蛋白质糖基化(protein glycosylation)
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你细胞表面以及在血液中漂浮的许多蛋白质并非光秃秃的——它们装饰着一串串分枝的糖分子,像一件素净的外套上缀满了精致的珠饰。糖基化就是细胞把这些糖链挂到蛋白质上的过程。其结果——一个糖蛋白——可以在外观和行为上都与它最初那条光秃秃的链大不相同。
与合成蛋白质本身不同,糖基化并非在基因里一个字母一个字母地编码;而是当蛋白质穿过内质网和高尔基体时,由一队接力的酶来搭建并修剪这些糖树。主要有两种类型:在N-连接糖基化中,一整块预先组装好的糖被挂到天冬酰胺侧链的氮原子上,然后再加雕琢;在O-连接糖基化中,糖被一个一个地加到丝氨酸或苏氨酸的氧原子上。由于这么多种酶能以这么多种组合发挥作用,同一种蛋白质可以带上一整群不同的糖型——其多样性远超过其底层基因所规定的范围。这些糖帮助蛋白质正确折叠、保护它不被嚼掉、把水分留在它周围,并充当其他细胞和分子读取的识别标签。
凡是蛋白质与外部世界打交道的地方,糖基化都很重要:你的血型由哪些糖装饰着红细胞蛋白质来决定,许多激素和抗体必须经过糖基化才能起作用,而像HIV和冠状病毒这样的病毒则躲在密密的糖衣后面,借以遮蔽免疫系统。它在医学上也既是实际的难题又是机遇——治疗用蛋白质必须被正确地糖基化,才能既安全又有效。要弄清的提醒是:糖基化是在翻译之后由一条通路上的酶添加的,因此它随细胞类型和条件而变化,并不能简单地从DNA序列里读出来。
ABO血型归根结底是糖基化的问题:A型的人制造一种酶,给红细胞上的某个蛋白质加上某种特定的糖;B型加另一种糖;AB型两种都加;O型则都不加。输入血型不匹配的血会引发免疫系统对那些外来糖的攻击。
你的血型就是一种糖基化模式。
糖基化并不直接编码在基因里。来自不同细胞或不同条件下的同一种蛋白质可以带有不同的糖型,因此它的糖基化无法简单地从DNA序列里读出来。