近日，中国科学院大连化学物理研究所生物技术研究部天然产物及糖工程研究组研究员尹恒团队在植物糖生物学研究领域取得新进展，鉴定了植物UDP-GlcNAc合成路径关键酶，并揭示了其影响O-GlcNAc糖基化调控植物生长发育的分子机制。
UDP-GlcNAc是蛋白N-糖基化和O-GlcNAc糖基化的直接糖供体，具有重要的生物学功能，但植物中UDP-GlcNAc生物合成途径尚未完全解析，其参与蛋白糖基化及生长发育调控的功能与机制尚不明确。
大连化物所鉴定植物UDP-GlcNAc合成关键酶并揭示其影响O-GlcNAc糖基化调控植物生长的分子机制
本工作中，团队在模式植物拟南芥中鉴定了植物UDP-GlcNAc生物合成途径的第三个酶，即N-乙酰氨基葡萄糖磷酸变位酶（N-acetylglucosamine phosphate mutase，AGM），并明确其酶学性质；进一步通过构建系列突变株发现，敲低AtAGM基因导致拟南芥UDP-GlcNAc含量显著下降，进而突变株苗期出现温度依赖性的生长缺陷，在成苗期生长则更加旺盛，蛋白组实验发现成苗中生长相关蛋白显著上调。糖基化水平定量分析发现，蛋白O-GlcNAc修饰水平在AtAGM敲低突变株中明显下降，而N-糖基化影响不大。团队进而利用O-GlcNAc糖基化突变体及抑制剂证实，蛋白O-GlcNAc糖基化水平受损是AtAGM敲低突变株出现表型变化的主要原因。因此，UDP-GlcNAc在植物生长发育过程的重要功能主要通过调控蛋白O-GlcNAc糖基化水平实现。
相关工作以“Protein O-GlcNAcylation impairment caused by N-acetylglucosamine phosphate mutase deficiency leads to growth variations in Arabidopsis thaliana”为题，发表在《植物学杂志》（The Plant Journal）上。该工作的第一作者是大连化物所贾晓晨助理研究员。本研究中蛋白组检测工作得到大连化物所叶明亮研究员团队支持。上述工作得到国家自然科学基金、中科院青促会、大连市科技创新基金等项目的支持。
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