Expanding Nature's Inventory. Roberts and Co. Publishers, Englewood, CO. 2006. ISBN 0974707732.
6. Jaeken J. Congenital disorders of glycosylation. Handbook of Clinical Neurology. 2013, 113: 1737–43. PMID 23622397. doi:10.1016/B978-0-444-59565-2.00044-7.
7. Razaghi A, Villacrés C, Jung V, Mashkour N, Butler M, Owens L, Heimann K. Improved therapeutic efficacy of mammalian expressed-recombinant interferon gamma against ovarian cancer cells. Experimental Cell Research. October 2017, 359 (1): 20–29 [2018-11-23]. PMID 28803068. doi:10.1016/j.yexcr.2017.08.014. （原始内容存档于2019-06-14）.

外部連結

• （英文）GlycoEP （页面存档备份，存于互联网档案馆） : In silico Platform for Prediction of N-, O- and C-Glycosites in Eukaryotic Protein Sequences PLoS ONE 8(6): e67008 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• （英文）Online textbook of glycobiology with chapters about glycosylation （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• （英文）GlyProt: In-silico N-glycosylation of proteins on the web^{[失效連結]}
• （英文）NetNGlyc: The NetNglyc server predicts N-glycosylation sites in human proteins using artificial neural networks that examine the sequence context of Asn-Xaa-Ser/Thr sequons. （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• （英文）Supplementary Material of the Book "The Sugar Code" （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• （英文）Additional information on glycosylation and figures （页面存档备份，存于互联网档案馆）