哺乳动物细胞中N-连接糖基化途径的集中模块性

糖基化是一个高度复杂的过程，用于产生附着在蛋白质和脂质上的多样化细胞聚糖库。聚糖参与基本的生物学过程，包括蛋白质折叠与清除、细胞增殖与凋亡、发育、免疫反应和发病机制。N-连接聚糖是主要聚糖类型之一，由有限数量的酶通过将单糖顺序连接到蛋白质上而形成。许多这类酶可以接受多种N-连接聚糖作为底物，从而产生大量的聚糖中间体及其相互交织的途径。受复杂网络研究中定量方法的启发，我们研究了哺乳动物细胞中此类N-连接糖基化途径的大规模组织。N-连接糖基化途径具有极高的模块性，由紧密连接的拓扑模块组成，这些模块直接从聚糖合成的共同上游途径分支出来。这种独特的结构特性使得模块间的聚糖产量可由上游区域控制。尽管酶作用于多种聚糖底物，表明模块间存在串扰，但串扰对模块特异性增强聚糖合成的影响可能通过转录水平控制被限制在适度范围内。本研究的发现为糖基化过程提供了可实验验证的预测，并可能适用于治疗性糖蛋白工程。