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神經發育過程中蛋白糖基化的新機制

日期:2016-11-28 09:14:02

 上海交通大學系統生物醫學研究院的研究人員在自有成熟蛋白質糖基化研究平臺的基礎上,報道了神經發育過程中蛋白質的糖基化功能機制研究最新成果:他們從糖基轉移酶、糖蛋白和糖鏈修飾三位一體的角度揭示了蛋白質O-糖基轉移酶在神經分化中的調控分子機制。

 

這一研究成果公布在JBC雜志上,領導這一研究的是上海交通大學系統生物醫學研究院張延研究員,張延研究員主要從事糖生物學和糖組學的系統生物學研究,特別是蛋白質的O-糖基化機制研究,研究方向為腫瘤的功能糖生物學和糖蛋白質組學;同時致力于糖組學在轉化醫學研究領域中的應用,在國內具有獨特的學科特色。

 

糖鏈是繼DNA鏈,蛋白質多肽鏈后生命的第三條復雜多分子結構鏈。生物體內超過50%的蛋白質是被糖基化修飾的。蛋白質糖基化是蛋白質的一種重要翻譯后修飾,參與了各種重要生命活動。長期以來人們發現細胞表面的糖鏈在中樞神經系統形成中具有重要作用,糖鏈參與了神經細胞黏附、遷移、突觸形成和神經傳導等眾多生理過程。但是對蛋白質O-GalNAc糖基化在哺乳動物神經發育中的分子調控機制知之甚少。

 

在這篇文章中,研究人員系統解析了糖基轉移酶在神經分化過程中通過調控蛋白質O-糖鏈的形成,穩定蛋白分泌從而促進神經元分化的分子機制,對全面理解腦發育和神經退行性疾病的發生發展具有重要意義。

 

張延課題組在研究蛋白質糖基化分子機理的基礎上,開發和運用多組學研究手段,研究蛋白質糖基化調控在疾病發生發展中的功能機理,為系統揭示和理解以腫瘤為代表的復雜性疾病的發病機理,以及在此基礎上的早期診斷和治療,以及藥物開發等轉化醫學研究奠定基礎,在國內具有獨特的學科特色。

 

糖基化與癌癥密切相關,加州理工學院的研究人員發現腫瘤細胞通過改變糖基化,添加碳水化合物(在這種情況下是GlcNAc)到蛋白質上,來對它們的環境做出反應。這最終將幫助癌細胞生存。當科學家們在小鼠中阻斷GlcNAc添加到一種特殊蛋白質上時,腫瘤細胞的生長受到了損害。這一研究首次證實一種稱作GlcNAc ("glick-nack")的特殊糖類,在維持癌性怪物的“喂養”中發揮了關鍵性作用。這一研究發現為癌癥的治療干預提供了新的潛在靶點。

 


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