蛋白質(zhì)糖基化的研究及進展課件

1、蛋白質(zhì)糖基化的研究及進展1 概 述1988年，牛津大學的 Raymond Dwek 在 Annual Review of Biochemistry上發(fā)表題為 “糖生物學”的綜述，標志糖生物學這一前沿領域的誕生。美國的新罕布什大學 首先開展了“糖組學”（glycomics) 的研究美國于2001年正式啟動了“功能糖組學”的研究“功能糖組學” 研究目標 基因組計劃提供了基本的遺傳信息，而許多基因的功能仍需要闡明。其中的關鍵就是蛋白質(zhì)的翻譯后修飾，而糖基化是最主要的翻譯后修飾之一。闡明由蛋白質(zhì)-糖鏈所介導的細胞通訊機制糖組學研究的重心便是蛋白質(zhì)糖基化的研究。蛋白質(zhì)糖基化研究的基本目標是：尋找編碼糖蛋

2、白的基因?qū)ふ姨腔稽c解析糖鏈及糖基化肽段的結構研究糖基化的功能基因組信息糖基化位點信息結構信息功能信息現(xiàn)代分子生物學的中心法則：糖鏈的多樣性和復雜性“連接方式異構體”“分枝形成”2 蛋白質(zhì)糖基化的分類1O-糖基化: 糖鏈通過GalNAc連接在蛋白質(zhì)的Ser或Thr 等側(cè)鏈的羥基處2N-糖基化: 糖鏈連接在蛋白質(zhì)的Asn的氨基側(cè)鏈處3GPI-Anchor糖基化: 蛋白質(zhì)通過肽鏈的C端共價連接 的 糖基磷脂酸肌醇錨定在膜脂上。蛋白質(zhì)糖基化的研究策略1.凝膠技術與質(zhì)譜聯(lián)用2.非凝膠技術與質(zhì)譜聯(lián)用3.O-GlcNAc 糖基化研究細胞組織雙向電泳切割酶切質(zhì)譜分析 糖鏈鑒定 數(shù)據(jù)庫搜索 靶蛋白鑒定及功能

3、分析與磷酸化之間存在“陰陽”關系 可以被篩選和鑒定O-GlcNA pr親和層析母離子掃描 366數(shù)據(jù)庫搜索 鑒定4 糖基化蛋白質(zhì)的分離技術蛋白質(zhì)混合物 分離純化糖蛋白 糖肽 凝集素 ConA 是一種典型的對于一系列高甘露糖型的N-連接糖鏈具有高親和性的植物凝集素， 同時也能結合復雜型的N-連接糖鏈及雙分枝的復雜型的N-連接糖鏈Mana1-6(Mana1-3)Man較強Mana1-2Mana1-6 (Mana1-3)Man最強缺少三甘露糖核心結構或含有阻礙性的3-OH，6-OH取代基團的Mana（1-6）較弱 Galectin LEC-6 PNA 半乳糖苷結合凝集素是一類分布廣泛，不依賴于金屬離

4、子的可溶性凝集素 很多生物具有保守性 傾向于結合包含半乳糖且具有分枝結構的N-連接糖鏈花生凝集素是組織化學中用于檢測T抗原的。 T抗原在黏蛋白中廣泛存在（如血型糖蛋白A） 可廣泛結合于存在O-連接糖鏈的T抗原上2 與凝集素聯(lián)用的檢測方法 蛋白質(zhì)印跡到膜上后，與標記了地高辛的凝集素一起孵育，再通過與帶有堿性磷酸酶的抗地高辛抗體結合，最后加入顯色試劑進行檢測。6 質(zhì)譜在蛋白質(zhì)糖基化研究中的應用1 位點分析 a 特征離子檢測 尋找糖基特征離子，進而確定糖肽 如 NacGlc 特征離子為 m/z 204 b 酶處理前后酶解肽譜比對 在TIC圖上，酶解前的糖肽峰酶解后消失，出現(xiàn)去糖肽， 根據(jù)去糖肽的相對

5、分子量及MS/MS圖確定糖基化位點Q-TOF-MS 高分辨 高靈敏度 高精確度 母離子掃描 HexNAc+ (m/z 204) HexHexNAc + (m/z366)MALDI-TOF-MS 能方便的檢測出衍生或未衍生的寡糖 可以直接分析分子質(zhì)量較大的糖蛋白，并分辨不均一性展 望 由于糖蛋白本身的復雜性，蛋白質(zhì)糖基化的研究必須采取多元化的研究策略和技術，而各種新的檢測方法也不斷的被采用。 隨著各種分離技術的不斷發(fā)展，研究方法也不斷翻新。蛋白質(zhì)糖基化研究也將成為翻譯后修飾研究的新熱點主要參考文獻1 夏其昌 曾嶸等 蛋白質(zhì)化學與蛋白質(zhì)組學 科學出版社 20042 Hirabayashi J ,e

6、tc JCB 2002,771(1-2):67-873 Hirabayashi J ,etc Trends Glycosci Glyco ,2000,20(6):286-2874 Courtenay Hart etc Electrophoresis 2003, 24, 5885985 Cristian I. Ruse etc Anal. Chem.2002, 74,1658-16646 STEVEN A etc Protein Science (1993), 2, 183-196.7 Benjamin L. etc Anal. Chem.2002, 74,6088-60978 Wei Li,etc Anal. Chem.2002, 74,5701-57109 Rong Zeng,etc Eur. J. Biochem. 266, 352-358 (1999)10 Pauline M.etc Proteomics 2001, 1, 28529411Schulz BL etc Anal Chem,2002,74:6088-609712Robbe C, etc Biochem J 2004 Dec1 ; 384：307-16 13Suzuki ,etc, Anal Chem, 2006 Apr 1;78(7):223