化学生物学解析疾病中O-GlcNAc糖基化功能:研究工具与策略

O-连接β-N-乙酰葡糖胺(O-GlcNAc)糖基化是广泛存在于蛋白质丝/苏氨酸残基的翻译后修饰.这一动态、可逆单糖修饰以位点特异性方式影响底物蛋白的结构和生物学功能,参与调控几乎所有细胞生理过程和重大疾病的演进过程.随着研究深入,O-GlcNAc糖基化生物功能的系统解析需要更多特异、精准的研究工具和糖蛋白质组学研究策略.近年来,化学生物学领域开发了包括小分子糖探针、生物正交糖代谢标记物、化学酶法、特异性抗体和凝集素等多种O-GlcNAc糖基化分析工具和方法,以此为基础进一步发展了O-GlcNAc糖蛋白质组学研究策略.同时,借助高分辨质谱,大量蛋白质O-GlcNAc修饰位点得以鉴定,极大促进了位点特异性O-GlcNAc的生物功能研究.本文综述了近年来这一领域的研究进展,以期为更多化学工具的开发提供依据,为揭示O-GlcNAc糖基化在疾病演进中的功能提供新的研究思路和策略.     

ApIV 3C蛋白酶抑制剂的虚拟筛选及活性测定

运用Discovery Studio 4.5软件,通过同源建模及分子动力学优化获得柞蚕小吐白水软化病毒(Ap IV)3C蛋白酶的3D结构;通过分子对接对天然产物库进行虚拟筛选,得到1个Ap IV 3C蛋白酶的有效抑制剂3',4',5,7-四羟基异黄酮(Orobol).分子对接和分子动力学(MD)模拟结果进一步证明Orobol能稳定结合于Ap IV 3C蛋白酶的结合口袋处.体内外的Ap IV病毒抑制实验结果表明,Orobol具有良好的抗病毒活性.     

O-连接N-乙酰葡糖胺转移酶抑制剂的筛选与活性分析

利用药物发现软件Discovery Studio 4.5(DS),以基于结构的虚拟筛选天然产物化合物库的方法,获得O-连接N-乙酰葡糖胺转移酶(OGT)天然产物抑制剂阿曼托双黄酮(AF).AF能够在体外抑制OGT的酶活.分子动力学(MD)模拟实验结果表明,AF能够稳定结合在OGT蛋白的底物结合口袋中,并与口袋附近多个氨基酸形成氢键.细胞内活性检测结果表明,AF能够有效抑制蛋白质的O-GlcNAc修饰,具有良好的OGT抑制活性.     

黑木耳寡糖的提取、结构表征及生物活性

以热爆预处理制备的黑木耳发酵原浆为原料, 采用热水浸提法提取黑木耳粗多糖(Crude Auricularia heimuer polysaccharide, CAHP). 通过H₂O₂氧化水解和超声物理水解联用的方法降解CAHP, 经阴离子交换柱层析和凝胶过滤柱层析分离, 获得黑木耳寡糖1(Auricularia heimuer oligosaccharide 1, AHO1). 单糖组成分析、 高分辨质谱、 红外光谱和核磁共振波谱等表征结果表明, AHO1是以甘露糖为主, 由6种单糖组成, 各糖残基通过α-糖苷键连接, 聚合度为2~10的低聚糖. 功能分析结果表明, AHO1具有一定的自由基清除能力, 且能够有效减弱H₂O₂诱导的HepG2细胞氧化应激反应. 抑菌实验结果显示, AHO1不仅对大肠杆菌DH5α和金黄色葡萄球菌ATCC6538具有较好的抑制作用, 还能有效抑制带氨苄抗性的基因工程菌活性.