Engineering a Proximity-Directed O-GlcNAc Transferase for Selective Protein O-GlcNAcylation in Cells.
Engineering a Proximity-Directed O-GlcNAc Transferase for Selective Protein O-GlcNAcylation in Cells.
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设计一种邻近导向的 O-GlcNAc 转移酶，用于细胞中选择性蛋白 O-GlcNAc 酰化。
DOI：
10.1021/acschembio.0c00074
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发表时间：
2020
影响因子：
4
通讯作者：
Woo,ChristinaM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ramirez,DanielH;Aonbangkhen,Chanat;Wu,Hung-Yi;Naftaly,JeffreyA;Tang,Stephanie;O'Meara,TimothyR;Woo,ChristinaM
O-连接β-N-乙酰葡糖胺（O-GlcNAc）是一种单糖，在真核细胞的核质蛋白质组中的细胞信号传导中起重要作用。选择性增加细胞中靶蛋白上O-GlcNAc水平的策略将加速对这种重要修饰的研究。在这里，我们报告了一种将O-GlcNAc引入细胞中选定的靶蛋白的可推广策略，该策略使用纳米抗体作为与O-GlcNAc转移酶（OGT）融合的邻近导向剂。识别GFP的纳米抗体（nGFP）或识别四氨基酸序列EPEA的纳米抗体（nEPEA）与OGT的融合产生了纳米抗体-OGT构建体，其选择性地将O-GlcNAc递送至一系列标记的靶蛋白（例如，JunB、cJun和Nup 62）。如在OGT（4）中的四肽重复结构域的截短通过降低细胞中O-GlcNAc水平的总体升高来增加通过纳米抗体对靶蛋白的选择性。定量化学蛋白质组学证实了通过纳米抗体-OGT增加O-GlcNAc至靶蛋白（4）。糖蛋白质组学揭示，纳米抗体-OGT（4）或全长OGT在靶蛋白JunB和Nup 62上产生类似的糖位点谱。最后，我们证明了在HEK 293 T细胞中选择性靶向内源性α-突触核蛋白用于O-GlcNAc化的能力。这些第一个邻近定向OGT构建体提供了一种灵活的策略，用于靶向其他蛋白质，并为将来进一步工程化OGT和O-GlcNAc蛋白质组提供了模板。使用纳米抗体来重定向OGT底物选择以用于细胞中所需蛋白质的糖基化可以进一步构成用于控制细胞中更广泛的翻译后修饰的可推广策略。
O-Linkedβ-N-acetylglucosamine (O-GlcNAc) is a monosaccharide that plays an essential role in cellular signaling throughout the nucleocytoplasmic proteome of eukaryotic cells. Strategies for selectively increasing O-GlcNAc levels on a target protein in cells would accelerate studies of this essential modification. Here, we report a generalizable strategy for introducing O-GlcNAc into selected target proteins in cells using a nanobody as a proximity-directing agent fused to O-GlcNAc transferase (OGT). Fusion of a nanobody that recognizes GFP (nGFP) or a nanobody that recognizes the four-amino acid sequence EPEA (nEPEA) to OGT yielded nanobody-OGT constructs that selectively delivered O-GlcNAc to a series of tagged target proteins (e.g., JunB, cJun, and Nup62). Truncation of the tetratricopeptide repeat domain as in OGT(4) increased selectivity for the target protein through the nanobody by reducing global elevation of O-GlcNAc levels in the cell. Quantitative chemical proteomics confirmed the increase in O-GlcNAc to the target protein by nanobody-OGT(4). Glycoproteomics revealed that nanobody-OGT(4) or full-length OGT produced a similar glycosite profile on the target protein JunB and Nup62. Finally, we demonstrate the ability to selectively target endogenous α-synuclein for O-GlcNAcylation in HEK293T cells. These first proximity-directed OGT constructs provide a flexible strategy for targeting additional proteins and a template for further engineering of OGT and the O-GlcNAc proteome in the future. The use of a nanobody to redirect OGT substrate selection for glycosylation of desired proteins in cells may further constitute a generalizable strategy for controlling a broader array of post-translational modifications in cells.
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基因重新编码剖析位点特异性蛋白 O-GlcNAcNA 酰化的作用
影响因子：
16.8
作者：
A. Gorelik;S. G. Bartual;V. Borodkin;Joby Varghese;A. Ferenbach;D. V. van Aalten
通讯作者：
D. V. van Aalten
影响因子：
16.8
作者：
Kirchhofer, Axel;Helma, Jonas;Rothbauer, Ulrich
通讯作者：
Rothbauer, Ulrich
DOI：
10.1126/science.aao5902
发表时间：
2018-03-09
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Stanton BZ;Chory EJ;Crabtree GR
通讯作者：
Crabtree GR
影响因子：
15
作者：
Martin SES;Tan ZW;Itkonen HM;Duveau DY;Paulo JA;Janetzko J;Boutz PL;Törk L;Moss FA;Thomas CJ;Gygi SP;Lazarus MB;Walker S
通讯作者：
Walker S
影响因子：
--
作者：
Thompson JW;Griffin ME;Hsieh-Wilson LC
通讯作者：
Hsieh-Wilson LC