β-N-乙酰氨基葡萄糖（O- GlcNAc）對絲氨酸和蘇氨酸的修飾發(fā)生在多種核蛋白和胞質蛋白，包括轉錄因子、細胞骨架蛋白、癌基因和激酶等。迄今為止，已經發(fā)現(xiàn)超過600種蛋白質被O- GlcNAc修飾。
O-GlcNAc修飾蛋白參與的生物過程包括：核苷酸代謝（例如胸苷激酶），糖代謝（如葡萄糖6磷酸酶），代謝調控（如AMPK），細胞生長和維持（如MYC、Sp1），DNA損傷反應，細胞內轉運，轉錄（如RNA聚合酶II）和翻譯（如eIF-5）。
O-GlcNAc的合成通過己糖胺生物合成途徑（HBP）進行，利用葡萄糖、乙酰輔酶A、谷氨酰胺和UTP產生UDP-GlcNAc。雖然只有大約2-3%的果糖-6-磷酸進入HBP，但它可以反映細胞的營養(yǎng)狀況，從而用于相應調節(jié)。
O-GlcNAc修飾是可逆的，稱為己糖胺循環(huán)（Hexosamine Cycling）。負責添加糖基（O-GlcNAcylation）的酶是O-GlcNAc轉移酶（OGT），去除糖基的酶是β-N-乙酰氨基葡糖苷酶（O-GlcNAcase，OGA）。由于OGA基因最初是作為腦膜瘤表達的抗原5基因而分離的，因此也被稱為MGEA5基因。
己糖胺循環(huán)能夠可逆調節(jié)靶蛋白活性，起到類似可逆磷酸化調節(jié)的作用，所以也稱為己糖胺信號通路（Hexosamine (O-GlcNAc) Signaling）。此通路對于生存是必不可少的，其缺陷往往導致嚴重疾病甚至胚胎致死。
己糖胺通路與營養(yǎng)響應有關，所以對于營養(yǎng)感應疾?。ɡ?型糖尿病和神經退行性疾?。┯兄匾绊憽＠缂禾前吠房梢哉{節(jié)胰島素信號傳導，與高血糖、高胰島素情況下的胰島素抵抗關系密切。
在正常情況下，OGT位于細胞核內。而當胰島素長時間作用后，部分OGT移位到質膜，與PIP3結合。OGT在膜上被胰島素受體激活，糖基化多種關鍵分子，包括IRS-1、p85 / p110、PDK1、AKT和FOXO等，從而改變胰島素信號。
IRS-1的修飾導致其磷酸化改變，活性降低，減少與p85的相互作用，造成GSK3β，F(xiàn)OXO和AS160的磷酸化降低。GSK3β磷酸化減少導致糖原合成減少。FOXO磷酸化降低（及其己糖胺修飾增加）導致糖異生增加。AS160磷酸化減少導致GLUT4易位的減少，降低葡萄糖攝取。總體來說，這些修飾導致胰島素信號被抑制。
己糖胺通路還可以調節(jié)細胞的凋亡和分裂等過程。例如，p53的Ser149被O-GlcNAc修飾可以防止Thr155的磷酸化，抑制其泛素化降解，提高p53的穩(wěn)定性。有報道稱視網膜周細胞（pericytes）在高血糖情況下因p53的己糖胺修飾而促進凋亡，與糖尿病引起的視網膜病變相關。
O-GlcNAc修飾還可以通過調節(jié)鈣調蛋白依賴性蛋白激酶IV（CaMKIV）的磷酸化來調節(jié)細胞分裂。在基礎狀態(tài)下，CaMKIV在Ser189處被O-GlcNAc修飾，但是在離子霉素刺激下，Ser189 O-GlcNAc降低，使Thr200磷酸化顯著升高，從而被激活。
O-GlcNAc修飾還可以調控氧化應激信號通路，參與基因表達的表觀遺傳學調控，參與腫瘤等病理過程等等。
參考文獻：
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