4月23日，深圳医学科学院创始院长、深圳湾实验室主任颜宁，清华大学生命学院博士生黄隽豪、副教授闫创业为本文的共同通讯作者在全球顶尖期刊《Science》上发表题为：Structural N- and O-glycans revealed by high-resolution cryo-EM analysis of tubular mastigonemes的研究成果。该研究建立了整合高分辨率冷冻电镜、糖蛋白质组学与人工智能建模的综合研究策略。黄隽豪、水木学者陶慧、陈晟为本文共同第一作者。
糖质（glycan）是生命四大基本生物大分子之一，在细胞识别、信号转导、免疫调控和结构支持等多种生理过程中发挥关键作用。历史上，糖质曾常被统称为“碳水化合物”（carbohydrates），这一名称源于其经典化学表达形式Cx(H2O)n；尽管糖质研究可追溯至19世纪，但与蛋白质和核酸相比，糖质科学的发展长期相对滞后。
图 1. 高分辨率冷冻电镜解析揭示管状 纤 绒毛中结构 N- 和 O- 糖质
本文报道了丹氏棕鞭藻（Ochromonas danica，一种金藻）的管状鞭毛茸毛的冷冻电镜结构；在1.8-2.2 Å的分辨率下，研究团队解析了该结构中大量的N - 连接聚糖与O - 连接聚糖。除高甘露糖型和复杂型N - 连接聚糖外，研究团队还在丙氨酸 - 天冬酰胺 - 天冬氨酸（AND）基序上发现了一种非经典的N - 连接聚糖。
该结构的表面刺突被密集的O - 连接聚糖覆盖，这些聚糖修饰于 PSXX四肽重复序列上；每个重复单元中，三羟基化脯氨酸残基上连接2个聚糖，丝氨酸残基上连接1个聚糖。
除各类糖分子及其共价修饰基团外，研究还清晰解析了占已解析体积 10% 以上的水分子与阳离子，二者共同介导了该结构的组装过程。本研究为探索高阶生物组装体中的聚糖折叠机制建立了研究框架。
编辑、审核：石瑾鹏
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