10-30 酵母糖蛋白合成过程变甜了

日期：2006-10-30　　访问次数：3531

一种酵母工程菌株，能够完成人体蛋白糖基化的整个反应过程。

虽然在哺乳动物表达系统中合成蛋白质的过程并非总是令人满意的，但如果你想让蛋白质经历人体翻译后修饰这一过程，那有时它倒是必要的。越来越多的用户友好型的细菌和酵母系统，并非天生就能够执行大多数独特的修饰反应。但是，哺乳动物的表达系统受困于两个主要的区域：一个是要花费更多的时间才能够产生足够量的蛋白质，另一个是要均一地控制翻译后修饰过程以便合成一种异质产物是很困难的。

幸运的是，Tillman Gerngross和他来自Dartmouth学院与GlycoFi公司的同事们，并没有把这种情形视为想当然的事情。在经过多年的探索之后，他们成功地设计出一种甲醇酵母工程菌株，它拥有完成整个人体糖基化反应过程的能力，而糖基化反应以前仅仅在哺乳动物培养系统中发生。为了构建这一目标菌株，他们剔除了其中的四个编码酵母糖基化酶的基因，接着导入了14个编码人体糖基化酶的异种基因。这一过程说起来容易，但做起来却很困难，这正如Gerngross所言：“你并不能仅仅只是获得人体的一个酶，然后就把它放入到酵母中，因为瞄准机制将是纷繁复杂的……你不得不将这些特异的酶瞄准酵母的分泌途径，所使用的方式也不能改变这些反应的自然发生顺序。”

Gerngross及其同事尤其感兴趣于合成出糖基化的人体蛋白质以便应用于临床，因此他们利用已经设计出的这一酵母菌株，来合成高度糖基化的红细胞生成素，这是一种重要的对付贫血症的治疗性蛋白质。在这一工程菌株中,合成的红细胞生成素应用于小鼠是有效的，相比之下，由野生型甲醇酵母细胞合成的红细胞生成素却不具备这一功能。“在过去，我们获得治疗性蛋白质的方式，并不能允许我们能够控制产物的构成，”Gerngross指出，但他同时强调“如果你不能控制产物的最终构成，而你生产的又是应用于人类的药物，那可不是什么好事情。”

这项研究对于推进基础研究也能产生重要的影响；正如Gerngross如此解释：“利用这一工具，你能够获得具有各种糖型的蛋白质，然后对它们的功能逐个进行测试，这一领域的人很多年来就知道糖基化过程会影响生理活动，但是并没有找到真正解决问题的好方法。”如今因为有了如此精妙设计的酵母工程菌株的帮助，那些原本极受重视的哺乳动物表达系统也许在将来就成了陈词滥调。



摘自：《自然—方法学》