糖基转移酶的研究概述

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1、糖基转移酶的研究概述邓传怀（河北大学生命科学学院2012生物技术中国保定071000）摘要糖基转移酶在生物体内催化活化的糖连接到不同的受体分子，如蛋白、核酸、寡糖、脂上，糖基化的产物具有很多生物学功能并具有高度的底物专一性。本文综述了糖基转移酶的种类、功能、特性及其在组合生物合成中的应用与研究前景。关键词糖基转移酶结构功能应用OutlineaboutresearchofglycosyltransferasesDengChuanhuai（CollegeofLifeSciences,Biotechnology2012,HebeiUniversity,Ba

2、oding）AbstractGlycosyltransferasecatalyzingthebiosynthesisofthesugarattachedtodifferentactivatedreceptormolecules,suchasproteins,nucleicacids,oligosaccharides,thelipidglycosylationproducthasmanybiologicalfunctionswithahighdegreeofsubstratespecificity1'1.Inglycosylationproject,c

3、arriedoutbyenzymaticproteinglycosylationandimportantmeansof⑵naturalglycosylatedglycoproteinstostudythestructureandfunctionofglycoproteins.Thisarticleprovidesanoverviewofthecategories,functions,characteristicsofGtfs,theirapplicationsincombinatorialbiosynthesis,andtheprospectsfor

4、research・KeyWordsGlycosyltransferaseStructureandFunctionApplication糖基转移酶是广泛存在于内质网和高尔基体内的一大类酶类⑶，参与体内重要的活性物质如糖蛋白和糖脂小糖链的合成。其作用是把相应的活性供体（通常是二磷酸核昔NDP・糖）的单糖部分转移至糖、蛋白质、脂类和核酸等，完成后者的糖基化加工实现其牛.物学功能。1糖基转移酶的结构在真核细胞中，绝大多数糖基转移酶都是位丁•内质网和高尔基体，除个别(如合成G寡糖的al,2甘露糖转移酶是I型膜蛋白)外，它们都是II型膜蛋白，都有着相似的域结构。

5、首先是一段短的留在胞质的N—末端肽端，接着是跨膜结构域(TMD),然后是一段所谓的“茎”(stem)区,余下则是--段很长的球形催化结构域。其中跨膜域在糖基转移酶的高尔基体膜定位中起着关键作用，而胞质尾端“茎”区的毗邻跨膜域的部分氨基酸则起着辅助作用。肤链的“茎”区氨基酸对某些蛋白水解酶敏感，易被水解,使催化结构域游离溶解出来，这在糖基转移酶的可溶化和提纯有重要意义。最近的一项研究表明STGGall的“茎”区域在糖蛋白受体的选择有一定作用，可能是因为“茎”区域影响催化域的三维结构，对这一区域意义的阐明还有待更多的研究.长期以來，人们对糖基化反应的分子

6、机制一直不甚清楚，最重要的原因的就是缺乏对糖基转移酶的三维结构的认识。1994年,Virelink等利用X射线晶体衍射技术率先完成了对噬菌体T4的P-GlcT(BGT)的3D结构的测定。1999年至今，人们又相继完成了另外12种糖基转移酶的3D结构的测沱结果发现这13种糖基转移酶都是a/B蛋白，而且只采用了两种折卷模式GT—A折壳和GT—B折廉(即上文所提的两个超家族)，通过穿针引线分析(threadinganalysis)发现其余大多数糖基转移酶都采用这两种折叠模式中的一个。核酸法测定蛋白质一级结构的迅速发展和广泛使用，也为糖基转移酶的结构研究提供

7、了有用的方法。因为大多数糖基转移酶是膜结合蛋白，量很少，不足以用经典的蛋白质化学方法测泄它们的整个结构.目前认为仅是参与糖蛋白和糖脂中糖链合成的糖基转移酶就有上百种，被克隆的哺乳动物来源的糖基转移酶只有十儿种，这些糖基转移酶的cDNA的序列已被测定。它们大多有相似的域结构闭，即：一段短的末端的肤段尾巴在细胞质屮，接着是16-20个残基组成的穿透膜的肤段，然后是一段长度尚未确定的所谓的“颈”部，余下的是很长的有催化活性的结构域，后者在高尔基体的腔内。肽链中的“颈”部对某些蛋白水解酶敏感，原來的膜酶经水解后成了可溶性的酶。后者比前者更为容易分离纯化，为此

8、多数糖基转移酶的结构研究，是以水解得到的可溶性酶作起始材料，得到了它们的cDNA后就能进一步测得酶的其它部分