蛋白质糖基化的案例研究

蛋白质糖基化是一种生命活动中普遍存在的翻译后修饰，赋予蛋白质不同的生物功能和增强的物理化学稳定性。糖基化的类型根据糖苷键中涉及的特定原子进行分类：O-糖基化将糖连接到丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基的羟基氧上；N-糖基化将糖与天冬酰胺的酰胺氮连接；S-糖基化将糖添加到半胱氨酸的硫醇硫中，这类糖基化不太常见；C-糖基化是最罕见的形式，它将糖与色氨酸残基的C2碳连接起来。各种糖基转移酶负责催化这些键的形成，但也有一些例外，如O-GlcNAc转移酶（OGT），它也促进作为二级反应的S-GlcNAcylation。即使在催化相同类型键的酶之间，底物的特异性也可能不同。

图片来源：ACS Chem. Biol.

最近，University of Shizuoka的Sohei Ito课题组研究了属于GT2家族的蛋白糖基转移酶FlgGT1，是一种参与抗菌肽生物合成的半胱氨酸S-糖基转移酶，在保有保守的催化结构域的同时，还表现出不同的C末端结构域。

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通过体外实验研究表明，当将鞭毛蛋白Hag糖基化时，FlgGT1识别结构基序，而不是特定的氨基酸序列。值得注意的是，FlgGT1对丝氨酸或苏氨酸O-糖基化比半胱氨酸S-糖基化更具有选择性。

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此外，分子动力学模拟为FlgGT1适应各种糖核苷酸作为供体底物的能力的结构基础提供了见解。

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该研究基于序列相似性网络分析和AlphaFold2结构预测的分类表明，C末端结构域的获得是一种关键的进化适应，赋予GT2家族中糖基转移酶不同的底物特异性。