纤维囊蛋白和纤维囊蛋白-L的O-甘露糖基化拓展了TMEM260对糖基化序列基序的选择性，并为SHDRA的肾脏和听觉表型提供了潜在联系

内质网（ER）中的蛋白质O-甘露糖基化调控细胞外蛋白的成熟与功能，但个体O-甘露糖基转移酶的底物谱及其生物学功能仍未得到充分阐明。TMEM260是一种定位于内质网的O-甘露糖基转移酶，可修饰免疫球蛋白样、plexin及转录因子（IPT）结构域。在本研究中，我们鉴定出由PKHD1和PKHD1L1分别编码的纤维囊蛋白（fibrocystin）和纤维囊蛋白-L（fibrocystin-L）是TMEM260介导的新型O-甘露糖基化蛋白。通过结合人类蛋白质组学数据集筛选，以及基于质谱分析对在TMEM260缺失的HEK293细胞中表达的IPT结构域进行分析，我们证明纤维囊蛋白和纤维囊蛋白-L的多个IPT结构域均可被TMEM260修饰。我们的研究结果拓展了已知的TMEM260底物要求，揭示其能够耐受显著的糖基化序列基序变异，并证明丝氨酸可作为IPT结构域中的替代性受体残基。在人类中，TMEM260的功能缺失变异可导致结构性心脏缺陷和肾脏异常（SHDRA）综合征，而纤维囊蛋白中的致病性变异可导致常染色体隐性多囊肾病（ARPKD）。值得注意的是，SHDRA和ARPKD患者具有重叠的肾脏表型，这提示TMEM260功能受损可能在表型上模拟纤维囊蛋白相关疾病的部分特征。鉴于纤维囊蛋白是TMEM260介导的O-甘露糖基化底物蛋白，这些发现提出了一种可能性，即TMEM260功能受损会导致纤维囊蛋白发生异常O-甘露糖基化，从而可能损害纤维囊蛋白的功能，并导致TMEM260突变患者中观察到的肾脏表型。为直接评估这种修饰的功能相关性，我们在分别回补野生型TMEM260或催化失活型TMEM260突变体的TMEM260缺失细胞中表达了重组纤维囊蛋白片段。此外，我们还研究了紧邻ARPKD相关患者突变L1407R羧基端的苏氨酸残基的O-甘露糖基化。值得注意的是，以患者相关的精氨酸残基取代亮氨酸L1407，完全 abolished 了相邻苏氨酸的O-甘露糖基化，表明这一疾病相关突变直接破坏了一个依赖TMEM260的O-甘露糖基化位点。综上，我们的研究确立了纤维囊蛋白和纤维囊蛋白-L是依赖TMEM260进行O-甘露糖基化的蛋白质，并揭示了一种潜在的分子机制，将TMEM260介导的O-甘露糖基化缺陷与SHDRA的肾脏表型联系起来；该表型与PKHD1相关ARPKD的肾脏表型存在重叠。

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🏷️ O-甘露糖基化 TMEM260糖基转移酶 纤维囊蛋白 PKHD1/PKHD1L1 SHDRA综合征 ARPKD