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糖生物学与生物技术研究室
  2015-08-05  

组长简介
课题组长: 关锋教授,博士生导师
电 话: 0510-85918126
Email: fengguan@jiangnan.edu.cn
Address: 江南大学生物工程学院A321
本课题组主要研究糖蛋白、糖链、糖脂以及相关糖基转移酶的生物学功能。欢迎有志于生物医学基础的学生报考本课题组。
课题组网站:http://glycolab.jiangnan.edu.cn


    工作经历:
2011.09-至今 江南大学生物工程学院 教授
2010.08-2011.09 美国西北太平洋研究所;华盛顿大学(西雅图)病理学系 研究员
2007.04-2010.08 美国西北太平洋研究所;华盛顿大学(西雅图)病理学系 博士后


    教育背景:
2001.09-2007.01 中国农业大学微生物系,微生物专业,理学博士
1997.09-2001.07 西北大学生命科学学院,生物化学专业,理学学士


    学术兼职:
中国微生物学会会员
中国生物工程学会会员
中国生物工程学会糖生物工程专业委员会委员
中国农业生物技术学会微生物技术分会理事
美国糖生物学会会员


    主要研究内容、目标及进展
以哺乳动物细胞为模型,研究糖脂、糖蛋白、糖基转移酶以及糖苷酶的分子调控机制,糖脂对细胞增殖、黏附和迁移的影响,糖脂抑制生长因子受体激活及信号通路的机制,糖基化修饰对蛋白功能的影响,糖脂和糖蛋白在疾病和癌症中的表达异常及生物学功能,糖脂的分离和鉴定等。
主要科研项目:
1.糖鞘脂是由多个单糖与脑酰胺(ceramide)单位连接构成的,脑酰胺由神经鞘氨醇(sphingosine)和长链脂肪酸组成(图1, Hakomori, PNAS,2001)。本课题组着力于阐明糖脂分子GM3抑制EGFR、PDGFR等生长因子受体激活的具体作用机制;研究Gg4如何巩固E-钙黏蛋白/ 连锁蛋白复合体,以及维持细胞粘附和抑制细胞迁移的作用机制。




2. 关键糖基转移酶/糖苷酶在肿瘤发生发展过程中的生物学作用
以催化生成平分型N-糖链的N-乙酰氨基葡萄糖转移酶3 (MGAT3)为研究对象,鉴定乳腺癌发生和发展过程中平分型N-糖链所附着的蛋白,及该糖链对其功能的影响;分析EMT(上皮间质转化)过程中神经细胞粘附分子NCAM唾液酸化的表达和变化,分析多聚唾液酸转移酶PST和STX催化的多聚唾液酸链(PSA)如何影响神经细胞粘附分子NCAM功能,以及 NCAM及PSA-NCAM对EGFR等信号通路的影响。




3.肿瘤发生发展过程中的特征性糖链的筛选和鉴定
以乳腺癌、膀胱癌、舌癌、血液病等为研究对象,分析癌症患者的临床样本如血液、唾液及组织中糖链的表达差异,建立稳定同位素标记的糖链定量测定方法,以筛选具有特征性的糖链表达,并利用相应的细胞模型进行功能验证,为相关临床癌症的早期诊断及治疗提供坚实的科学依据。


    主要科研项目
1.糖鞘脂Gg4在上皮间质转化中的调控及功能研究
上皮间质转化是细胞胚胎发育和恶性肿瘤发展的一个重要过程。已报道的结果证明:小鼠乳腺上皮细胞NMuMG发生上皮间质转化时,糖鞘脂四糖基脑酰胺 Gg4(gangliotetraosylcera?mide)表达显著下降,而编码Gg4合成酶β1,4-半乳糖基转移酶-4(β3GalT4)的基因显著下调是Gg4表达下降的主要原因(PNAS, 2009, 106: 7461-7466; FASEB J, 2010, 24: 4889-4903)。实验表明Gg4可以通过巩固E-钙黏蛋白和beta-连锁蛋白形成的复合体,从而抑制细胞发生上皮间质转化。而Gg4如何具体调节细胞黏附,抑制细胞迁移仍不明确。此外,β3GalT4基因的表达在EMT过程中被调控也是亟需明确的问题。本研究拟通过研究糖鞘脂Gg4调节细胞黏附和细胞迁移的机理,明确糖鞘脂Gg4及其合成酶基因在转录水平上的调控机制,揭示Gg4在上皮间质转化中的调节性功能,课题的实施将为糖鞘脂分子在肿瘤预防和治疗中的应用提供一种新思路和药物作用新靶点。

2.多聚唾液酸酶STX和PST在上皮间质转化中的表达和调控
多聚唾液酸由ST8Sia II(STX)和ST8Sia IV(PST)两个唾液酸转移酶催化合成,通过N-连接糖苷键附着在神经细胞黏附分子(NCAM)上。NCAM的唾液酸化直接影响神经细胞迁移、轴突生长和突触的可塑性等。通过基因芯片技术分析小鼠乳腺上皮细胞NMuMG发生EMT时STX和PST的表达,与未处理组细胞相比,二者在mRNA水平上的倍性变化分别为8.61和-19.8,表达迥异(FASEB J, 2010, 24: 4889-4903)。拟分析EMT过程中NCAM唾液酸化的表达和变化,以及NCAM唾液酸化程度的不同对EMT的影响,并阐明STX和PST两种唾液酸转移酶表达和调控的分子机制。该课题将为理解多聚唾液酸及多聚唾液酸转移酶在肿瘤转移过程中的作用提供理论依据。

3.神经节苷脂GM3抑制表皮生长因子受体(EGFR)激活的研究
神经节苷脂GM3可以抑制EGFR的磷酸化,但其具体的作用机制仍不清楚。我们以中国仓鼠卵巢细胞株ldlD14为研究模型,构建EGFR过量表达的细胞株。通过控制培养基中半乳糖浓度,调节EGFR上N-连接聚糖末端结构,使末端N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)完全暴露,或使得这些GlcNAc被半乳糖覆盖。用EGF刺激细胞,发现N-连接聚糖的末端为GlcNAc时,外源添加神经节甘脂GM3更有效地抑制EGFR的磷酸化。证明GM3通过与N-连接聚糖的末端N-乙酰葡萄糖胺的互相作用抑制EGFR的激活 (Neurochemical Research. 2011, 36:1645-53)。我们将进一步寻找GM3与GlcNAc作用的直接证据,并通过基因突变,蛋白质谱分析,蛋白表达和结晶衍射等技术分析GM3与 EGFR作用的具体糖基化位点以及晶体结构的直接证据。


    研究队伍

    教师:杨刚龙 郭佳 刘昌梅
博士研究生: 谭增琦,王欣,卓定浩,庞星辰,国东,周岳,李士伟
硕士研究生: 徐晓强,周小满,张鑫,郭进,王正齐,张思捷,万婷,李鸿姣,王雯雯,武艳丽,王晨星,梁标,翟延红,王晓玲
发表文章 Publications Archive:
2015

    Feng Guan, Zengqi Tan, Xiang Li, Xingchen Pang, Yunlin Zhu, Dongliang Li, Ganglong Yang.  A lectin-based isolation/ enrichment strategy for improved coverage of N-glycan analysis. Carbohydrate Research, 2015. (IF=1.929)

    LU Wei, YANG Gang-Long, XUE Peng, LIU Chang-Mei, GUAN Feng. Quantitative Analysis of Integrin α6 in Bladder Cancer Cell Lines. Progress in Biochemistry and Biophysics, 2015. (IF=0.324)

    Li, S. W., Liu, C. M., Guo, J., Marcondes, A. M., Deeg, J., Li, X., Guan, F.. Iron overload induced by ferric ammonium citrate triggers reactive oxygen species-mediated apoptosis via both extrinsic and intrinsic pathways in human hepatic cells. Human & experimental toxicology, 2015. (IF=1.747)

    Ganglong Yang, Zhipeng Xu, Wei Lu, Xiang Li, Chengwen Sun, Jia Guo, Peng Xue , Feng Guan. Quantitative Analysis of Differential Proteome Expression in Bladder Cancer vs. Normal Bladder Cells Using SILAC Method. PLOS ONE, 2015. (IF=3.534)

    Xiang Li, Dongliang Li, Xingchen Pang, Ganglong Yang, H. Joachim Deeg, Feng Guan. Quantitative Analysis of Glycans, Related Genes, and Proteins in Two Human Bone Marrow Stromal Cell Lines using an Integrated Strategy. Experimental Hematology, 2015. (IF=2.806)

    Feng Guan, Xin Wang, Fa He. Promotion of Cell Migration by Neural Cell Adhesion Molecule (NCAM) Is Enhanced by PSA in a Polysialyltransferase-Specific Manner. PLOS ONE, 2015. (IF=3.534)

    Jia Guo, Yicheng Wang, Bo Song, Xin Wang, Ganglong Yang, Feng Guan. Identification and functional characterization of intracellular sialidase NeuA3 from Streptomyces avermitilis. Process Biochemistry, 2015. (IF=2.524)

    Jia Guo, Bo Song, Xiang Li, Chenhui He, Ganglong Yang, Feng Guan. Down-regulation of gangliotetraosylceramide (Gg4) and β3GalT4 gene expression by Smads during TGF-β-induced epithelial-mesenchymal transition. Molecular Medicine Reports. 2015, 11(3): 2241-2247. (IF=1.484)

    Ganglong Yang, Zengqi Tan, Wei Lu, Jia Guo, Hanjie Yu, Jingmin Yu, Chengwen Sun, Xiaowei Qi, Zheng Li, Feng Guan. Quantitative glycome analysis of N-glycan patterns in bladder cancer vs. normal bladder cells using an integrated strategy. Journal of proteome research. 2015 (IF=5.001)

    2014年
Zengqi Tan, Wei Lu, Xiang Li, Ganglong Yang, Jia Guo, Hanjie Yu, Zheng Li, Feng Guan. Altered N-glycan expression profile in epithelial-to-mesenchymal transition of NMuMG cells revealed by an integrated strategy using mass spectrometry and glycogene and lectin microarray analysis. J Proteome Res 2014, 13 (6), pp 2783–2795 (IF=5.056)
Jia Guo, Bo Song, Xiang Li, Chenhui He, Ganglong Yang, Feng Guan, Down-regulation of gangliotetraosylceramide (Gg4) and β3GalT4 gene expression by Smads during TGF-β-induced epithelial-mesenchymal transition. Molecular Medicine Reports. Accepted. (IF=1.17)
2013以前
1. Feng Guan, Kazuko Handa, Sen-itiroh Hakomori. Regulation of epidermal growth factor receptor through interaction of ganglioside GM3 with GlcNAc of N-linked glycan of the receptor: Demonstration in ldlD cells. Neurochemical Research. 2011, 36(9):1645-53. (IF=2.72)
2. Feng Guan, Lana Schaffer, Kazuko Handa, Sen-itiroh Hakomori. Functional Role of Gangliotetraosylceramide in Epithelial-to-Mesenchymal Transition Process Induced by Hypoxia and by TGFβ. The FASEB Journal 2010, 24 (12) 4889-4903. (IF=7.049)
3. Feng Guan, Kazuko Handa and Sen-itiroh Hakomori. Specific glycosphingolipids mediate epithelial-to-mesenchymal transition of human and mouse epithelial cell lines. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2009, 106 (18) 7461-7466. (IF=9.38)
4. Feng Guan, Kazuko Handa and Sen-itiroh Hakomori. Effects of glycosphingolipids on epithelial-mesenchymal transition of epithelial cell lines. Glycobiology. 2008.18(11):956-957. (IF=4.446)
5. Guan Feng, Zhao DeHua, Pan Miao, Jiang Wei and Li Jilun. Analysis of active sites for N2 and H+ reduction on FeMo-cofactor of nitrogenase. Chinese Science Bulletin. 2007. 52(15): 2088-2094. (IF=0.68)
6. Dehua Zhao, Feng Guan, Miao Pan, Jilun Li. “Different Roles of the Subunit Residue Histitine 194 and Glutamine 190 of MoFe Protein and Homocitrate of FeMoco in Catalysis of Klebsiella pneumoniae Nitrogenase.” Biological Nitrogen Fixation, Sustainable Agriculture and the Environment. Springer. 2005, 46.
7. Xiang L, Wei J, Jianbo S, Guili W, Feng G, Ying L. Purified and sterilized magnetosomes from Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1 were not toxic to mouse fibroblasts in vitro. Lett Appl Microbiol. 2007 Jul; 45(1):75-81. (IF=1.68)
8. Xiang L, Bin W, Huali J, Wei J, Jiesheng T, Feng G, Ying L. Bacterial magnetic particles (BMPs)-PEI as a novel and efficient non-viral gene delivery system. J Gene Med. 2007 Aug; 9(8):679-90. (IF=3.14)
专利申请 Patents:
关锋,郭佳,王宜成,杨刚龙. 一种金属离子耐受性、热稳定性和酸稳定性的唾液酸酶及其应用, 专利申请号:201410217540.5

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