近日，我所生物技术研究部天然产物及糖工程研究组（1805组）尹恒研究员团队在植物糖生物学研究领域取得新进展，鉴定了植物UDP-GlcNAc合成路径关键酶，并揭示了其影响O-GlcNAc糖基化调控植物生长发育的分子机制。
UDP-GlcNAc是蛋白N-糖基化和O-GlcNAc糖基化的直接糖供体，具有重要的生物学功能，但植物中UDP-GlcNAc生物合成途径尚未完全解析，其参与蛋白糖基化及生长发育调控的功能与机制尚不明确。
本工作中，团队在模式植物拟南芥中鉴定了植物UDP-GlcNAc生物合成途径的第三个酶，即N-乙酰氨基葡萄糖磷酸变位酶（N-acetylglucosamine phosphate mutase，AGM），并明确其酶学性质；进一步通过构建系列突变株发现，敲低AtAGM基因导致拟南芥UDP-GlcNAc含量显著下降，进而突变株苗期出现温度依赖性的生长缺陷，在成苗期生长则更加旺盛，蛋白组实验发现成苗中生长相关蛋白显著上调。糖基化水平定量分析发现，蛋白O-GlcNAc修饰水平在AtAGM敲低突变株中明显下降，而N-糖基化影响不大。团队进而利用O-GlcNAc糖基化突变体及抑制剂证实，蛋白O-GlcNAc糖基化水平受损是AtAGM敲低突变株出现表型变化的主要原因。因此，UDP-GlcNAc在植物生长发育过程的重要功能主要通过调控蛋白O-GlcNAc糖基化水平实现。
相关工作以“Protein O-GlcNAcylation impairment caused by N-acetylglucosamine phosphate mutase deficiency leads to growth variations in Arabidopsis thaliana”为题，发表在《植物学杂志》（The Plant Journal）上。该工作的第一作者是我所1805组贾晓晨助理研究员。本研究中蛋白组检测工作得到我所叶明亮研究员团队支持。上述工作得到国家自然科学基金、中科院青促会、大连市科技创新基金等项目的支持。（文/图 贾晓晨）
