糖原是重要的人体能量存储形式之一,可被降解为葡萄糖提供能量。糖原代谢的紊乱与糖尿病等疾病密切相关,该通路也是一类糖尿病治疗药物的靶点。糖原是一种多分支的链状葡萄糖多聚体,在其降解过程中,GDE催化的糖原去支链是关键步骤。遗传性的GDE功能不足导致糖原存储疾病III型,病人的肝脏、骨骼肌中堆积大量结构异常的糖原,并有低血糖、发育迟缓及肝脏、心脏、骨骼肌等器官的异常。
向嵩研究员指导的博士研究生翟丽婷等解析了高分辨率的GDE晶体结构。研究表明,GDE催化一个两步的糖原脱支链反应,研究人员通过对GDE的功能研究定位了其参与糖原脱支链反应的催化位点,阐明了反应进行的机制及催化位点对底物的特异性识别,并揭示了位于GDE表面的若干个参与其底物招募的糖原锚定位点。通过结构分析和对GDE致病突变的功能分析,研究人员还揭示了这些突变导致GDE功能失活的机理。该工作深化了对糖原代谢分子机制及对糖原存储疾病III型的理解,也为开发新的糖尿病治疗手段提供了理论指导。
该工作得到了营养所尹慧勇研究组的帮助,及基金委、科技部的支持。(营养所)
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糖原去支链酶的功能与结构