植烷醇磷酸甘露糖的酶法合成及应用

Enzymatic Synthesis and Application of Phytanol-Phosphate Mannose

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2020.03.007

中文关键词: 甘露糖基化 Dpm1 植烷醇 Alg3

英文关键词: mannosylation,Dpm1,phytanol,Alg3

基金项目:

作者

单位

李盛陶

江南大学 生物工程学院江苏 无锡 214122

江南大学 糖化学与生物技术教育部重点实验室江苏 无锡 214122

王宁

江南大学 生物工程学院江苏 无锡 214122

江南大学 糖化学与生物技术教育部重点实验室江苏 无锡 214122

高晓冬

江南大学 生物工程学院江苏 无锡 214122

江南大学 糖化学与生物技术教育部重点实验室江苏 无锡 214122

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中文摘要:

内质网(ER)腔内的甘露糖基化修饰共同存在于N-糖基化、糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定化、O-和C-甘露糖基化中,对于真核生物来说具有重要的作用。ER腔内的甘露糖基化的底物供体为多萜醇磷酸甘露糖(Dol-P-Man),因此Dol-P-Man的合成对于理解不同种类的糖基化修饰具有重要的意义。本研究原核表达纯化了酵母Dol-P-Man的合成酶(Dpm1),并鉴定了重要的DXD motif。利用纯化的Dpm1蛋白,及简单的植烷醇(Phytanol)代替复杂的多萜醇(Dolichol),体外酶法合成了Dol-P-Man的替代结构Phy-P-Man。在N-糖基化途径中Alg3催化Dol-PP-GlcNAc2-Man5和Dol-P-Man生成Dol-PP-GlcNAc2-Man6。通过体外酶反应,本研究证明Phy-P-Man同样能够作为Alg3的底物供体用于N-糖基化途径的研究,为以后合成高甘露糖型的N糖结构及GPI、O-和C-甘露糖基化的研究奠定了基础。

英文摘要:

Mannosylation in the endoplasmic reticulum(ER)lumen is common to four glycosylation pathways,and involves N-linked glycosylation,glycosylphosphatidylinositol(GPI)-anchor and protein O- and C-mannosylation. Thus,mannosylation in the ER lumen is vital for eukaryotes. The donor for mannosylation in the ER lumen is dolichol-phosphate-mannose(Dol-P-Man),thus the synthesis of Dol-P-Man is important for understanding different kinds of glycosylation modification. Dol-P-Man synthase catalyzes the transfer of mannose from GDP-mannose(GDP-Man)to dolichol-phosphate(Dol-P) to produce Dol-P-Man. This study expressed yeast Dol-P-Man synthase(Dpm1)inEscherichia coli,and purified it. The conserved DXD motif in Dpm1 playsed crucial roles for these activities. We used phytanol with a short lipid chain to substitute for its dolichol homologue with a long lipid chain,and synthesized phytanol-phosphate mannose(Phy-P-Man)using purified Dpm1. Furthermore,Phy-P-Man could be used as a substrate for Alg3 for N-glycosylation research.

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