第1个回答 2022-06-06
糖基化在真核生物中是一个高度保守并广泛存在的蛋白质修饰类型，主要分为N糖基化修饰、O糖基化修饰、C糖基化修饰以及GPI锚定修饰等，在维持蛋白稳定性、构型、细胞信号转导、与其他分子或蛋白的识别和结合的方面发挥着决定性的作用。
尽管糖基化修饰在生命过程中非常重要，但其在植物病原真菌致病过程中的功能却远未得到足够的认识。
2021年6月30日，由上海中科新生命生物科技有限公司主办的“Omics云课堂 —— 系统生物多组学研究策略分享会”线上讲座完美落幕，该讲座有幸邀请到华中农业大学植物科学技术学院的陈小林副教授为大家做了主题为《蛋白质糖基化修饰在植物病原真菌中的研究进展》的成果分享。
陈老师现已在Ann Rev Phytopathol，Plant Cell等期刊发表论文30多篇，先后主持国家自然科学基金4项，其研究课题主要以稻瘟菌-水稻作为模式系统，综合运用蛋白组学、修饰蛋白组学、基因组学等手段，进行稻瘟菌致病分子机制、水稻抗病分子机制以及病原真菌-植物互作分子机制研究。下面关于陈老师的精彩报告进行回顾总结。
糖基化
分享主题一
该项研究课题结合糖基化蛋白质组学技术，对模式病原真菌-稻瘟菌营养菌丝、分生孢子以及附着胞各阶段的N糖基化蛋白进行了大规模鉴定和比较，发现N糖基化可以通过修饰不同类别的靶标蛋白，来协调菌丝、分生孢子以及附着胞分化等不同生物学发育过程。
研究还发现参与细胞内质网质量控制（ERQC）系统的绝大部分关键蛋白均被鉴定为N糖基化蛋白，暗示N糖基化修饰对保证分泌蛋白的正确翻译和折叠等质量起着关键调控功能。
糖基化
分享主题二
关于N糖基化修饰与寄主防卫机制的研究中发现Alg3介导的Slp1的N-糖基化修饰影响Slp1的蛋白稳定性和几丁质结合能力，从而帮助病原真菌规避寄主的防卫机制，进而成功侵染寄主。该项目首次发现N糖基化修饰是调控效应因子蛋白功能的新方式。
糖基化
分享主题三
GPI锚定修饰也是糖基化修饰的主要类型之一。研究发现GPI锚定修饰通过调控Gel家族蛋白的丰度和细胞壁定位来调控细胞壁功能参与穿透寄主表皮，同时GPI锚定修饰可以保护细胞壁内层病原相关分子PAMPs不被寄主防卫机制识别，从而规避了寄主的防卫反应。该研究首次发现GPI锚定修饰帮助植物病原真菌实现免疫逃避的机制。
糖基化
分享主题四
陈老师在讲座中强调糖基化修饰中O-GlcNAc糖基化修饰参与了多个物种的生命过程，对于生命过程具有非常重要的意义，比如在拟南芥配子形成和胚芽发育过程中的意义、对酵母细胞完整性的意义。O糖基化修饰会是现在也是将来研究的热点。
最后，陈老师以病原真菌侵染循环过程为线索，梳理了糖基化修饰调控真菌致病过程，以及真菌与植物互作的主要机制，为该领域未来的研究厘清了思路。蛋白质糖基化修饰的研究加深了对植物病原真菌发病机理的理解，有助于找到真菌病害防治的新策略，同时糖基化修饰的关键酶和关键靶标，也可能为开发新型杀菌剂提供新思路。
参考文献
[1] Emerging Roles of Posttranslational Modifications in Plant-Pathogenic Fungi and Bacteria. Annu Rev Phytopathol. 2021.
[2] Protein glycosylation during infection by plant pathogenic fungi. New Phytol. 2021; 230(4): 1329-1335.
[3] Quantitative proteomics analysis reveals important roles of N-glycosylation on ER quality control system for development and pathogenesis in Magnaporthe oryzae. PLoS Pathog. 2020; 16(2).
[4] GPI7-mediated glycosylphosphatidylinositol (GPI) anchoring regulates appressorial penetration and immune evasion during infection of Magnaporthe oryzae. Environ Microbiol. 2020; 22(7): 2581-2595.
随着质谱技术的快速发展，翻译后修饰组学的研究也呈现井喷式的增长。糖类重要的生物学功能不容忽视，例如细胞外的糖被是由糖蛋白和糖脂组成。糖被中的糖蛋白通常带有多聚糖类型的糖基化修饰，糖被不仅能保护和润滑细胞，而且与细胞表面的识别以及细胞的黏连都有关系，因此在植物胁迫应答、植物病菌感染等过程中具有非常重要的作用，因此也逐渐成为近几年的研究热点。如果要从糖基化角度进行研究的话，一定要确定好研究目的：如是某样品中糖基化位点，还是对感兴趣的糖型组成，或是位点特异性糖型，可能所采用的技术路线有较大差异。