4月18日，Nature Communications 在線發(fā)表了中國科學院上海生命科學研究院營養(yǎng)科學研究所向嵩組的最新研究成果“Crystal structure of glycogen debranching enzyme and insights into its catalysis and disease-causing mutations”。該研究揭示了糖原代謝關(guān)鍵酶糖原去支鏈酶（glycogen debranching enzyme,GDE）的晶體結(jié)構(gòu)、分子機制以及其致病突變的致病機理。

糖原是重要的人體能量存儲形式之一，可被降解為葡萄糖提供能量。糖原代謝的紊亂與糖尿病等疾病密切相關(guān)，該通路也是一類糖尿病治療藥物的靶點。糖原是一種多分支的鏈狀葡萄糖多聚體，在其降解過程中，GDE催化的糖原去支鏈是關(guān)鍵步驟。遺傳性的GDE功能不足導致糖原存儲疾病III型，病人的肝臟、骨骼肌中堆積大量結(jié)構(gòu)異常的糖原，并有低血糖、發(fā)育遲緩及肝臟、心臟、骨骼肌等器官的異常。

上海生科院營養(yǎng)所研究員向嵩指導的博士研究生翟麗婷等解析了高分辨率的GDE晶體結(jié)構(gòu)。研究表明，GDE催化一個兩步的糖原脫支鏈反應，研究人員通過對GDE的功能研究定位了其參與糖原脫支鏈反應的催化位點，闡明了反應進行的機制及催化位點對底物的特異性識別，并揭示了位于GDE表面的若干個參與其底物招募的糖原錨定位點。通過結(jié)構(gòu)分析和對GDE致病突變的功能分析，研究人員還揭示了這些突變導致GDE功能失活的機理。該工作深化了對糖原代謝分子機制及對糖原存儲疾病III型的理解，也為開發(fā)新的糖尿病治療手段提供了理論指導。

該工作得到了營養(yǎng)所尹慧勇研究組的幫助，及基金委、科技部的支持。

糖原去支鏈酶的功能與結(jié)構(gòu)