N-GLYCANS의 합성

Transcription

N-GLYCANS의 합성

N-GLYCANS의 합성
N-GLYCANS의 합성
조진원
연세대학교 이과대학 생물학과
[email protected]
서론
N-glycan 생합성 과정은 1960년대와 1970년대에 cellfree system과 lectin 저항성 세포주를 사용하여 밝혀졌다.
지금은 아니지만 O-GlcNAc 당단백질이 세포질이나 핵에서
발견되기 전인 16년 전까지만 하더라도 모든 당단백질은 세
포의 내막계(소포체, 골지체, 리소좀, 세포막)를 통해 만들
어지고 또한 그곳에만 존재하고 있다고 생각되어 왔다. 물
론 N-glycan으로 수식화된 단백질은 아직까지 세포질이나
핵에서 발견된 적이 없다. N-glycosylation은 소포체로 합
성이 되어 들어가는 펩타이드(nascent growing peptide)에
전달되면서 시작되는데 이때 consensus sequence인 AsnX-Ser/Thr 서열 중 아스파라긴에 dolichol에 미리 만들어진
oligosaccharide 전구체가 oligosaccharyltransferase(OST)
에 의해 en bloc으로 전달되어진다. 모든 진핵세포는 N-glycan을 이러한 과정을 통해 만들기 시작하고 당단백질들은
소포체에서 골지체로 이동되면서 복잡한 과정을 통해 다양
한 당사슬의 구조가 형성되게 된다. 진핵 세포 가운데 특히
척추동물은 소포체와 골지체에 존재하는 여러 종류의 gly-
cosyltransferase와 glycosidase 등에 의해 다양하고 복잡한
N-glycan들을 만들어 내고 있다.
N-glycan 생합성에 관여하는 glycosyltransferase와 glycosidase 유전자의 동정은 1980년대에 시작되어 현재까지
활발하게 수행되고 있으며 이들의 특정한 발현 양상은 세
포마다 다양한 구조의 N-glycan을 표지하게 한다. 배발생,
세포 활성화, 암과 같은 다양한 세포와 개체의 활동에서 나
타나는 N-glycan 구조 변화의 관찰은 N-glycan의 기능에
대한 많은 가설을 세울 수 있게 되었다. 본 총설에서는 Nglycan의 생합성 과정에 대해 다룰 것이다.
본론
1. Dolichol oligosaccharide 전구체 합성(1-12)
N-glycosylation은 이미 dolichol(Fig. 1)에 합성되어 존
재하는 oligosaccharide가 소포체로 target되어 들어오는 단
백질에 전달되면서 시작하게 된다. 이 dolichol oligosaccharide 전구체는 Glc3-Man9-GlcNAc2-P-P-Dolichol로서 다
음과 같은 과정을 거쳐 생합성 된다(Fig. 2). 제일 먼저 일
Fig. 1. N-linked oligosaccharide 생합성에서 dolichol oligosaccharide 전구체 형성에 사용되는 DolP 지질의 구조. isoprene이 15~19번 반복하고 있다.
생화학 뉴스 3월호 (2001)
29
총
바꾸는 것은 불가능하다. 따라서 이러한 flip-flop을 용이하
게 하는 flippase가 존재할 것으로 사료되며 현재 많은 연
구실에서 flippase의 존재를 증명하려하고 있다.
설
Fig. 2. dolichol oligosaccharide 전구체의 생합성 과정
어나는 생합성은 GlcNAc-P-P-Dol이 만들어지는 반응으로
UDP-GlcNAc:dolichol phosphate N-acetylglucosamine-1phosphotransferase라는 효소에 의하여 소포체의 세포질 쪽
에서 UDP-GlcNAc과 P-Dolichol와 반응하여 만들어진다.
이 과정은 tunicamycin이라는 항생제에 의하여 활성이 저
해되며 tunicamycin을 처리한 세포에서는 더 이상 Glc3Man9-GlcNAc2-P-P-Dolichol이 합성되지 못하기 때문에 Nglycan으로 수식화된 당단백질을 만들 수 없다. 그리고 GlcNAc-P-P-Dol에 UDP-GlcNAc로부터 GlcNAc이 전달되어
GlcNAc2-P-P-Dol가 만들어지고 GlcNAc2-P-P-Dol에 GDPMan으로부터 다섯 개의 mannose가 연속적으로 전달되어
Man5-GlcNAc2-P-P-Dol가 만들어지게 된다. 여기까지의 합
성 과정은 소포체의 세포질 쪽에서 일어난다. 그 다음으로
Man5-GlcNAc2-P-P-Dol이 flip-flop하여 소포체의 세포질 쪽
에서 소포체 안 쪽으로 orientation이 바뀌고 소포체 안에서
Man5-GlcNAc2-P-P-Dol에 Man-P-Dol으로부터 연속적으로
네 개의 mannose가 첨가되어 Man9-GlcNAc2-P-P-Dol이 되
며 여기에 다시 Glc-P-Dol로부터 세 개의 glucose가 추가
로 붙여져서 최종적으로 N-glycan의 전구체인 Glc3-Man9GlcNAc2-P-P-Dol이 만들어진다. 소포체의 세포질 쪽에서
일어나는 생합성 과정 즉 Man5-GlcNAc2-P-P-Dol이 만들
어질 때까지는 sugar donor로써 UDP-GlcNAc과 GDP-Man
이 직접 사용되었지만 소포체 안으로 그 orientation을 바꾸
고 난 후에는 Man-P-Dol과 Glc-P-Dol이 사용되며 이들은
소포체의 세포질 쪽에서 GDP-Man와 UDP-Glc가 Dolicholphosphate (Dol-P)에 전달되어 만들어 진 후 소포체 안쪽
으로 다시 flip-flop하여 sugar donor로서 사용된다. 일련의
과정 중 간단하게 flip-flop이라고 언급하였지만 Man5-GlcNAc2-P-P-Dol, Man-P-Dol과 Glc-P-Dol 등이 사실 hydrophobic한 lipid bilayer를 자발적으로 뚫고 그 orientation을
30
2. Dolichol oligosaccharide 전구체의 전달(13-17)
진핵생물의소포체막에있는다중단백질복합체인oligosaccharyltransferase(OST)는 Glc3-Man9-GlcNAc2-P-P-Dolichol
으로부터 oligosaccharide 전구체를 주변에서 합성되어 들어
오고 있는 폴리펩타이드의 아스파라긴기에 옮겨준다(Fig. 3).
OST 복합체의 구성에 대해서는 아직 연구 중이다. 효모에
서는 적어도 아홉 개의 서로 다른 소단위체가 모여 OST 복
합체를 이루고 있는데, 대부분 돌연변이 연구를 통해 얻어
진 결과이다. 효모의 OST 복합체 구성물들은(괄호안은 고
등 진핵생물에서의 유사 단백질임) Ost1P(ribophorin I),
Stt3p, Wbp1p(OST48), Ost3p, Ost6p, Swp1p(ribophorin
II), Ost2p(DAD1), Ost5p, Ost4p 등이다. 이 가운데 Ost1p
는 OST 기능에 필수적인 것으로 알려져 있다. 포유류 OST
를 이루는 단백질들에 DAD1(defender against apoptotic
cell death)이 있는데, DAD1은 세포사멸(apoptosis) 음성
조절자로 최초에 찾아진 것이기도 하다. 모든 OST 소단위
체들은 막단백질인데 하나에서 여덟 개의 막관통 부위를 지
니고 있다. 그 기작이 완전히 알려지진 않았지만 OST 복
Fig. 3. 소포체 막에 존재하는 OST 복합체는 주변에서 합성 중
인 단백질의 아스파라긴 기에 dolicholdp 연결된 oligosaccharide
전구체를 전달한다. 효모에서는 적어도 아홉 개의 서로 다른 subunit들이 복합체를 만드는데, Ost1p, Stt3p, Wbp1p, Ost3p, Ost6p,
S제1p, Ost2p, Ost5p, Ost4p가 있다. mRNA에서 단백질을 합성
중인 리보좀(60S, 40S subunits)은 소포체의 세포질쪽 막에 있다.
Biochemistry News Vol. 21, No. 1
N-GLYCANS의 합성
합체는 oligosaccharide-P-P-Dol에 결합하여 oligosaccharide인 Glc3-Man9-GlcNAc2을 아스파라진에 전달하게되고
P-P-Dol을 남겨 놓게 되는데 이 P-P-Dol은 phosphatase
에 의해 P-Dol로 만들어 다시 생합성이 시작되게 해준다
(Fig. 3).
N-glycosylation에 의해 수식화될 수 있는 펩타이드를 사
용하여 아스파라긴 주변에 최소한으로 요구되는 서열이 AsnX-Thr/Ser임이 밝혀졌으며, X는 프롤린을 제외한 어떤 아
미노산이어도 상관이 없었다(드문 경우에, Asn-X-Cys으로
N-glycosylation이 가능하다). 최근의 바이러스 당단백질 연
구에서는 Ser/Thr기 다음의 아미노산에 의해 glycosylation
의 효율이 영향을 받을 수 있다고 알려졌으며 또한 disulfide 결합 위치에 따라서도 영향을 받는 것으로 확인되었
다. 위와 같은 consensus sequence를 지닌 polypeptide 중
에 30% 가량의 N-glycosylation된다고 사료되며 특정 당
단백질마다 그 비율이 다를 수 있다. 모델 당단백질을 통
한 연구에서 dolichol oligosaccharide 전구체의 전달은 활
성 리보솜으로부터 대략 30 아미노산 떨어진 곳에서 일어
나고 있다.
3. 소포체 내에서의 N-glycan 성숙 과정 및 단백질
구조형성 조절(18-29)
아스파라긴기에 전구체 oligosaccharide가 전달된 후 소
포체에서 골지체로 이동하는 동안 여러 단계의 성숙과정이
이어진다. 처음 몇 번의 단계는 모든 진핵 세포에서 보존된
것으로 보이고 척추동물 당단백질 구조형성과 리소좀으로의
운반을 조절하는 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져
있다.
glucosidase I과 II는 먼저 단백질 연결 oligosaccharide
전구체에서 glucose 세 개를 순차적으로 모두 제거한다. 이
러한 당분해 효소는 말단 glucose에 연결된 단일 α1-2 결
합에 특이적으로 작용한다. 처음 두 개의 바깥쪽 glucose는
빠르게 제거되고, 수 분 후에 세 번째 것이 제거된다. glucose의 제거는 단백질 구조형성 기작과 연관되어져 있는데,
이 과정은 당단백질의 소포체 잔류 시간을 결정하게 된다.
unfolded 구조를 지닌 단백질은 소포체 내에 위치하는 αglucosyltransferase에 의해 다시 Man9-GlcNAc2-Asn 말단
부위에 glucose를 결합하게 된다. glucosyltransferase는 알
맞은 구조를 만들지 못한 단백질을 인식하는 기능을 하는
것으로 보이지만 아직 어떻게 인식하는지는 밝혀지지 않았
Fig. 4. 소포체에서 당단백질 구조형성에 관여하는 calnexin의 기
능. glucosidase I과 II에 의해 glucose 기가 제거되어 당단백질
은 알맞은 구조를 갖추어 다음 기작으로 진행할 준비를 하거나
unfolded 당단백질은 glucosyltransferase(Glc-T)에 의해 다시 glucose가 붙게 된다. Calnexin은 Glcα1-3Man에 붙어 구조형성이
완성될 때까지 당단백질을 소포체에 잡아 둔다.
다. 다시 glucose와 결합된 Glc-Man9-GlcNAc2를 갖고 있
는 unfolded 당단백질은 소포체에 머무르며 알맞은 구조를
형성한 후 glucose가 제거되어 다음 번 과정으로 진행되거
나 적절한 folded 구조를 갖지 못하면 완전히 분해되어 버
리게 된다.
어떻게 glucose을 지닌 N-glycan 전구체가 단백질 구조
형성을 조절하는 가에 대한 의문은 소포체에서 새롭게 합
성되는 단백질들과 결합하는 chaperones의 발견으로 풀리
게 되었다. 이러한 chaperone 가운데 하나인 calnexin은 원
래 신호서열 수용체(signal sequence receptor, SSRα)와 새
로 합성되는 major histocompatibility complex class I
heavy chain과 연관된 것으로 알려졌었다. 이어진 연구에
서 calnexin은 선택적으로 완전히 구조를 갖추지 못한 새로
합성 중인 단백질과 결합하는 것으로 밝혀졌다(Fig. 4). 또
한, calnexin은 lectin이며 N-glycans를 지닌 분비되는 당
단백질에 특이적으로 결합함이 밝혀졌다. 분비되는 단백질
이라도 당이 연결되어 있지 않은 단백질에는 결합하지 않
는다. lectin 결합 특이성에 대한 연구에서 가장 안쪽의 Glc
α1-3Man이 중요하다고 알려졌다.
glucosidase I, glucosidase II, calnexin, α-glucosyltransferase에 의한 단백질 구조 조절 기작은 비교적 명확
하게 밝혀졌다. 우선 glucosidase I과 II에 의해 N-glycan
전구체(Glc3-Man9-GlcNAc2)가 Glc1-Man9-GlcNAc2의 구
31
총
설
조로 된다. 모델 당단백질인 ribonuclease B의 연구에서 calnexin은 단백질의 구조와는 상관없이 Glc1-Man9-GlcNAc2Asn의 남아 있는 Glcα1-3에 결합하게 되고, 이 결합은 평
형상태를 이루고 있다. calnexin은 lectin으로서 그리고 chaperone으로서 작용하고 있다. 이 모델에 따르면, calnexin에
의한 결합이 단백질 구조형성을 방해한다기보다는 단백질
구조형성 기작 중에“docking”물질로 기능하는 것으로 보
인다.
N-glycan을 통해 단백질의 구조를 조절하는 두 번째 lectin
으로 calreticulin이 있다. calreticulin은 소포체 내에 soluble lectin으로 존재한다. calnexin과 calreticulin 모두 아
직 적절한 folding이 되지 못한 단백질에 결합하여 미성숙
한 당단백질의 적절한 folding을 유도한다. 흥미로운 사실
은 N-glycans의 특이성은 어떤 이유에서인지는 모르지만
calnexin과 calreticulin 사이에서 다르게 나타난다는 것이
다. glucosidase 억제물질인 castanospermine과 1-deoxynojirimycin을 처리한 세포들이나 glucosidase I, II가 결핍된
세포들에서는 calnexin이 glycan 기질과 작용할 수 없으며,
어떤 때에는 제 구조를 형성하지 못한 단백질들을 만들어
내는 것으로 관찰되었다. 이러한 사실을 통해 일부 당단백
질들의 구조가 calnexin의 기능 상실에 영향을 받음을 알
수 있다.
4. 말단 mannose 연결을 통한 N-glycan 진행과 운
반(30-34)
소포체에서 calnexin과 calreticulin에 의해 그 구조가 검
증된 당단백질에 존재하는 Man9-GlcNAc2-Asn은 다시 하
나의 mannose가 제거되어 Man8-GlcNAc2-Asn로 변형되며
비로서 다음 세포 소기관인 cis-골지체로 이동하게 된다. cis
골지체로 들어온 N-glycan 연결 당단백질은 cis-골지체에서
두 개의 진행방향으로 나뉘게 된다. 리소좀으로 가야할 당
단백질들은 Man8-GlcNAc2-Asn의 mannose 잔기에 GlcNAc-phosphotransferase와 phosphodiesterase가 순차적으
로 작용하여 Man-6-P로 수식화된다(Fig. 5). 이 변형은 리
소좀으로 갈 당단백질을 결정하는 매우 중요한 구조이고, 만
일 잘못된 것이라면 I-cell disease와 같은 심각한 질환(lysosomal disorder)에 걸리게 된다.
하지만, 대부분의 경우에는 소포체와 골지체에 위치하는
α-mannosidase들에 의해 순차적으로 high-mannose N-glycan 구조로 만든다(Fig. 5). 이 효소들은 class I α-man32
Fig. 5. 소포체와 골지체에서의 척추동물 N-linked oligosaccharides 합성 과정. 대부분의 N-glycan 합성 과정은 소포체에 위치
한 α-mannosidase I의 작용으로부터 시작된다. 리소좀으로 갈 당
단백질은 GlcNAc phosphotransferase과 phosphodiesterase에 의
해 Man-6-P 신호를 갖게 된다.
nosidases라 하는데, α-mannosidase 1A와 1B가 있고 α12 결합 mannose 기에 특이적으로 작용한다. 이들은 in vitro
에서 Man9-GlcNAc2-Asn로부터 Man5-GlcNAc2-Asn 구조
를 만들어 내지만 세포 내에서의 위치는 다르다. 포유류에
서의 N-glycan 진행은 효모와 유사하여 소포체에서 Man9GlcNAc2-Asn 구조에서 Man8-GlcNAc2-Asn 구조를 만든
다. 이 때는 중간에 있는 α1-2 결합 mannose를 제거함으
로써 이루어진다. 척추동물 세포와 달리, 효모에서는 이 구
조에 mannose를 더하여 mannose 기가 15개에 달하는 highmannose N-glycans을 만든다. 척추동물의 경우 high mannose type의 glycan이 드물게 발견되고 있으며 이 때에는
mannose가 아홉 개 이하인 경우가 대부분이며 대다수의 경
우 골지체에서 Man5-GlcNAc2-Asn glycan의 형태로 변형
되어 다양한 extracellular N-glycans 구조를 갖게 된다.
5. N-glycans의 변형(35-42)
N-glycan 생합성에 관여하는 glycosyltransferases와 glycosidases에 관한 연구는 in vitro에서 N-glycan을 합성하
는 cell-free system과 특정 glycosyltransferases와 glycosidases가 결핍된 lectin 저항성 세포주 분석을 통해 이
루어졌다. high-mannose Man5-GlcNAc2-Asn N-glycan은
골지체에서 다양한 N-glycan으로 변형되는 기질로 작용하
며 포유류에서 N-glycans는 high-mannose, hybrid, complex type 등으로 존재한다(Fig. 6).
다양한 N-glycan 구조를 만드는데 필요한 첫 번째 효소
N-GLYCANS의 합성
Fig. 6. 척추동물의 경우 골지체에서 N-glycan은 세가지 N-glycan subtype(high-mannose, hybrid, complex)으로 변형된다. 대
부분의 분비되거나 세포 표면에 존재하게 되는 N-glycans는 complex type이다. 수직 화살표는 N-glycan 변형에서 branch 형성
위치를 나타낸다.
Fig. 7. 동물 세포에서 N-glycan branching을 만드는 UDP-GlcNAc transferases와 core fucosylation을 만드는 GDP-α1-6fucosyltransferase. 몇몇 glycosyltransferase는 동일한 기질을 사용하
기 때문에 서로 경쟁하고 따라서 Fig.에 나타난 모든 반응이 동시
에 일어나지 않는다.
는 GlcNAcT-I(Mgat1)이다. GlcNAcT-I는 GlcNAc을 β12로 mannose에 전달시켜 α-mannosidase II 활성의 기질이
되는 hybrid N-glycan 구조를 만든다. α-Mannosidase II는
medial 골지체의 GlcNAc1-Man5-GlcNAc2-Asn hybrid Nglycan에 특이적으로 작용하여 α1-3 결합, α1-6 결합 mannose 기들을 제거한다(Fig. 6). 결과적으로 만들어진 GlcNAc1-Man3-GlcNAc2-Asn는 Mgat2-encoded 효소인 GlcNAcT-II에 의해 hybrid를 complex N-glycan로 전환시킨
다. 처음에는 complex N-glycan을 만드는 방법이 항상 αmannosidase II를 통해서 이루어질 것이라 생각했지만, αmannosidase II 결핍 생쥐를 이용한 연구에서 α-mannosidase II 기능과 독립적인 또 다른 기작이 존재함을 확인하
였다. 또 다른 기작에 관여하는 효소로 골지체에서 발견된
다른 α-mannosidase가 있는데, 이 효소는 α-mannosidase
III이며 Man5-GlcNAc2-Asn에 작용하여 Man3-GlcNAc2Asn을 만든다. Man3-GlcNAc2-Asn은 in vitro 상에서 GlcNAcT-I의 완벽한 기질로 사용되어 다른 경로를 통한 GlcNAc1-Man3-GlcNAc2-Asn을 얻을 수 있게 된다.
Hybrid, complex type의 N-glycans는 두 개 이상의 antennae라고 하는 GlcNAc 가지를 갖게 된다. Multi-antennary
N-glycan 구조를 만드는데 있어, 여섯 개의 서로 다른 GlcNAc transferase(I-VI)에 의해 trimannosyl core에 GlcNAc
잔기가 더해진다(Fig. 7). 몇몇의 포유류 당단백질의 N-glycan에서 다섯 개까지의 가지가 관찰되었다. GlcNAcT-I과
GlcNAcT-II는 모두 complex N-glycan을 만드는데 필수적
이다. GlcNAcT-III에 의해 더해지는 것을 제외한 모든 GlcNAc 잔기들에게는 단당류들이 전달되어 antenna가 더 길
어진다. Hybrid N-glycans는 mono- 또는 biantennary가 가
능한데, biantennary는 GlcNAcT-I과 GlcNAcT-IV 효소의
작용 결과로 두 개의 α
1-3 결합 mannose에 GlcNAc를 전
달하여 가지를 만들게 된다. 몇몇 과정은 효소들 간에 동일
한 기질을 사용함에 따라 서로 경쟁함으로써 다양한 구조의
N-glycan을 형성한다. 예를 들면, GlcNAcT-III는 hybrid Nglycan GlcNAc1-Man5-GlcNAc2-Asn에 작용하는데, 이렇게
되면 α-mannosidase II가 바깥쪽 두 개의 mannose 기를 자
르지 못한다. 그러면, 이 N-glycan은 영원히“unprocessed
hybrid”type으로 남는다. GlcNAcT-IV branching은 GlcNAcT-III의 작용으로 억제되지만 GlcNAcT-V branch를 지
닌 N-glycans에는 최적으로 나타난다. GlcNAcT-V는 우선
GlcNAcT-II의 작용을 필요로 한다. GlcNAcT-III와 GlcNAcT-V는 서로가 상대의 작용을 억제한다. GlcNAcT-VI의
작용은 드물지만 GlcNAcT-II와 GlcNAcT-V의 branching
이 선행되어야 하는 것으로 보인다.
N-glycan에서 core fucosylation은 자주 발견된다. 소포
체와 cis-골지체에서의 구조형성 이후에 많은 척추동물 Nglycans는 fucosyltransferase에 의해 아스파라긴과 연결된
GlcNAc 기에 α1-6 결합으로 fucose를 전달하게 된다(Fig.
6, Fig. 7). 이러한 변형은 GlcNAcT-I가 작용한 후 hybrid,
complex N-glycan types에서 발견되고, GlcNAcT-III가 작
33
총
설
용하여 bisecting GlcNAc가 만들어지면 억제된다. 다른 core
fucosylation 과정은 일반적으로 식물과 무척추동물에서 일
어나는 것으로 아스파라긴에 연결된 GlcNAc 기에 α1-3 결
합으로 fucose가 더해지는 것이다.
결론
한 단백질 내의 여러 N-glycosylation 부위들은 서로 다
른 glycan 구조를 지니는 부위특이적 oligosaccharide heterogeneity나 microheterogeneity를 갖고있다. 아마도 단백
질 서열이나 구조가 glycosyltransferases의 기질에 대한 유
용성 때문에 N-glycan 변형에 영향을 주는 것으로 보인다.
당 염기 대사, 소포체와 골지체 내의 운반률, glycosyltransferases의 세포 내 위치 등에 따라 N-glycan 구조의 다
양성이 만들어지는 것으로 사료된다. N-glycan은 medial-,
trans- 골지체를 거치면서 변형될 때, assembly line의 끝
쪽에 위치한 glycosyltransferases(예, trans- 골지체에 있는
sialyltransferases, sulfotransferases)는 그 만큼 중심에서 멀
리 떨어진 non-reducing 말단 쪽의 구조를 변형시킨다. 그
러므로, glycosyltransferases의 다양한 발현 양상은 주어진
세포에서 다양한 종류의 N-glycan 구조가 만들어지게 하는
것이다. 어떤 glycosyltransferase와 glycosidase 유전자들은
프로모터 부위에 성장조절과 발암유전자에 의한 전이 과정
에 의해 조절되는 전사효소 결합부위를 갖는다.
이러한 일련의 과정을 거치면서 소포체에서 시작한 N-glycosylation은 trans-골지체/trans-골지체 network에 이르는 동
안 처음에는 high mannose-type에서 구조적으로 다양한
complex-type oligosaccharide로의 복합당질의 완성이 이루
어지게 되고 최종적으로 분비 단백질은 세포막 외부로 빠져
나가고 막단백질은 세포막에 안착하게 되는 것이다.
References
01. Abeijon C., Mandon E.C., and Hirschberg C.B.
(1997) Transporters of nucleotide sugars, nucleotide
sulfate and ATP in the Golgi appartus (review).
Trends Biochem. Sci. 22, 203-207.
02. Hirschberg C.B., Robbins P.W., and Abeijon C.
(1998) Transports of nucleotide sugars, ATP and
nucleotide sulfate in the endoplasmic reticulum and
34
Golgi appartus. Annu. Rev. Biochem. 67, 49-69.
03. Hirschberg C.B. and Snider M.D. (1987) Topography of glycosylation in the rough endoplasmic reticulum and Golgi apparatus. Annu. Rev. Biochem. 56,
63-87.
04. Hubbard S.C. and Ivatt R.J. (1981) Synthesis and
processing of asparagine-linked oligosaccharides. Annu.
Rev. Biochem. 50, 555-583.
05. Kornfeld R. and Kornfeld S. (1985) Assembly of
asparagine-linked oligosaccharides. Annu. Rev.
Biochem. 54, 631-664.
06. Liu T., Stetson B., Turco S.J., Hubbard S.C., and
Robbins P.W. (1979) Arrangement of glucose residues
in the lipid-linked oligosaccharide precursor of asparaginyl
oligosaccharieds. J. Biol. Chem. 254, 4554-4559.
07. Robbins P.W., Hubbard S.C., Turco S.J., and Wirth
D.R. (1977) Proposal for a common oligosaccharide intermediate in the synthesis of membrane glycoproteins. Cell 12, 893-900.
08. Robbins P.W. (1991) Generic regulation if asparaginelinked oligosaccharide synthesis. Biochem. Sac. Trans.
19, 642-645.
09. Rosner M. R., Hubbard S.C., Ivatt R.J., and Robbins P.W. (1982) N-asparagine-linked oligosaccharide: Biocynthesis of the lipid-linked oligosaccharides. Methods Enzymol. 83, 399-408.
10. Rush J.S. and Waechter C.J. (1995) Transmembrane
movement of a water-soluble analogue of mannosylphosphoryldolifhol is mediated by an endoplasmic reticulum protein. J. Cell Biol. 130, 529-536.
11. Snider M. D. and Robbins P.W. (1982) Trasmembrane orientation of protein glycosylation. Mature
oligosaccharide-lipid is located on the luminal side
of microsomes from Chinese hamster ovary cells.
J. Biol. Chem. 257, 6796-6801.
12. Struck D.K. and Lennarz. W.J. (1980) The function
of saccharide-lipids in synthesis of glycoproteins. In
The biochemistry of glycoproteins and proteoglycans ( ed. Lennarz. W.J.), PP. 35-83. Plenum press,
New York.
N-GLYCANS의 합성
13. Fu J., Ren M., and Kreibach G. (1997) Interactions
among subunits of the oligosaccharyltransferase complex. J. Biol.. Chem. 272, 29687-29692.
14. Kelleher D. H. and Gilmore R. (1997) DADI, the
defender against apoptotic cell death, is a subunit
of the mammalian oligosaccharlytransferase. Proc.
Narl. Acdad. Sci. 94, 4994-4999.
15. Mellquist J.L., Kasturi L., Spitalnik S.L., and ShakinEshleman S.H. (1998) The amino acid following an
Asn-X-Ser/Thr sequon is an important determinant
of N-linked core glycosylation efficiency. Biochemistry.
37, 6833-3837.
16. Silberstein S. and Gilmore R. (1996) Biochemistry,
molecular biology, and genetics of the oligosaccharytransferase. FASEB J. 10, 849-858.
17. Kelleher D.J. and Gilmore R. (1994) The saccharomyces cerevisiae oligosaccharytransferase is a protein complex composed of Wbplp, Swplp, and four
additional polypeptides. J. Biol. Chem. 269, 1290812917.
18. Grinna L.S. and Robbins P.W. (1979) Glycoprotein
biosynthesis. Rat liber microsomal glucosidases which
process oli go saccarides, J Biol. Chem. 254, 88148818.
19. Hammond C. Braakman I., and Helenus A. (1994)
Role of N-linked oli go saccharide recogmirion, glucose trimming, and calnexin in glycotrotein folding and
quality control. Proc. Natl. Acad. Sci. 91, 913-917.
20. Hebert D.N., Foellmer B., and Helenius A. (1995)
glucose trimming and reglucosylation determine glycoprotein assosiation with calnexin in the endoplasmic reticulum.. Cell 81, 425-433.
21. Labriola C., Cazzulo J.J., and Helenius A. (1995)
Retention of glucose units added by the UDPGlc:Glycoprotein glucosylransferase delays exit of
glycoproteins from the endoplasmic reticulum. J.
Cell Biol. 130, 771-779.
22. Ora A. and Helenius A. (1995) Calnexin fails to
associate with substrate proteins in glucosidase-deficient cell lines. J. Biol. Chem. 270, 26060-26062.
23. Ou W.-J., Cameron P.H., Thomas D.Y., and Bergeron J.J.M. (1993) Association of folding intermediates of glycoproteins with calnexin during protein
maturation. Nature 364, 771-776.
24. Parodi A.J., Mendelzon D.H., and Lederkremer G.Z.
(1983) Transient glucosylation of protein-bound man9GlcNAc2, Man8 GlcNac2, and Man7GlcNAc2 in calf thyroid cells. A possible recognition signal in the processing of glycoproteins. J. Biol. Chem. 258, 82608265.
25. Saunier B., kilker R.d. Jr., Tkacz J.S., Quaroni A.,
and Herscovics A. (1982) Inhibition of N-linked
complex oligosaccharide formation by 1-deoxynojirimycin, an inhibitor of processing glucosidases. J.
Biol. Chem. 257, 14155-14161.
26. Sousa M. and Paro야 A.J. (1995) The molecular
basis for the recognition of misfolded glycoproteins
by the UDP-Glc:glucosyltransferase. EMBO J. 14,
4196-4203.
27. Tatu U. and Helenius A. (1997) Interactions between
newly synthesized glycoprotein, calnexin and a network of resident chaperones in the endoplasmic
reticulum. J. Cell Biol. 136, 555-565.
28. Turco S.J. and Robbins P.W. (1979) The initial
stages of processifn of protein-bound oligosaccharides in vitro. J. Biol. Chem. 254, 4560-4567.
29. Zapun A., Petrescu S.M., Rudd P.M/. Dw다 R.A.,
Thomas D.Y., and Bergeron J.M. (1997) conformation-independent binding of monoglucosylated ribonuclease B to calnexin. Cell 88, 29-38.
30. Dairaku K. and Spiro R.G. (1997) Phylogenetic survey of endomannosidase indicates late evolutionary
apprarance of this N-linked oligosaccharide processing enzyme. Glycobiology 7, 579-586.
31. Moremin K.W., Trinble R.B., and Herscovics A.
(1994) Glycosidases of the astaragine-linked
oligosaccharide processing pathway. Glycobiology 4,
113-125.
32. Reitman M.L., Varki A., and Kornfeld S. (1981)
Fibroblasts from patients with I-cell disease and
35
총
설
33.
34.
35.
36.
37.
36
pseudo-Hurler polydystrophy are deficidnt in uridine
5’-diphosphate-N-acetylflucosamine:glycoprotein Nacetylglucosaminylphosphotransferase activity. J.
Clin. Invest. 67, 1574-1579.
Spiro M.L., Bhoyroo V.D., and Spiro R.G. (1997)
Molecular cloning and expression of rat liver endoα-mannodidase, an N-linked oligosaccharide processing
enzyme. J. Biol. Chem. 272, 29365-29363.
Tulsiani D.R., Hubbard S.C., Robbins P.W., and
TousterO. (1982) α-D-Mannosidases of rat liver Golgi
membranes. Mannosidase Ⅱis the GlcNAcMAn5cleaving enzyme in glycoprotein biosynthesis and
mannosidases la and lB are the enzyme converting
Man9 precusors to Man5 intermeidiates. J. Biol.
Chem. 257, 3660-3668.
Beyer T.A. and Hill R.L. (1982) Glycosylation pathways in the biosynthesis of nonreducing terminal
sequences in oligosaccharides of glycoprotein. In
The glycoconjugates(ed. Horowitz M. and Pigman
W.), vol. Ⅲ, pp. 25-45. Academic press, New York.
Brisson J.-r. and Carver J.P. (1983) The relation of
three-dimentional structure to biosynthesis in the Nlinked oligosaccharides. Can. J. Biochem. Cell Biol
61, 1067-1078.
Brockhausen I., Hull E., Hindsgaul O., Schachter
H., Shah r.N., Michmick s.W., and Carver J.P.
(1989) Control of glycoprotein symthesis: Detection
and cahracterization of a novel branching enzyme
from hen oviduct, UDP-N-acetylglucosamine:GlcNAc
38.
39.
40.
41.
42.
β1-6 (GlcNacβ1-2)Manβ-R (GlcNAc TO Man)β-4N-acetylglucosaminyltransferases Ⅵ. J. Biol. Chem.
264, 11211-11221.
Harpaz n. and Schachter H. (1980) Control of glycoprotein synthesis: Processing of asparagine-linked
oligosaccharides by one or more rat liver golgi αD-mannosidases dependent on the prior action of
UDP-N-acetylglucosamin:α-D-mannoside β2-Nacetylglucosaminyltrasferase Ⅰ. J. Biol. Chem. 255,
4894-4902.
Lis H. and Sharon N. (1993) Protein glycosylation:
Wtructural and functional aspects. Eur. J. Biochem.
218, 1-27.
Narasimhan S. (1982) Control of glycoprotein synthesis: UDP-GlcNAc:glycopeptide β4-N-acetylglucosaminyltransferases Ⅲ, an enzymein hen oviduct
which adds GlcNAc in β1-4 linkage to the β-linked
mannose of the trimannosyl core of N-glycosyl
oligosaccharides. J. Biol. Chem. 17, 10235-10242.
Nishikawa Y., pegg W., Paulsen H., and Schachter
H. (1988) Control of glycoprotein synthesis: Purification and characterization of rabbit liver UDP-Nacetylglucosamin:α-D-mannoside β1,2-N-acetylglucosaminyltrasferase Ⅰ. J. Biol. Chem. 263, 82708281.
Schachter H. (1986) Biosynthetic controls that determine the branching and microheterogeneity of protei-bound oligosaccharides. Biochem. Cell Biol. 64,
163-181.

N-GLYCANS의 합성

Transcription

Similar documents