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陈兴课题组揭示军团菌来源的新型O-糖基转移酶机ç�?/h1>
作者:     来源ï¼?nbsp;    发布日期:2019-01-08

    2019å¹?/span>1æœ?/span>8日,北京大学化学与分子工程学院ã€?/span>北大-清华生命科学联合中心陈兴教授课题组在Nature Chemical Biology杂志在线发表了题ä¸?/span>â€?/span>Legionella effector SetA as a general O-glucosyltransferase for eukaryotic proteinsâ€?/span>ï¼?/span>DOI: 10.1038/s41589-018-0189-yï¼?/span>的研究论æ–?/span>ï¼?/span>报道通过化学酶法标记策略,实现了对嗜肺军团菌效应蛋白糖基转移é…?/span>SetA的蛋白底物鉴定,并阐æ˜?/span>äº?/span>SetAçš?/span>底物选择机理ï¼?/span>为糖蛋白的人工合成提供了一ç§?/span>有力的工å…?/span>ã€?/span>

糖基化修饰是一种广泛存在且重要的蛋白质翻译后修é¥?/span>ï¼?/span>由糖基转移酶催化形成ã€?/span>抗体、疫è‹?/span>ç­?/span>许多临床治疗æ€?/span>蛋白è´?/span>都具æœ?/span>特异æ€?/span>糖基化修é¥?/span>ï¼?/span>ä¸?/span>å¯?/span>蛋白活æ€?/span>至关重要ã€?/span>基于糖基转移é…?/span>çš?/span>化学酶法合成方法ï¼?/span>是获得均一糖蛋白的有效手段之一。因此,找寻性质优良的各种糖基转移酶十分关键。对比真核细胞,细菌来源的糖基转移酶具有易表达纯化和催化产率高等优良性质,常被改造为人工合成糖蛋白的工具酶。然而,蛋白O-连接糖基化修饰在原核生物与真核生物之间并不保守,这成为了利用细菌糖基化系统生产真核生ç‰?/span>O-糖蛋白的一大瓶颈。为了解决这个问题,陈兴教授课题ç»?/span>对病原菌-宿主相互作用中的蛋白质糖基化进行了探索ã€?/span>

   某些病原菌入侵宿ä¸?/span>细胞后,ä¼?/span>分泌具有糖基转移酶活性的效应蛋白。这些效应蛋白往往利用宿主的糖供体ï¼?/span>并且修饰宿主的靶蛋白ã€?/span>因此,对这类糖基转移酶的工程化,可为实现真核生物O-糖蛋白的合成提供新的有效策略ã€?/span>嗜肺军团è�?/span>效应蛋白SetA具有O-葡萄糖转移酶活性,然而其底物蛋白尚未被鉴定ã€?/span>陈兴课题ç»?/span>首先开发了能够实现特异æ€?/span>标记å’?/span>选择æ€?/span>富集的化学酶æ³?/span>策略ã€?/span>他们设计è¢?/span>SetA利用çš?/span>生物正交基团修饰的糖供体ï¼?/span>尿苷二磷é…?/span>-6-叠氮-葡萄糖,UDP-6AzGlc),将叠氮葡萄糖6AzGlc转移至底物蛋白ã€?/span>通过点击化学反应,与可切割生物素探针连接ï¼?/span>实现å¯?/span>底物蛋白çš?/span>选择性富集和位点特异æ€?/span>质谱鉴定(下图)ã€?/span>质谱分析鉴定åˆ?/span>分布äº?/span>276个蛋白的317ä¸?/span>O-glucose修饰位点ã€?/span>天然糖供体标è®?/span>及军团菌侵染实验ï¼?/span>验证äº?/span>SetA可以修饰众多çš?/span>底物蛋白ã€?/span>

   BioArt推é€?流程å›?png

化学酶法标记策略流程示意å›?/span>

 

     进一步研ç©?/span>发现被修饰蛋ç™?/span>具有S/T#-X-L-P/G (#为修饰氨基酸)序列保守æ€?/span>ã€?/span>核心催化结构域的结构模型表面ï¼?/span>糖供体结å�?/span>口袋邻近处的疏水区域参与äº?/span>SetA的底物选择ã€?/span>随后,研究人员将SetA选择性识别的S/T-X-L-P/G保守性序列,开发为O-glucosylation 标签 (GlcTag)ï¼?/span>实现了真核生物蛋白的位点特异æ€?/span>O-ç³?/span>基化修饰(下图)ã€?/span>

BioArt推é€?Graphical Abstract.png

 SetA识别S/T-X-L-P/G保守序列

 

    综上所述,这项研究开发了化学酶法标记策略ï¼?/span>实现了对军团菌效应蛋白糖基转移酶SetA的底物蛋白鉴定,揭示äº?/span>SetA的底物修饰具æœ?/span>S/T-X-L-P/G序列选择æ€?/span>ã€?/span>首次发现了原核生物中广谱O-糖基化系ç»?/span>,为糖蛋白的人工合成提供了有力的工具。该化学酶法标记富集策略å�?/span>推广应用到多种糖基转移酶的底物蛋白鉴定,促进更多的糖合成工具é…?/span>的开å�?/span>,进è€?/span>实现各种ç³?/span>蛋白çš?/span>精准合成ã€?/span>

    北大-清华生命科学联合中心博士研究ç”?/span>高玲ä¸?/span>本论æ–?/span>第一作者ã€?/span>陈兴教授通讯联系作者ã€?/span>北大化学é™?/span>来鲁华教授,北京生命科学研究所邵峰研究å‘?/span>å’?/span>北大生科院肖俊宇研究员参ä¸?/span>äº?/span>该研究ã€?/span>该研究工作得到了国家自然科学基金委、科技éƒ?/span>ã€?/span>北大-清华生命科学联合中心的资助ã€?/span>

 

相关链接: //www.nature.com/articles/s41589-018-0189-y

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