尹森，孔建强

    ·综述·

    UDP-糖基供体的生物合成途径分析

    尹森，孔建强

    糖基化是生物体中重要的生化反应，它可发生于大分子化合物，如蛋白质的糖基化[1]；也可发生于小分子化合物，如各种天然产物苷元的糖基化[2]。执行化合物糖基化反应的催化酶为糖基转移酶。糖基转移酶的底物分为糖基受体和糖基供体。糖基受体可以为生物大分子化合物如蛋白质、核酸，还可以为小分子化合物如各种植物或微生物的次生代谢产物[3-5]。糖基受体通常含一些活性基团，如羟基、氨基、羧基、巯基等用于形成糖苷键，同时有少数糖基转移酶还可以催化 C-C 键的形成，生成碳苷类化合物[6-7]。糖基供体为糖的活化形式，通常糖基供体中存在一个或多个高能磷酸键，这些高能磷酸键在糖基转移酶执行催化反应时能通过能量转移而形成化合物与糖的糖苷键。常见糖基供体为尿苷二磷酸糖(UDP-糖)、胸腺苷二磷酸糖(TDP-糖)、鸟苷二磷酸糖(GDP-糖)、一磷酸糖等。这些糖基供体之间可以通过不同的代谢酶进行相互转化(图 1)。

    生物体中最常见的糖基供体形式为 UDP-糖。常见的UDP-糖有两种类型，一种为六碳糖，包括 UDP-葡萄糖、UDP-葡萄糖醛酸、UDP-半乳糖、UDP-半乳糖醛酸和 UDP-鼠李糖等；一种为五碳糖，包括 UDP-木糖、UDP-阿拉伯糖和 UDP-芹菜糖等。其中 UDP-葡萄糖是其他 UDP-单糖形成的起始物，而 UDP-葡萄糖醛酸是 UDP-单糖由六碳糖转变为五碳糖的关键底物。

    主要的催化 UDP-糖相互转化的相关酶可分为脱氢酶类[UDP-葡萄糖脱氢酶(UDP-glucose dehydrogenase，UGDH)]、脱羧酶类[UDP-木糖合酶(UDP-xylose synthase，UXS)、UDP-芹菜糖/UDP-木糖合酶(UDP-apiose/UDP-xyl synthase，UAXS)]、差向异构酶类[UDP-木糖差向异构酶(UDP-D-xylose epimerase，UXE)、UDP-葡萄糖差向异构酶(UDP-D-glucose epimerase，UGE)、UDP-葡萄糖醛酸差向异构酶(UDP-D-glucuronic acid epimerase，UGlcAE)]和还原酶类[UDP-鼠李糖合酶(UDP-rhamnose synthase，RHM 或 NRS/ER)][8]。

    1 UDP-葡萄糖的来源及生物合成途径

    由于 UDP-葡萄糖是其他 UDP-单糖形成的起始化合物，所以研究 UDP-葡萄糖的来源尤为重要 ......