化学探针方法揭示了内α-甘露糖苷酶在Calnexin/Calreticulin循环中对错误折叠糖蛋白的分选作用

《ACS Chemical Biology》：Chemical Probe Approach Reveals Endo-α-mannosidase Triages Misfolded Glycoproteins in the Calnexin/Calreticulin Cycle

N-糖基化对分泌蛋白折叠及质量调控至关重要，calnexin/calreticulin（CNX/CRT）循环通过监测糖链结构辅助蛋白折叠，但无法释放终末折叠错误的糖蛋白。本研究鉴定出内质网α-曼nosid酶复合体ER-EM，该复合体通过特异性切割末端Glc-Man二糖，将结合疏水寡糖的异常糖基化蛋白从CNX/CRT循环中释放并靶向降解，揭示内质网质量控制系统的新分支。

　　

蛋白质N-糖基化对于参与蛋白质错误折叠相关疾病的分泌蛋白的折叠和质量控制具有重要作用。内质网（ER）中新生糖蛋白的核心质量控制机制是calnexin/calreticulin（CNX/CRT）循环。该循环通过监测糖链结构来辅助和检查蛋白质的折叠过程，然而末端错误折叠的糖蛋白是如何从这一循环中释放出来的，目前仍不清楚。在这里，我们利用化学探针鉴定出一种先前未被描述的ER内α-甘露糖苷酶复合体（ER-EM），它负责完成这一缺失的释放步骤。ER-EM仅在糖链与疏水性非糖部分（这是错误折叠蛋白质的固有标志）相连时，才会选择性切割高甘露糖糖链末端的Glc-Man二糖，从而将Glc₁Man₉GlcNAc₂糖链转化为无法与CNX/CRT结合的Man_8AGlcNAc₂糖链。这种活性可被疏水性配体别构激活，并且与折叠传感器UDP-葡萄糖：糖蛋白葡萄糖转移酶1（UGGT1）具有相同的非糖部分识别偏好，从而形成了一个双层监控系统：UGGT1负责重新葡萄糖化未完全折叠的蛋白质，而ER-EM则负责清除那些无法成熟的蛋白质。蛋白质组学和天然凝胶分析表明，ER-EM是一个约800 kDa大小的复合体，至少包含羧酯酶1D（Ces1d）、ERp57和UGGT1；重组Ces1d单独缺乏活性的事实进一步说明，其催化功能仅通过该多亚基复合体的协同作用才能实现。因此，ER-EM作为一种依赖于蛋白质折叠状态的筛选因子，能够将末端错误折叠的糖蛋白从CNX/CRT循环中释放出来并引导其降解，为内质网的质量控制网络增添了一个关键的新环节。