背景[1-7]
Phospho-Glycogen synthase 1(Ser641)Rabbit Monoclonal Antibody（磷酸糖原合成酶1（SER641）兔单克隆抗体）是用磷酸糖原合成酶1对兔进行系统免疫然后筛选出兔磷酸糖原合成酶1致敏B细胞后与骨髓肿瘤细胞杂交最后制得既能产生单一抗体，又能无限增殖的杂种细胞系。磷酸糖原合成酶1是一个在糖原生成中关键的酶，可以转化葡萄糖为糖原。
它是糖基转移酶（EC 2.4.1.11），其催化UDP-葡萄糖和（1,4-α-D-葡糖基）n反应产生UDP和（1,4-α-D-葡萄糖基）n+1。通过研究糖原磷酸化酶（糖原降解的关键调节酶）的结构和功能，已经对糖原降解进行了大量研究。另一方面，对糖原合成的结构知之甚少，糖原合成是糖原合成的关键调节酶。然而，来自根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）的糖原合酶的晶体结构已经在2.3A分辨率下测定在其不对称形式中，糖原合酶被发现为二聚体，其单体由两个Rossmann折叠结构域组成。除其他外，这种结构特性与相关酶共享，例如糖原磷酸化酶和其他糖基转移酶。
GT-B超家族最近对酿酒酵母（酵母）糖原合酶晶体结构的表征揭示了二聚体实际上可以相互作用形成四聚体。具体地，亚基间相互作用由α15/16螺旋对介导，在二聚体的另一组合中的二聚体和亚基之间的活性位点的一个组合中的亚基之间形成变构位点。由于真核糖原合酶的结构在物种中是高度保守的，因此糖原合成酶也可能在人类中形成四聚体。糖原合酶可分为两大类蛋白质家族。
个家族（GT3）来自哺乳动物和酵母，大约80kDa，使用UDP-葡萄糖作为糖供体，并受磷酸化和配体结合调节。第二个家族（GT5）来自细菌和植物，大约50 kDA，使用ADP-葡萄糖作为糖供体，并且是不受管制的。糖原合成酶催化的转化葡糖（GLC）部分的尿苷二磷酸葡萄糖（UDP-GLC）成葡萄糖通过α（1→4）被纳入糖原糖苷键。
然而，由于糖原合酶需要寡糖引物作为葡萄糖受体，它依赖于糖原蛋白来启动从头糖原合成。在最近对转基因小鼠的研究中，糖原合成酶的过表达和磷酸酶的过度表达都导致糖原储存水平过高。这表明糖原合酶在调节糖原/葡萄糖水平中起重要的生物学作用，并且通过去磷酸化激活。
研究应用[8][9]
Phospho-Glycogen synthase 1(Ser641)Rabbit Monoclonal Antibody（磷酸糖原合成酶1（SER641）兔单克隆抗体）可用于研究GYS1基因的突变与0型糖原贮积病相关性。
在人类中，严格控制葡萄糖摄取和利用的缺陷也与糖尿病和高血糖有关。由于胰岛素刺激的糖原合成受损和糖原分解的抑制，患有2型糖尿病的患者通常表现出低糖原储存水平。胰岛素通过抑制糖原合成酶激酶或/和激活蛋白磷酸酶1（PP1）以及其他机制来刺激糖原合成酶。哺乳动物在摄入过量葡萄糖以后会在胰岛素作用下合成糖原储存起来,从而能够维持血糖在正常水平,可以避免由高血糖引起的葡萄糖毒性危害。
在哺乳动物体内,以肝脏和骨骼肌中的糖原储存最为丰富,其中骨骼肌组织能够利用利用大部分的餐后血糖。糖原合成酶1是由Gys1基因编码的,在肌肉中催化动物体肌糖原合成,是肝脏糖原合成酶GYS2的同工酶。为了探究食果蝙蝠中的Gys1基因是否会因高碳水化合物饮食而引发适应性进化,我们同食虫蝙蝠的六个支系进行了比较,通过分子克隆技术测序研究得到了10个蝙蝠物种的Gys1基因的编码序列,这其中囊括了2个旧大陆果蝠物种(狐蝠科)和1个新大陆果蝠物种(叶口蝠科)。
又通过一系列的分子进化分析方法,对Gys1基因编码序列在实验涉及的10种蝙蝠和8种哺乳动物外群物种中的进化情况进行了研究,结果表明,在旧大陆果蝠祖先支和新大陆果蝠的大食果蝠(Artibeus lituratus)上并没有发现Gys1基因编码序列的正选择,但是经祖先序列重建发现了一个氨基酸平行进化位点(T395A),进一步检测发现该位点是由自然选择而非随机突变造成的。我们的结果为食果蝙蝠高糖饮食对糖代谢相关基因的适应性进化提供了进一步的分子生物学证据。
参考文献
[1] Buchbinder JL,Rath VL,Fletterick RJ(2001)."Structural relationships among regulated and unregulated phosphorylases".Annu Rev Biophys Biomol Struct.30(1):191–209.doi:10.1146/annurev.biophys.30.1.191.PMID 11340058.
[2] Buschiazzo A,Ugalde JE,Guerin ME,Shepard W,Ugalde RA,Alzari PM(2004)."Crystal structure of glycogen synthase:homologous enzymes catalyze glycogen synthesis and degradation".EMBO J.23(16):3195–205.doi:10.1038/sj.emboj.7600324.PMC 514502.PMID 15272305.
[3] Coutinho PM,Deleury E,Davies GJ,Henrissat B(2003)."An evolving hierarchical family classification for glycosyltransferases".J.Mol.Biol.328(2):307–17.doi:10.1016/S0022-2836(03)00307-3.PMID 12691742.
[4] Palm,DC;Rohwer,JM;Hofmeyr,JH(January 2013)."Regulation of glycogen synthase from mammalian skeletal muscle--a unifying view of allosteric and covalent regulation".The FEBS Journal.280(1):2–27.doi:10.1111/febs.12059.PMID 23134486.
[5] Roach PJ(2002)."Glycogen and its Metabolism".Curr Mol Med.2(2):101–20.doi:10.2174/1566524024605761.PMID 11949930.
[6] Ball SG,Morell MK(2003)."From bacterial glycogen to starch:understanding the biogenesis of the plant starch granule".Annu Rev Plant Biol.54(1):207–33.doi:10.1146/annurev.arplant.54.031902.134927.PMID 14502990.
[7] Saltiel AR(2001)."New perspectives into the molecular pathogenesis and treatment of type 2 diabetes".Cell.104(4):517–29.doi:10.1016/S0092-8674(01)00239-2.PMID 11239409.
[8] Orho M,Bosshard NU,Buist NR,Gitzelmann R,Aynsley-Green A,Blümel P,Gannon MC,Nuttall FQ,Groop LC(August 1998)."Mutations in the liver glycogen synthase gene in children with hypoglycemia due to glycogen storage disease type 0".The Journal of Clinical Investigation.102(3):507–15.doi:10.1172/JCI2890.PMC 508911.PMID 9691087.
[9] 翼手目蝙蝠糖原合成酶基因Gys1分子进化研究[D].方璐.华东师范大学.2015