综述：糖基化途径之间的交叉对话：机制研究及其对人类疾病的影响

《Molecular Metabolism》：Cross-Talk Between Glycosylation Pathways: Mechanistic Insights and Implications for Human Diseases

　　

Ninon Very|Ikram El Yazidi-Belkoura

法国里尔大学，CNRS，UMR8576 - UGSF - 结构与功能糖生物学单元，地址：法国里尔市F-59000

摘要

糖基化是一系列广泛的翻译后修饰反应，这些反应影响着蛋白质的稳定性、空间结构以及功能。传统上，它被分为两大类：分泌途径中的复杂糖基化——包括N-糖基化、黏蛋白型O-糖基化、糖胺聚糖以及糖脂等，这类修饰形成的结构较为稳定且持续时间较长；另一种是O-甘露糖胺酰化，这是一种存在于细胞核质和线粒体蛋白质上的高度动态的修饰方式，能够快速响应代谢和环境变化。尽管这种二分法有助于我们理解糖链生物学，但新的研究证据表明，各种糖基化过程实际上通过共同的代谢底物和调控机制相互关联。

在此，我们重新审视这一传统分类方式，并将其融入到现代的、系统层面的糖基化理论中。我们强调核苷糖UDP-N-乙酰葡萄糖胺在其中的核心作用，它反映了细胞的营养状况，同时为复杂糖链的合成以及O-甘露糖胺酰化提供原料。UDP-甘露糖胺含量的变化会推动各糖基化途径的协同重组，而这一核心物质的失调与多种人类疾病相关。我们探讨了O-甘露糖胺酰化作为一种辅助性的调控修饰，如何通过对相关酶和蛋白质的相互作用、稳定性、定位及活性产生直接影响，或是通过更广泛的转录和表观遗传机制，从而动态调控原本稳定的糖基化过程。来自代谢疾病、心血管疾病、神经系统疾病、癌症以及先天性糖基化障碍等领域的案例表明，某一糖基化途径的异常会在整个糖基化网络中产生连锁反应，进而改变细胞的特性及疾病的进展趋势。我们认为，糖基化实际上是一个整合了代谢、信号传导以及细胞外结构功能的调控体系，这一观点为疾病的分类和治疗干预提供了新的思路。