糖基化磷脂酰肌醇锚定糖蛋白概述

在人类、昆虫、酵母、细菌和真菌的各种真核中发现了糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定蛋白，这表明它们是非常古老的修饰。通常，GPI 锚定蛋白不像其他翻译后修饰蛋白那样普遍，但作为一类糖蛋白，它们表现出相当大的同源性。

结构

GPI 锚定蛋白在其羧基末端通过磷酸二酯键与连接至三甘露糖基-非乙酰化葡糖胺（Man₃-GlcN）核心的磷酸乙醇胺连接。GlcN的还原末端通过另一种磷酸二酯键与磷脂酰肌醇（PI）连接（图1）。

生物合成和降解

GPI锚组装在内质网的膜小叶上。完成后，其被转移至内腔，并将蛋白质的羧基末端连接至GPI锚。在跨膜转运后，通过将磷脂酰肌醇脂质基团插入疏水脂质双层中，GPI 锚定蛋白与细胞膜结合。一旦产生GPI 锚定蛋白，Man₃-GlcN寡糖核心在从细胞分泌期间可经历额外的糖基化修饰。

GPI 锚定蛋白的释放可以通过用磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C（PLC-PI）(P5542 和 P8804)处理来完成。该酶特异性地水解磷脂酰肌醇的磷酸二酯键，形成游离的1,2-二酰基甘油和糖肽结合的肌醇环-1,2磷酸盐；PCL-PI的切割位点在图1中以红色显示。如果肌醇被酰化，则不会发生酶促切割；需要用温和的碱性条件进行预处理以除去脂肪酸基团。在酶促切割后，可以在用Triton^® X-114（X114）处理膜之后，从不溶性沉淀/级分中回收GPI锚。从细胞膜中酶促释放GPI锚可以触发信号转导的第二信使。

功能

GPI 锚定蛋白参与膜蛋白运输、细胞粘附、细胞壁合成和细胞表面保护。在酵母中，GPI 锚定蛋白是细胞壁的组分，并且是细胞完整性所必需的。一些GPI锚定蛋白是抗原，例如人癌胚抗原（CarcinoEmbryonic Antigen，CEA），其用作癌症标志物。其他如人类逆转诱导富含半胱氨酸的蛋白质与Kazal基序（REversion-inducing Cysteine-rich protein with Kazal motifs，RECK）抑制肿瘤侵袭和转移。在哺乳动物细胞中，GPI 锚定蛋白被浓缩在脂筏中，脂筏参与受体介导的信号转导途径和膜运输。GPI 锚调节隐球菌磷脂酶B的分泌，是prostatin调节经上皮抗性和细胞旁路渗透性所必需的。