Metabolism of Vertebrate Amino Sugars with N-Glycolyl Groups
Notice bibliographique
Résumé
The outermost positions of mammalian cell-surface glycans are predominantly occupied by the sialic acids N-acetylneuraminic acid (Neu5Ac) and N-glycolylneuraminic acid (Neu5Gc). To date, hydroxylation of CMP-Neu5Ac resulting in the conversion into CMP-Neu5Gc is the only known enzymatic reaction in mammals to synthesize a monosaccharide carrying an N-glycolyl group. In our accompanying paper (Bergfeld, A. K., Pearce, O. M., Diaz, S. L., Pham, T., and Varki, A. (2012) J. Biol. Chem. 287, jbc.M112.363549), we report a metabolic pathway for degradation of Neu5Gc, demonstrating that N-acetylhexosamine pathways are tolerant toward the N-glycolyl substituent of Neu5Gc breakdown products. In this study, we show that exogenously added N-glycolylgalactosamine (GalNGc) serves as a precursor for Neu5Gc de novo biosynthesis, potentially involving seven distinct mammalian enzymes. Following the GalNAc salvage pathway, UDP-GalNGc is epimerized to UDP-GlcNGc, which might compete with the endogenous UDP-GlcNAc for the sialic acid biosynthetic pathway. Using UDP-N-acetylglucosamine 2-epimerase/N-acetylmannosamine kinase-deficient cells, we confirm that conversion of GalNGc into Neu5Gc depends on this key enzyme of sialic acid biosynthesis. Furthermore, we demonstrate by mass spectrometry that the metabolic intermediates UDP-GalNGc and UDP-GlcNGc serve as substrates for assembly of most major classes of cellular glycans. We show for the first time incorporation of GalNGc and GlcNGc into chondroitin/dermatan sulfates and heparan sulfates, respectively. As demonstrated by structural analysis, N-glycolylated hexosamines were found in cellular gangliosides and incorporated into Chinese hamster ovary cell O-glycans. Remarkably, GalNAc derivatives altered the overall O-glycosylation pattern as indicated by the occurrence of novel O-glycan structures. This study demonstrates that mammalian N-acetylhexosamine pathways and glycan assembly are surprisingly tolerant toward the N-glycolyl substituent.
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».