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糖基化工程

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糖基化工程是在深入研究糖蛋白中糖鏈結構與功能關係的基礎上,通過人為的操作(包括增加、刪除或調整)蛋白質上的寡聚鏈,使之產生合適的糖形,從而達到有目的地改變糖蛋白的生物學功能。
中文名
糖基化工程
目    的
有目的地改變糖蛋白
工程原理
在多肽主鏈上共價附加糖基
基本方法
選擇特意的宿主細胞

糖基化工程工程原理

蛋白質的糖基化就是在多肽主鏈上共價附加糖基,它與磷酸化、甲基化、酰基化等過程同屬真核細胞蛋白質翻譯後加工過程。 [1] 
所謂蛋白質糖基化工程,就是通過對蛋白質表面的糖鏈進行改造,從而改良蛋白質性質的一種技術。常用的對糖鏈進行改造的方法有:
(1)通過定點突變技術增加或減少蛋白質的糖基化位點,從而增加或減少蛋白質表面的糖鏈。 [2] 
(2)在體外通過化學或酶法對糖鏈進行修飾。 [2] 
(3)細胞內由一系列糖苷酶和糖基轉移酶組裝成糖基化途徑(glycosylation pathway)來催化蛋白質的糖基化。通過基因工程手段改變宿主細胞內糖基化途徑中糖苷酶和糖基轉移酶的表達,即可改變在該系統中表達的糖蛋白的糖基化形式。已通過該方式對釀酒酵母、巴斯德畢赤酵母、昆蟲細胞、CHO細胞及轉基因植物等多個表達系統進行了糖基化工程的改造。 [2] 
(4)研究表明,糖基化還受到細胞培養條件的影響。可通過改變細胞培養過程中培養基的糖分、激素及氨離子濃度等條件來改變蛋白質的糖基化。 [2] 

糖基化工程研究方法

糖基化工程的目的之一是生產具有應用價值或者説合乎人們需要的糖蛋白,而生產這種合乎人們需要的糖蛋白關鍵在於獲得合適的糖形。一般來説具有以下5種基本方法: [1] 
  1. 選擇特意的宿主細胞(例如細菌、酵母、昆蟲和哺乳動物細胞);
  2. 應用哺乳動物糖基化突變型;
  3. 改變細胞培養過程中培養基的組成;
  4. 利用突變來刪除或增加糖基化位點;
  5. 利用糖基化抑制劑、糖苷酶或糖基轉移酶處理純化糖蛋白。 [1] 
參考資料
  • 1.    姚文兵 楊紅.生物化學:人名衞生出版社,1979:23
  • 2.    趙洪亮,劉志敏,蛋白質糖基化工程[J],中國生物工程雜誌,2003(9):18-20