PBJ | 在烟草中高效表达细菌己糖还原酶用于植物内源糖修饰调节

植物提供药用蛋白制备的快速、灵活和易改良的平台。N-糖基化影响植物中产生的重组糖蛋白的许多特性。在某些情况下，植物N-糖基化是有益的，而在其他情况下它们是有害的。本氏烟草广泛用于重组蛋白的转基因试验，比较适合用于修改内源N-糖基化以合成缺失β‐1, 2‐木糖和核心α‐1, 3‐岩藻糖的复合型N-葡聚糖。

近日，来自奥地利BOKU的Herta Steinkellner团队，在《Plant Biotechnology Journal》杂志发表了题为“In planta expression of active bacterial GDP-6-deoxy-d-lyxo-4-hexulose reductase for glycan modulation”的文章。GDP -6-脱氧-d-羟-4-己糖还原酶（RMD）是一种负调控GDP -L-岩藻糖生物合成途径的酶。作者通过过度表达细菌RMD来评估改变植物糖基化的可能性。

将铜绿假单胞菌的RMD基因在本氏烟草野生型（WT）植物中瞬时表达。基于MS的N-糖基化图谱显示，WT的总可溶性蛋白（TSP）与缺乏RMD的TSP相比，总体岩藻糖基化下降，整体的N-糖基化类型基本保持不变。作者表达多种单克隆抗体来分析糖链。所有不含RMD的单克隆抗体的Fc-N-糖链组成主要是木糖和岩藻糖修饰的复合型N-糖。RMD表达后，岩藻糖基化N-糖的量显著减少，N-糖基化的类型仅发生微小变化。其他单克隆抗体也是类型结果，但有的单抗上检测到附着的是己糖而不是岩藻糖。在突变体材料中就没有额外附着的糖，因此证明额外的己糖的附着是依赖于α‐1, 3‐岩藻糖基转移酶。（图1）

在使用糖链水解酶PNGase F处理后，分析RMD相关峰，作者发现己糖在核心GlcNAc上附着，因而阻断PNGase F活性。作者确定了在有或者没有RMD的WT植物中表达的单克隆抗体Rx的功能活性。观察到两种抗体变体的相似抗原结合。相比之下，与Rx相比，Rx + RMD表现出与细胞受体FcγRIIIa的结合增加，正如核心岩藻糖基化减少的IgG1单克隆抗体所预期的那样。实验显示RMD表达时无功能障碍。（图2）

总而言之，作者证明了有功能的活性细菌RMD在植物中的表达。GDP-L-岩藻糖的可用性受到抑制时，允许核心α‐1, 3‐岩藻糖基转移酶使用结构相关的UDP-L-半乳糖作为供体底物，这与此前结果一致。基于RMD的聚糖工程应将其用于商业目的。与基因组编辑方法相比，将细菌RMD瞬时共表达到 WT 植物中为去除核心岩藻糖提供了一种直接的替代方案。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.14131

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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