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研究揭示N-糖基化修饰促进灵芝免疫调节蛋白的抗炎活性及其作用机制

来源:上海交大 2021-05-07 12:53

 

 

Food & Function (2021,12, 3393-3404)在线发表上海交通大学农业与生物学院周选围教授课题组的研究论文“N-Glycosylated Ganoderma lucidum immunomodulatory protein improved anti-inflammatory activity via inhibition of the p38 MAPK pathway”。本研究揭示了通过N-糖基化修饰能够改善灵芝免疫调节蛋白(FIP-glu)的生物学功能,为Fips在食品、药物化妆品和药物领域的开发应用奠定了基础。

灵芝 (Ganoderma spp.) 作为我国传统的食药用真菌,既是国家药典收载的药物、又是国家批准的新资源食品。灵芝中的真菌免疫调节蛋白 (fungal immunomodulatory protein,Fips) 是其中重要的生物活性物质,具有广泛的药用价值,如抗癌、抗过敏、抗免疫排斥、免疫调节等作用。生物体内的蛋白质合成需要经过多种翻译后修饰,如乙酰化、甲基化、泛素化、磷酸化、糖基化等;糖基化是其中一种重要的翻译后修饰。研究表明,具有不同物理和生物化学性质的N-连接聚糖能够影响着蛋白质折叠,并赋予糖蛋白多种功能。虽然糖基化可以影响甚至提高蛋白质的活性,但它对灵芝免疫调节蛋白 (fungal immunomodulatory protein from Ganoderma lucidum,FIP-glu或LZ-8) 的影响尚未见报道。

本研究通过生物信息学分析发现,在Fips的氨基酸序列中包含一个中度保守的潜在N-糖基化位点。通过定点突变技术构建了三个突变体,并利用毕赤酵母表达系统表达了野生型FIP-glu基因及其突变体基因(N31S、T36N和N31S/T36N),成功获得了重组蛋白FIP-glu以及突变体蛋白N31S、T36N和N31S/T36N。分析表明rFIP-glu1 (rLZ-8) 分子在引入N-聚糖后变得更加紧凑,N-糖基化修饰有助于维持 rFIP-glu1 (rLZ-8) 二级结构的稳定性和折叠。

经高碘酸-希夫试剂染色、PNGase F处理以及UPLC-qTOF-MS鉴定,发现FIP-glu和N31S为非糖蛋白,T36N和N31S/T36N为N-糖基化修饰蛋白。体外细胞毒性实验显示,T36N和N31S/T36N显着降低了对小鼠腹腔巨噬细胞RAW264.7的毒性,同时上调了IL-6和TGF-β1在mRNA水平的表达。进一步研究表明N-糖基化修饰蛋白降低了p38 MAPK磷酸化水平。

本研究发现N-糖基化修饰的FIP-glu能够促进其抗炎活性,该作用是通过抑制p38 MAPK信号转导通路实现的(生物谷Bioon.com)

 

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