Food & Function—周选围教授课题组发文揭示N-糖基化修饰促进灵芝免疫调节蛋白的抗炎活性及其作用机制
2021-04-26 Food & Function (2021,12, 3393-3404)在线发表金沙2004路线js5周选围教授课题组的研究论文“N-Glycosylated Ganoderma lucidum immunomodulatory protein improved anti-inflammatory activity via inhibition of the p38 MAPK pathway”。本研究揭示了通过N-糖基化修饰能够改善灵芝免疫调节蛋白(FIP-glu)的生物学功能,为FIPs在食品、药物化妆品和药物领域的开发应用奠定了基础。
灵芝 (Ganoderma spp.) 作为我国传统的食药用真菌,既是国家药典收载的药物、又是国家批准的新资源食品。灵芝中的真菌免疫调节蛋白 (fungal immunomodulatory protein,FIPs) 是其中重要的生物活性物质,具有广泛的药用价值,如抗癌、抗过敏、抗免疫排斥、免疫调节等作用。生物体内的蛋白质合成需要经过多种翻译后修饰,如乙酰化、甲基化、泛素化、磷酸化、糖基化等;糖基化是其中一种重要的翻译后修饰。研究表明,具有不同物理和生物化学性质的N-连接聚糖能够影响着蛋白质折叠,并赋予糖蛋白多种功能。虽然糖基化可以影响甚至提高蛋白质的活性,但它对灵芝免疫调节蛋白 (fungal immunomodulatory protein from Ganoderma lucidum,FIP-glu或LZ-8) 的影响尚未见报道。
本研究通过生物信息学分析发现,在FIPs的氨基酸序列中包含一个中度保守的潜在N-糖基化位点。通过定点突变技术构建了三个突变体,并利用毕赤酵母表达系统表达了野生型FIP-glu基因及其突变体基因(N31S、T36N和N31S/T36N),成功获得了重组蛋白FIP-glu以及突变体蛋白N31S、T36N和N31S/T36N。分析表明rFIP-glu1 (rLZ-8) 分子在引入N-聚糖后变得更加紧凑,N-糖基化修饰有助于维持 rFIP-glu1 (rLZ-8) 二级结构的稳定性和折叠。
经高碘酸-希夫试剂染色、PNGase F处理以及UPLC-qTOF-MS鉴定,发现FIP-glu和N31S为非糖蛋白,T36N和N31S/T36N为N-糖基化修饰蛋白。体外细胞毒性实验显示,T36N和N31S/T36N显著降低了对小鼠腹腔巨噬细胞RAW264.7的毒性,同时上调了IL-6和TGF-β1在mRNA水平的表达。进一步研究表明N-糖基化修饰蛋白降低了p38 MAPK磷酸化水平。
本研究发现N-糖基化修饰的FIP-glu能够促进其抗炎活性,该作用是通过抑制p38 MAPK信号转导通路实现的。
李奇璋博士(现湖北工业大学教师)、陈昕博士(现斯坦福大学医学院博士后)为该文共同第一作者,金沙2004路线js5周选围教授为该文唯一通讯作者,硕士生毛培文、在读研究生金梦园、吴沁等参加了该项目的研究工作。该项目得到企事业单位委托项目(19H100000393;20H100000595)资助。
论文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/fo/d1fo00178g#!divAbstract