達(dá)林泰課題組和張延課題組在物化學(xué)領(lǐng)域著名期刊《ACS Catalysis》聯(lián)合發(fā)表最新研究成果
?????? 2019年10月23 日，上海交通大學(xué)系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)研究院達(dá)林泰課題組和張延課題組在生物化學(xué)領(lǐng)域著名期刊《ACS Catalysis》聯(lián)合發(fā)表了題為 “Regulatory Role of One Critical Catalytic Loop of Polypeptide N-Acetyl Galactosaminyltransferase-2 in Substrate Binding and Catalysis during Mucin-Type O-Glycosylation”的最新研究成果。該研究運(yùn)用計(jì)算化學(xué)和生物化學(xué)的方法從原子水平揭示了ppGalNAc-T2酶中一個(gè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)域catalytic loop的構(gòu)象變化過(guò)程及其對(duì)底物識(shí)別和酶催化反應(yīng)的分子作用機(jī)制。
?????? O-GalNAc糖基化是具有重要生物學(xué)功能的翻譯后修飾類型。近年來(lái)，許多研究表明蛋白質(zhì)特異性位點(diǎn)的O-GalNAc糖基化與腫瘤、神經(jīng)退行性疾病等多種嚴(yán)重威脅人類健康的疾病密切相關(guān)。ppGalNAc-T酶是O-GalNAc糖基化修飾的起始糖基轉(zhuǎn)移酶，在人體中，其家族有20個(gè)成員。ppGalNAc-T酶通過(guò)對(duì)底物位點(diǎn)的選擇性催化，精密調(diào)控蛋白的O-GalNAc糖基化。已有研究報(bào)道，ppGalNAc-T酶催化結(jié)構(gòu)域的catalytic loop在整個(gè)催化反應(yīng)中至關(guān)重要。然而，現(xiàn)有的研究仍然缺少對(duì) catalytic loop在原子水平上的理解。本研究以ppGalNAc-T2酶為例，通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)模擬以及構(gòu)建馬爾科夫模型的方法從原子水平揭示了catalytic loop的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程， 并捕捉到3個(gè)關(guān)鍵的構(gòu)象變化中間態(tài)。另外，本研究發(fā)現(xiàn)，活性位點(diǎn)附近的若干氨基酸殘基對(duì)調(diào)控catalytic loop的動(dòng)力學(xué)過(guò)程起到關(guān)鍵作用，進(jìn)而影響后續(xù)的底物識(shí)別。更進(jìn)一步，結(jié)合計(jì)算的研究結(jié)果，我們對(duì)若干氨基酸位點(diǎn)進(jìn)行了突變實(shí)驗(yàn)，并測(cè)定了它們的酶動(dòng)力學(xué)、親和力參數(shù)及糖基化位點(diǎn)。本研究揭示了catalytic loop在底物識(shí)別和糖基化位點(diǎn)選擇性上的關(guān)鍵作用。
?????? 上海交通大學(xué)系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)研究院達(dá)林泰課題組博士生田佳琪及張延課題組劉峰博士為本文共同第一作者。達(dá)林泰研究員與張延教授為該論文的共同通訊作者。
?????? 該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（31570796，31770850，21703139）的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acscatal.9b03782
稿件來(lái)源：達(dá)林泰課題組、張延課題組
圖文編輯：王華瑤
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