岐阜大学糖链生命核心研究所的木塚康彦教授的研究团队在与法国里尔大学、大阪大学、广岛大学的共同研究中，发现了一种阻止附着在蛋白质上的糖链延长的新机制。该成果有望推动明确骨骼形成机制以及利用糖链改变血液中蛋白质的稳定性。相关成果已发表在《Journal of Biological Chemistry》上。
研究概要图（供图：岐阜大学）
B4GALNT3是人类糖基转移酶的一种，可作用于N-糖链和粘蛋白型糖链，延长附着在蛋白质上的糖链。B4GALNT3产生的糖链结构被称为LDN（LacdiNAc），但许多其他N-糖链具有名为LacNAc的另一种结构，而非LDN。
通常，当糖链延长并附着LacNAc时，糖链会进一步延长并在末端附着唾液酸。B4GALNT3缺失小鼠的血液中糖蛋白硬化素的浓度显著升高，导致骨骼形成出现异常。然而，此前并未能阐明为何失去LDN后，血液中硬化素的浓度会升高。
木塚教授等提出了LDN的附着会使糖链难以延长的假设。相反，当缺乏B4GALNT3时，具有LacNAc的糖链将取代LDN而增加，并且糖链进一步延伸并附着唾液酸，这可能会提高血液中蛋白质的稳定性。
研究人员首先在培养细胞内导入了B4GALNT3，然后检测细胞表面存在的含唾液酸的糖链，结果发现导入的培养细胞与未导入的培养细胞相比，唾液酸含量更低。
为了验证具有LDN的糖链上是否真的不附着唾液酸，研究团队分别制备了具有LacNAc的糖链和具有LDN的糖链，并与一种在糖链末端添加唾液酸的酶（ST3GAL4）混合，观察了唾液酸是否会附着在糖链上。结果显示，在具有LacNAc的糖链的末端附着了唾液酸，而在具有LDN的糖链中几乎没有附着唾液酸。
也就是说，当LDN附着在糖链上时，唾液酸不再附着，糖链也不再延长。由此表明，B4GALNT3是一种通过控制糖链的延长来控制血液中蛋白质寿命的重要的糖基转移酶。
对N-糖链末端的详细研究表明，与唾液酸一样，末端存在的多种结构很难附着在具有LDN的糖链上。这意味着当B4GALNT3产生LDN时，不仅限于唾液酸，同时还会使得N-糖链的重要末端结构无法产生，即B4GALNT3是N-糖链的结构和功能的一个重要调控因素。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Journal of Biological Chemistry
论文：LacdiNAc synthase B4GALNT3 has a unique PA14 domain and suppresses N-glycan capping
DOI：10.1016/j.jbc.2024.107450
