蛋白質糖基化的案例研究

蛋白質糖基化是一種生命活動中普遍存在的翻譯后修飾，賦予蛋白質不同的生物功能和增強的物理化學穩定性。糖基化的類型根據糖苷鍵中涉及的特定原子進行分類：O-糖基化將糖連接到絲氨酸、蘇氨酸和酪氨酸殘基的羥基氧上；N-糖基化將糖與天冬酰胺的酰胺氮連接；S-糖基化將糖添加到半胱氨酸的硫醇硫中，這類糖基化不太常見；C-糖基化是最罕見的形式，它將糖與色氨酸殘基的C2碳連接起來。各種糖基轉移酶負責催化這些鍵的形成，但也有一些例外，如O-GlcNAc轉移酶（OGT），它也促進作為二級反應的S-GlcNAcylation。即使在催化相同類型鍵的酶之間，底物的特異性也可能不同。

圖片來源：ACS Chem. Biol.

最近，University of Shizuoka的Sohei Ito課題組研究了屬于GT2家族的蛋白糖基轉移酶FlgGT1，是一種參與抗菌肽生物合成的半胱氨酸S-糖基轉移酶，在保有保守的催化結構域的同時，還表現出不同的C末端結構域。

圖片來源：ACS Chem. Biol.

通過體外實驗研究表明，當將鞭毛蛋白Hag糖基化時，FlgGT1識別結構基序，而不是特定的氨基酸序列。值得注意的是，FlgGT1對絲氨酸或蘇氨酸O-糖基化比半胱氨酸S-糖基化更具有選擇性。

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此外，分子動力學模擬為FlgGT1適應各種糖核苷酸作為供體底物的能力的結構基礎提供了見解。

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該研究基于序列相似性網絡分析和AlphaFold2結構預測的分類表明，C末端結構域的獲得是一種關鍵的進化適應，賦予GT2家族中糖基轉移酶不同的底物特異性。