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G蛋白偶联受体的糖基化中央到正常的生殖激素
人类生殖更新1999年卷。
5,No.4pp.356–3645,第4期第356-364
EEuropeanSocietyofHumanReproductionandEmbryology欧洲人类生殖及胚胎学会
GlycosylationofG-protein-coupledreceptorsforG-蛋白偶联受体的糖基化hormonescentraltonormalreproducti中央到正常的生殖激素
functioning:
itsoccurrenceandrole功能:
其发生和作用
MarkWheatley马克·惠特利
11
andStuartR.Hawtin斯图尔特R.Hawtin
SchoolofBiochemistry,UniversityofBirmingham,Edgbaston,BirminghamB152TT,UK学院生物化学,英国伯明翰大学,埃德巴斯顿2TT,英国伯明翰B15
Manyhormonesthatarecentraltonormalreproductivefunctioningmediatetheirphysiologicaleffectsbyactivatinga许多激素,这是正常的生殖功能的中央调解,激活他们的生理效应
receptorwhichbelongstothelargefamilyofG-protein-coupledreceptors(GPCR).受体属于G-蛋白偶联受体(GPCR)的大家族。
Membersofthisfamilyofreceptor这个受体家族成员
proteinsareusuallyglycosylatedonextracellulardomains.通常蛋白质糖化外域。
Inrecentyearstheroleofthisglycosylationincellsurface近年来在细胞表面的这种糖基化作用
expression/proteinfolding,ligandrecognitionandreceptor–effectorcouplinghasbeeninvestigated.表达/蛋白质折叠,配体识别和受体效应的耦合进行了研究。
Thisreview此意见
summarisescurrentknowledgeoftheroleofglycosylationinthefunctioningofthereceptorsforgonadotrophin-releasing总结目前的知识受体的糖基化作用的促性腺激素释放的运作
hormone(GnRH),luteinizinghormone/humanchorionicgonadotrophin(LH/HCG),folliclestimulatinghormone(FSH),激素(GnRH),促黄体激素/人绒毛膜促性腺激素(LH/hCG),卵泡刺激素(FSH),
oxytocin(OT)andvasopressin(AVP).催产素(OT)和加压素(AVP)。
Keywords:
glycosylation/glycohormonereceptors/gonadotrophin-releasinghormonereceptor/oxytocinreceptor/关键词:
糖化/glycohormone的受体/促性腺激素释放激素受体/催产素受体/
vasopressinreceptor加压素受体
TABLEOFCONTENTS目录
Introduction介绍
356356
Glycosylationofreceptors糖基化的受体
356356
Strategiesforestablishingthatareceptorisglycosylated建立糖化受体的策略
andfordeterminingitsfunctionalsignificance并确定其功能意义
357357
Acknowledgements致谢
363363
References参考文献
363363
Introduction介绍
Thephysiologicalactionsofmanyhormonesand许多激素的生理作用和
neurotransmittersaremediatedbyreceptorswhichgenerate神经递质介导的受体而产生
theirsecondmessengersviacouplingtoG-proteins.通过G蛋白耦合的第二信使。
Alarge一个大
numberoftheseG-protein-coupledreceptors(GPCR)have这些G蛋白偶联受体(GPCR)的有
nowbeenclonedandhavebeenshowntoshareacharacteristic现在被克隆,并已被证明是共享一个特点
architecturecomprisingabundleofseven〈-helical架构,包括了7个的〈-螺旋束
transmembrane(TM)domainslinkedbyextracellularand跨膜(TM)域的联系外,并
intracellularloops(Figure1).内循环(图1)。
Allthesereceptorsmustbind所有这些受体必须绑定
theirnaturalagonistsandcoupletoaG-protein.其自然激动剂和夫妇到G蛋白。
This这
conservationoffunctionnodoubtunderliesthepreservationof毫无疑问的基础保存的功能保护
theTM7motifandtheconservationofcertaincharacteristicTM7图案和保护某些特征
residuesthroughoutthisfamilyofreceptorproteins.整个家庭的这种受体蛋白质的残留。
TheTM以旧换新
helicalbundleprovidesthebindingsiteforsmallligandssuch螺旋束提供了这样的小配体结合位点
asthebiogenicaminesacetylcholineandnoradrenaline.作为生物胺的乙酰胆碱和去甲肾上腺素。
The“
bindingsiteforlargerligands,suchaspeptides,involves较大的配体,如多肽,结合位点,涉及
additionalinteractionswiththeextracellulardomains(Strader与外域的相互作用(Strader
etal.,1995;Wheatley,1998).等,1995;韦奕礼,1998年)。
Incommonwithmost在与最常用的
membraneproteins,GPCRareusuallyglycosylated.G蛋白偶联受体是膜蛋白,通常糖化。
Characteristically,GPCRpossessatleastoneglycosylationsite典型地,GPCRpossessatleastoneglycosylationsite
intheirN-terminaldomain(Figure1),althoughexceptionsdo在其N端结构域(图1),虽然异常
occur.Forexample,theAoccur.For例如,在A
22
adenosinereceptorlackssitesinthe腺苷受体缺乏的网站
N-terminusbuttheyarepresentinthesecondextracellularN-末端,但他们目前在第二外
loop,whereasthe〈循环,而〈
2b2B
adrenergicreceptordoesnotcontainany肾上腺素受体不包含任何
putativeglycosylationsites(Libertetal.,1989).推测糖基化位点(Libert等,1989)。
Inrecent在最近
years,theoccurrenceofoligosaccharidesandtheirrolein年,低聚糖的发生,其作用在
GPCRactionhasbeenextensivelystudied.ThisarticlereviewsGPCRactionhasbeenextensivelystudied.Thisarticlereviews
glycosylationanditsroleforthoseGPCRcentralto糖基化和那些GPCR的中央作用
reproductivefunctioning.生殖功能。
Thereviewisdividedintofourbasicsections.审查分为四个基本部分。
Ashortinitial短字母
sectiongivesdetailsoftheglycosylationprocess.本节给出的糖基化过程中的细节。
Thisis这是
followedbyanexplanationofthetechniquesmostcommonly其次是最常用的技术解释
employedtoprobereceptorglycosylation.探测受体糖化。
Asummaryof一个简易
currentunderstandingoftheroleofglycosylationfor目前了解的糖基化作用
individualreceptorsisdetailedinthethirdsectionfollowedby在随后的第三部分详细个人受体
concludingcomments.结论性意见。
Glycosylationofreceptors糖基化受体
Proteinglycosylationisacomplexmulti-stepprocessandfor蛋白糖基化是一个复杂的多步骤的过程和
moredetailsthereaderisdirectedtothereviewbyKornfeld更多细节的读者向审查Kornfeld
andKornfeld(1985).OligosaccharideslinkedtothenitrogeninandKornfeld(1985年)。
Oligosaccharideslinkedtothenitrogenin
theside-chainamideofasparagineresidues(N-linked天冬酰胺残基的侧链酰胺(N-连接
11
Towhomcorrespondenceshouldbeaddressed谁应
Page2第2页
GlycosylationofG-protein-coupledreceptors357357G-蛋白偶联受体的糖基化
Figure1.SchematicrepresentationofG-protein-coupledreceptorsG-蛋白偶联受体的示意图如图1。
(GPCR)assembledinaplasmamembrane.(GPCR)的组装在质膜。
(a)Aglycohormone
(一)一个glycohormone
receptorand(b)A'classical'GPCR.受体和(b)在“经典”的G蛋白偶联受体。
Ineachcasetheseven〈-helical在每一种情况下,7个〈-螺旋
transmembranedomainsarerepresentedascylinderstraversingthe跨膜结构域的代表作为穿越气瓶
lipidbilayer.脂质双层。
Glycosylationisindicatedbythebranchedstructures糖基化是表示由分支结构
attachedtothemainpolypeptidechain.主要的多肽链。
Theamino-,andcarboxy-,氨基,羧基,
terminiiarelabelled.terminii个被标记为。
glycosylation)existinthreecategoriestermedhigh-mannose,糖基化)存在三类称为高甘露糖,
complexandhybrid(Figure2).复杂和混合动力(图2)。
AlloftheseN-linkedglycans所有这些N-连接聚糖
shareacommonpentasaccharidecorestructureof:
有一个共同的五糖核心结构:
Man〈1→3(Man〈1→6)Man®1→4GlcNAc®1→4GlcNAcAsn人〈1→3(人〈1→6)人®1→4ΓλχNAχ®1→4ΓλχNAχ酰胺
ThisisbecausethefirststepofN-glycosylationisthe这是因为N-糖基化的第一步是
co-translationaltransferofGlc合作翻译的葡萄糖转移
33
Man男子
99
GlcNAc葡萄糖
22
-fromthelipid-脂质
carrierdolicholpyrophosphateoligosaccharideontothe载体dolichol焦到寡糖
nascentproteinbyoligosaccharidetransferaseinthelumenof新生蛋白寡糖转移流明
theroughendoplasmicreticulum(ER).粗面内质网(ER)。
Theglycanattachment的聚糖附件
siteistheAsnresidueintheconsensussequence网站的共识序列中的天冬酰胺残留
Asn-Xaa-Thr/Ser.Asn-Xaa-Thr/Ser。
AnaspartylresidueattheXaaposition在XAA位置的天门冬残留
seemstopreventglycosylationasdoesaprolyljuxtaposedto看来,以防止糖基做了脯并列
theThr/Ser(Bause,1983;GavelandvonHeijne,1990).苏氨酸/辑(Bause,1983;槌和冯·海涅,1990年)。
The“
Asn-Xaa-Thr/SeracceptorsitemustbecorrectlyorientatedandAsn-Xaa-Thr/Seracceptorsitemustbecorrectlyorientatedand
accessibleforglycosylationtooccur.为糖化发生访问。
Furthermore,asthis此外,因为这
modificationoccursco-translationally,theperiodduringwhich修改occursco翻译,theperiodduringwhich的
glycosylationispossiblemaybebrief.糖基化是可能的,可能是短暂的。
Consequently,notall因此,并不是所有的
consensussitesareglycosylated.糖化共识站点。
Astheglycoproteinismoved作为移动的糖蛋白
throughthesmoothERandtheGolgiapparatus,the通过顺利ER和高尔基体,
oligosaccharideistrimmedandelaborated.低聚糖是修剪,并阐述了。
Theinitialstepof的的初始的一步作者:
thisoligosaccharideprocessingistheremovalofthethree这寡糖处理去除的三个
glucosylresidueswhichresultsinahigh-mannosetypechain.导致高甘露糖型连锁葡萄糖残基。
Complexoligosaccharidescontainadditionstothecoreglycan复杂的低聚糖包含增加核心聚糖
whichincludegalactosyl,fucosyl,sialyl(NeuNAc)and其中包括半乳糖,fucosyl,唾液酸(NeuNAc)
GlcNAcresidues(Figure2).葡萄糖残基(图2)。
Sometimesaglycoprotein有时,一种糖蛋白
containsanhybridoligosaccharidewhichcontainsonebranch包含混合寡糖,其中包含一个分支
Figure2.StructuresofN-linkedoligosaccharides.图2。
N-连接寡糖的结构。
Ineachcase,the在每一种情况下,在
pentasaccharidecorestructurepresentinallasparagine-linkedglycans五糖核心目前在所有天门冬联聚糖的结构
isindicatedbyitalics.斜体表示。
ofhigh-mannoseandonecomplextype.高甘露糖和一个复杂类型。
Itisalsopossiblefor它是也可能的为
theglycantopossessmorethantwooligosaccharidechains.拥有两个以上的糖链的糖。
Thesearereferredtoastri-,ortetra,antennarystructuresfor这些被称为三,四,触角结构
threeandfourbranchesrespectively.三,四家分公司分别。
Aseparateclassofglycosylationinvolvestheglycanlinking一个单独的类连接的糖基化involvesthe聚糖
tothehydroxylofSerorThrviaanN-acetylgalactosamine通过一个N-乙酰丝氨酸或苏氨酸的羟基
(GalNAc).(半乳糖胺)。
ThisisclassifiedasO-linkedglycosylation.这被归类为O型糖基化。
This这
glycancanalsoincludegalactosyl,fucosyl,NeuNAcand糖还可以包括半乳糖,fucosyl,NeuNAc
GlcNAcresidues.葡萄糖残基。
Strategiesforestablishingthatareceptoris建立一种受体是策略
glycosylatedandfordeterminingits糖化和确定其
functionalsignificance功能意义
AnalysisbySDS–PAGE通过SDS-PAGE分析
Theelectrophoreticmobilityofglycosylatedpeptidesare糖化肽的电泳迁移率
anomalouswhenanalysedbysodiumdodecylsulphate–异常时,分析了十二烷基硫酸盐
polyacrylamide聚丙烯酰胺
gel凝胶
electrophoreseiselectrophoreseis
(SDS–PAGE).(SDS-PAGE电泳)。
Consequently,theymigratewithanapparentmolecularweight因此,他们迁移表观分子量
greaterthanthepeptidemolecularweight.大于肽分子量。
Thiseffectisnot这种影响是不
merelyduetotheadditionalmasscontributedby仅仅是由于额外的质量作出贡献
theoligosaccharide.寡糖。
Proteinmigrationisaffectedbythe蛋白质迁移的影响
carbohydrateinterferingwiththeSDS-polypeptideassociation碳水化合物干扰的SDS-多肽协会
andbytheeffectoftheglycanmoietiesonthemovementoftheandbytheeffectoftheglycanmoietiesonthemovementofthe
denaturedproteinthroughtheseparatinggel.通过分离胶变性蛋白。
Inaddition,此外,
glycoproteinsappearasadiffusebandonSDS–PAGE,糖蛋白出现漫上的SDS-PAGE带,
probablyduetoheterogeneityintheglycanmodificationor可能是由于聚糖修饰的异质性或
differencesintheassociationofSDSand
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- 蛋白 受体 糖基化 中央 正常 生殖 激素
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