蛋白質糖基化(protein glycosylation)
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你細胞表面以及在血液中漂浮的許多蛋白質並非光禿禿的——它們裝飾著一串串分枝的糖分子,像一件素淨的外套上綴滿了精緻的珠飾。糖基化就是細胞把這些糖鏈掛到蛋白質上的過程。其結果——一個糖蛋白——可以在外觀和行為上都與它最初那條光禿禿的鏈大不相同。
與合成蛋白質本身不同,糖基化並非在基因裡一個字母一個字母地編碼;而是當蛋白質穿過內質網和高基氏體時,由一隊接力的酶來搭建並修剪這些糖樹。主要有兩種類型:在N-連接糖基化中,一整塊預先組裝好的糖被掛到天門冬醯胺側鏈的氮原子上,然後再加雕琢;在O-連接糖基化中,糖被一個一個地加到絲胺酸或蘇胺酸的氧原子上。由於這麼多種酶能以這麼多種組合發揮作用,同一種蛋白質可以帶上一整群不同的糖型——其多樣性遠超過其底層基因所規定的範圍。這些糖幫助蛋白質正確摺疊、保護它不被嚼掉、把水分留在它周圍,並充當其他細胞和分子讀取的辨識標籤。
凡是蛋白質與外部世界打交道的地方,糖基化都很重要:你的血型由哪些糖裝飾著紅血球蛋白質來決定,許多激素和抗體必須經過糖基化才能起作用,而像HIV和冠狀病毒這樣的病毒則躲在密密的糖衣後面,藉以遮蔽免疫系統。它在醫學上也既是實際的難題又是機遇——治療用蛋白質必須被正確地糖基化,才能既安全又有效。要弄清的提醒是:糖基化是在翻譯之後由一條通路上的酶添加的,因此它隨細胞類型和條件而變化,並不能簡單地從DNA序列裡讀出來。
ABO血型歸根結底是糖基化的問題:A型的人製造一種酶,給紅血球上的某個蛋白質加上某種特定的糖;B型加另一種糖;AB型兩種都加;O型則都不加。輸入血型不匹配的血會引發免疫系統對那些外來糖的攻擊。
你的血型就是一種糖基化模式。
糖基化並不直接編碼在基因裡。來自不同細胞或不同條件下的同一種蛋白質可以帶有不同的糖型,因此它的糖基化無法簡單地從DNA序列裡讀出來。