蛋白质的糖基化作用及其在生物制药中的应用.pdfVIP

·62· 生物技术 中国畜牧兽医 2012年第39卷第11期 蛋白质的糖基化作用及其在生物制药中的应用 董炳梅1。王金良2，张春玲1。魏凤2，吕素芳2．祖立闯1。汪洋1，沈志强1’2 256600) (1．山东绿都生物科技有限公司，山东滨州256600；2．山东省滨州畜牧兽医研究院，山东滨州 摘要：糖基化是生物体一种最为常见且最主要的蛋白质翻泽后修饰方式，对蛋白质性状及其功能的影响具有重要的生物 学意义。近年来，随着糖生物学与糖基化工程的发展，已有越来越多的药物应用于临床。文章概括了蛋白质糖基化修饰的种 类及糖基化修饰对蛋白质特性的影响；在此基础上，总结了近年来蛋白质糖基化工程在生物制药中的发展与应用。蛋白质糖 基化工程作为一种新型的改良蛋白质性质的手段，必然会在蛋白质的改造中发挥越来越重要的作用。 关键词：蛋白质；糖基化；生物制药 中图分类号：Q591．2 文献标识码：A 文章编号：167l一7236(2012)11一0062一04 蛋白质的糖基化修饰是真核生物的一种最普遍 特定糖基化位点的过程。在体内或体外，醛糖都有 的翻译后修饰方式，多存在于细胞外环境的蛋白质 与蛋白质发生结合的倾向。体内蛋白质的糖基化反 中，据统计，体内50％～70％的蛋白质可发生糖基应可分为两种，一种发生于细胞质内质网中，是由酶 化修饰(An等，2009)。越来越多的数据表明，糖基催化进行的缩合反应，见于蛋白质翻译后的糖基化 化作为一种主要的翻译后修饰对蛋白质功能有着重 修饰。另一种为非酶催化的糖基化反应，是由葡萄 要影响：①糖基化修饰极大地改变了蛋白质的理化 糖、6一磷酸葡萄糖、果糖等醛糖的醛基与蛋白质分子 性质：如分子质量增加、溶解性增大及蛋白质的折 中氨基酸(通常为赖氨酸)的NH：基缩合形成Shiffs 叠、运输和定位等。②经糖基化修饰后产生的数千 碱，并进一步经分子重排形成更稳定的糖化产物。 种具有独特生物活性的糖蛋白，可参与到机体生命 根据糖蛋白中糖基／糖链和蛋白质的连接方式，蛋白 活动的各个领域中，如免疫保护、病毒的复制、细胞 质糖基化修饰主要分为4类：N一连接糖基化、O一连 生长、细胞与细胞之问的黏附、炎症的产生等。许多 接糖基化、C一甘露糖糖基化与糖基磷脂酰肌醇 蛋白质，如转录因子、核小孑L蛋白、热休克蛋白、 (GPI)锚区(Blom等，2004)。 RNA聚合酶Ⅱ、致癌基因翻译产物、酶等，均发现 1．1 N一连接糖基化 N位糖基化是在内质网上由 了糖基化这种翻译后修饰方式。目前，根据糖基化 糖基转移酶催化，在内分泌蛋白和膜结合蛋白的天 蛋白质的特性，应用糖基化工程，已将人类糖蛋白在 冬酰氨残基的氨基上结合寡糖的过程。寡糖中的乙 酵母中成功表达，而且其糖链结构均一，使得糖蛋白 酰葡萄糖与多肽链中天冬酰胺残基的酰胺氮连接形 类药物的大规模生产成为可能。蛋白质糖基化研究 成N一连接糖蛋白。一个蛋白质分子能否被糖基化 的重大理论及应用意义吸引着越来越多的科学家投 不仅取决于是否含有潜在的糖基化位点Asn—X— 身于这一领域，糖生物学研究也正在成为继核酸、蛋 Ser／Thr(其中X可以是脯氨酸以外的任何氨基酸) 白质之后生命科学中又一极具潜力的研究领域。 3个氨基酸残基组成的序列段(sequon)，还取决于 1蛋白质糖基化修饰的类型 周围的立体结构。N一乙酰氨基葡萄糖转移酶是一 蛋白质糖基化是蛋白质翻译后的一种重要的加 组参与天冬酰胺连接型(N一)聚糖合成加工的酶类， 工过程，是蛋白质与葡萄糖(醛基糖)之间发生的非 能将共同供体底物UDP—N一乙酰氨基葡萄糖中的 酶反应而生成糖化蛋白的过程，即在肽链生物合成 的同时或合成后在酶的催化下糖链被接到肽链上的