原標(biāo)題：Food & Function—周選圍教授課題組發(fā)文揭示N-糖基化修飾促進靈芝免疫調(diào)節(jié)蛋白的抗炎活性及其作用機制

2021-04-26 Food & Function （2021,12, 3393-3404）在線發(fā)表上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院周選圍教授課題組的研究論文“N-Glycosylated Ganoderma lucidum immunomodulatory protein improved anti-inflammatory activity via inhibition of the p38 MAPK pathway”。本研究揭示了通過N-糖基化修飾能夠改善靈芝免疫調(diào)節(jié)蛋白（FIP-glu）的生物學(xué)功能，為FIPs在食品、藥物化妝品和藥物領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

靈芝 (Ganoderma spp.) 作為我國傳統(tǒng)的食藥用真菌，既是國家藥典收載的藥物、又是國家批準(zhǔn)的新資源食品。靈芝中的真菌免疫調(diào)節(jié)蛋白 (fungal immunomodulatory protein，F(xiàn)IPs) 是其中重要的生物活性物質(zhì)，具有廣泛的藥用價值，如抗癌、抗過敏、抗免疫排斥、免疫調(diào)節(jié)等作用。生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)合成需要經(jīng)過多種翻譯后修飾，如乙酰化、甲基化、泛素化、磷酸化、糖基化等；糖基化是其中一種重要的翻譯后修飾。研究表明，具有不同物理和生物化學(xué)性質(zhì)的N-連接聚糖能夠影響著蛋白質(zhì)折疊，并賦予糖蛋白多種功能。雖然糖基化可以影響甚至提高蛋白質(zhì)的活性，但它對靈芝免疫調(diào)節(jié)蛋白 (fungal immunomodulatory protein from Ganoderma lucidum，F(xiàn)IP-glu或LZ-8) 的影響尚未見報道。

本研究通過生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，在FIPs的氨基酸序列中包含一個中度保守的潛在N-糖基化位點。通過定點突變技術(shù)構(gòu)建了三個突變體，并利用畢赤酵母表達系統(tǒng)表達了野生型FIP-glu基因及其突變體基因（N31S、T36N和N31S/T36N），成功獲得了重組蛋白FIP-glu以及突變體蛋白N31S、T36N和N31S/T36N。分析表明rFIP-glu1 (rLZ-8) 分子在引入N-聚糖后變得更加緊湊，N-糖基化修飾有助于維持 rFIP-glu1 (rLZ-8) 二級結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和折疊。

經(jīng)高碘酸-希夫試劑染色、PNGase F處理以及UPLC-qTOF-MS鑒定，發(fā)現(xiàn)FIP-glu和N31S為非糖蛋白，T36N和N31S/T36N為N-糖基化修飾蛋白。體外細(xì)胞毒性實驗顯示，T36N和N31S/T36N顯著降低了對小鼠腹腔巨噬細(xì)胞RAW264.7的毒性，同時上調(diào)了IL-6和TGF-β1在mRNA水平的表達。進一步研究表明N-糖基化修飾蛋白降低了p38 MAPK磷酸化水平。

本研究發(fā)現(xiàn)N-糖基化修飾的FIP-glu能夠促進其抗炎活性，該作用是通過抑制p38 MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路實現(xiàn)的。

李奇璋博士（現(xiàn)湖北工業(yè)大學(xué)教師）、陳昕博士（現(xiàn)斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士后）為該文共同第一作者，上海交通大學(xué)周選圍教授為該文唯一通訊作者，碩士生毛培文、在讀研究生金夢園、吳沁等參加了該項目的研究工作。該項目得到企事業(yè)單位委托項目（19H100000393；20H100000595）資助。

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