引言
糖類結(jié)合蛋白(CBPs)是醫(yī)學(xué)和生物學(xué)研究的熱點。多價作用對于高親和力的相互作用是重要的，其中幾個多分別糖結(jié)合到CBP中的幾個結(jié)合口袋上。宿主?病原體識別、細胞粘附和細胞信號傳遞都是由糖類-蛋白相互作用介導(dǎo)的。因此，設(shè)計或發(fā)現(xiàn)能如實地模擬或中斷與糖類結(jié)合蛋白(CBPs)相互作用的糖類結(jié)構(gòu)在醫(yī)學(xué)上具有潛在的廣泛應(yīng)用，包括疫苗的開發(fā)、免疫調(diào)節(jié)劑的開發(fā)、診斷和抗癌及其它疾病的抗粘連藥物的開發(fā)。 成果簡介 最近，美國布蘭迪斯大學(xué)化學(xué)系Isaac J. Krauss教授課題組在《Journal of the American Chemical Society》上發(fā)表了題為“Directed Evolution of 2＇-Fluoro-Modified, RNA-Supported Carbohydrate Clusters That Bind Tightly to HIV Antibody 2G12”的研究論文。該團隊通過使用點擊化學(xué)將糖連接到DNA序列庫來實現(xiàn)HIV抗體2G12的碳水化合物的定向進化，他們將這種技術(shù)稱為SELMA(Selection with Modified Aptamers)。在該篇文章中，他們開發(fā)了一種通過定向進化來設(shè)計多價碳水化合物簇配體的新平臺，其中血清穩(wěn)定的2＇-氟代修飾RNA(F-RNA)骨架進化為以最佳簇呈現(xiàn)多糖。并通過從約1013的序列庫中選擇和具有13 nM-36 nM親和力的廣泛抗體2G12結(jié)合的寡核苷酸（MAN9）糖鏈簇來驗證該平臺的可行性。 圖文解讀 示意圖1：文庫構(gòu)建。(a) 捕獲SELMA體系結(jié)構(gòu)，(b) 低聚甘露糖的結(jié)構(gòu)，(c) 捕獲SELMA的循環(huán)過程：先將捕獲鏈退火和DNA模板鏈進行部分雜交（B），隨后進行延伸產(chǎn)生雙鏈DNA模板（C），然后將一種“捕獲鏈封閉劑”與大多數(shù)捕獲鏈雜交（D），轉(zhuǎn)錄出F-RNA（E），并且被捕獲鏈5‘端的互補序列區(qū)域上捕獲（F），通過糖基化作用得到F-RNA文庫后用PCR擴增。 示意圖2：2‘-脫氧-2’-氟(5-乙炔基)尿苷三磷酸的合成路線 圖1：碳水化合物簇配體的設(shè)計策略。(a)合理設(shè)計或試錯通常會導(dǎo)致中μM到高nM結(jié)合親和性。(b)在我們的方法中，呈現(xiàn)在極其多樣化的約1013修飾的F-RNA支架庫上的碳水化合物簇受到選擇。對這個巨大的結(jié)構(gòu)空間進行采樣，可以產(chǎn)生具有潛在的高度優(yōu)化的低納米結(jié)合親和力的簇。 圖2：每輪選擇的文庫分?jǐn)?shù)結(jié)合和克隆頻率。(a) 在選擇條件下結(jié)合的文庫百分比，用qPCR定量。(b) 監(jiān)控文庫適合性的控制條件：結(jié)合到恒定150 nM 2G12的百分比，并且用qPCR定量。(c) 最后六輪選拔的克隆頻率。 圖3：利用結(jié)合數(shù)據(jù)預(yù)測克隆15F1和15F3以及突變序列的折疊。(a) 克隆15F1和15F3的過濾結(jié)合曲線(左)和qPCR結(jié)合曲線(右)。(b) 15F3突變體1結(jié)合(qPCR法)。(c) 15F1 RNA折疊-預(yù)測結(jié)構(gòu)。綠色U=修飾尿苷，尿苷5位具有低聚甘露糖-環(huán)己基三唑。(d) 15F3 RNAFold-預(yù)測結(jié)構(gòu)。(E)結(jié)合數(shù)據(jù)和序列。 圖4：凝膠純化的15F3和穩(wěn)定的莖突變體的過濾結(jié)合。(a) 15F3粗品、熱復(fù)性、凝膠純化、15F3-M1-Mod凝膠的過濾結(jié)合曲線。(b) 15F3-M1的長莖突變體預(yù)測了二級結(jié)構(gòu)。 綜上所述，本文介紹了進化糖鏈修飾的2‘-氟RNA碳水化合物簇配體的選擇方法，來開發(fā)了一種捕獲SELMA方法。該方法能夠?qū)⒐丫鄹事毒厶浅尸F(xiàn)在一個簇中，從而導(dǎo)致與碳水化合物結(jié)合抗體2G12的非常緊密的結(jié)合。這種選擇方法適用于發(fā)現(xiàn)含有其他修飾的F-RNA適配子，適合與不同的靶結(jié)合 https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.1c03194 1998.8-2003.9：在非對映和對映選擇性過渡金屬催化反應(yīng)方面的研究生工作顧問，哥倫比亞大學(xué)。 2004.1-2008.6：NIH從事碳水化合物疫苗和天然產(chǎn)物合成的博士后研究員 2008.7-至今：羅氏生物科學(xué)助理教授，布蘭迪斯大學(xué)化學(xué)系教授。 編輯：章振華 審核：謝玄 推送：胥奔鋒
