N-连接糖基化(N-linked glycosylation) 是一种
新生肽链的共翻译或
翻译后修饰方式,
糖链通过与新生肽链中特定
天冬酰胺(N-X-S/T,X!=P)的自由-NH2基连接,所以将这种
糖基化称为N-连接的糖基化。N-糖基化的过程在
内质网(Endoplasmic reticulum,ER)和
高尔基体(Golgi apparatus,GA)中进行。
N-糖基化主要包括N-糖的合成,转移和修饰三个过程。N-糖的合成和转移在内质网中进行,其修饰过程在
内质网和高尔基体中都存在。
N-糖的合成起始于内质网膜
胞质一侧,
多萜醇(dolichol)
磷酸化后形成活化态,在
糖基转移酶ALG7和ALG13/14的作用下将两个N-乙酰葡糖胺(GlcNAc)与磷酸多萜醇链接,后在ALG1,ALG2和ALG11的作用下加上5个
甘露糖(mannose)分子,通过Flipase转运至内质网腔一侧。在内质网腔中一系列糖基转移酶(ALG3,ALG9,ALG12,ALG9,ALG6,ALG8,ALG10)的作用下形成一个具有2分子
N-乙酰葡糖胺,9分子甘露糖和三分子
葡萄糖的
寡糖链,形成a,b和c三只爪的
天线结构(如图1)。
N-糖参与
新生肽链的修饰是通过
寡糖基转移酶(oligosaccharyltransferase,OST)复合体进行的。该糖基转移酶是一个多聚复合体,在酵母中由Wbp1p,Stt3p,Ost1p,Swp1p,Ost1p,Ost4p,Ost5p和Ost3p/Ost6p组成,负责将合成的寡糖链转移至新生肽链中特定的
天冬酰胺(N-X-S/T,X!=P)上 。OST在
真核生物中相对保守,在
哺乳动物细胞和
拟南芥中都有相应的
同源蛋白(见表格)。
在内质网中
糖链的修饰包括切除末端的3分子葡萄糖和b支的末端甘露糖,进入内质网后在各种糖基转移酶和
糖苷酶的剪切和加工后最终形成复杂型,杂交型和高甘露
糖型的N-糖链。在植物中复杂糖和杂交糖第二个N-乙酰葡糖胺还连接一个
木糖,形成植物特有的复杂N-糖的糖型。
根据目前的研究结果,可以确定蛋白的N-糖基化修饰在
蛋白质折叠,运输等过程中扮演着重要角色,更具体的
相关研究有待更进一步的研究。