近日，我所生物技術研究部天然產物及糖工程研究組（1805組）尹恒研究員團隊在植物糖生物學研究領域取得新進展，鑒定了植物UDP-GlcNAc合成路徑關鍵酶，并揭示了其影響O-GlcNAc糖基化調控植物生長發育的分子機制。
UDP-GlcNAc是蛋白N-糖基化和O-GlcNAc糖基化的直接糖供體，具有重要的生物學功能，但植物中UDP-GlcNAc生物合成途徑尚未完全解析，其參與蛋白糖基化及生長發育調控的功能與機制尚不明確。
本工作中，團隊在模式植物擬南芥中鑒定了植物UDP-GlcNAc生物合成途徑的第三個酶，即N-乙酰氨基葡萄糖磷酸變位酶（N-acetylglucosamine phosphate mutase，AGM），并明確其酶學性質；進一步通過構建系列突變株發現，敲低AtAGM基因導致擬南芥UDP-GlcNAc含量顯著下降，進而突變株苗期出現溫度依賴性的生長缺陷，在成苗期生長則更加旺盛，蛋白組實驗發現成苗中生長相關蛋白顯著上調。糖基化水平定量分析發現，蛋白O-GlcNAc修飾水平在AtAGM敲低突變株中明顯下降，而N-糖基化影響不大。團隊進而利用O-GlcNAc糖基化突變體及抑制劑證實，蛋白O-GlcNAc糖基化水平受損是AtAGM敲低突變株出現表型變化的主要原因。因此，UDP-GlcNAc在植物生長發育過程的重要功能主要通過調控蛋白O-GlcNAc糖基化水平實現。
相關工作以“Protein O-GlcNAcylation impairment caused by N-acetylglucosamine phosphate mutase deficiency leads to growth variations in Arabidopsis thaliana”為題，發表在《植物學雜志》（The Plant Journal）上。該工作的第一作者是我所1805組賈曉晨助理研究員。本研究中蛋白組檢測工作得到我所葉明亮研究員團隊支持。上述工作得到國家自然科學基金、中科院青促會、大連市科技創新基金等項目的支持。（文/圖 賈曉晨）
