唾液酸普遍存在于各類聚糖中，通常與半乳糖、N-乙酰半乳糖胺或其他唾液酸殘基連接，構(gòu)成糖結(jié)合蛋白的配體。另外，在人乳寡糖（HMO, 如 DSLNT）和腫瘤相關(guān)糖綴合物中存在一種非典型唾液酸連接Neu5Aca2-6GlcNAc。其中DSLNT 被發(fā)現(xiàn)在預(yù)防壞死性小腸結(jié)腸炎（NEC）方面有顯著效果。NEC常見于早產(chǎn)兒中，致死率高達(dá)80%。因此，研究含有這類非典型唾液酸連接的HMO顯得尤為重要。然而它們和糖結(jié)合蛋白（如免疫相關(guān)的Siglec等）的相互作用以及相應(yīng)的生物學(xué)作用尚不清楚。佐治亞州立大學(xué)李磊課題組首次系統(tǒng)性的合成了相關(guān)的HMO，并利用糖芯片技術(shù)對(duì)它們的結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系進(jìn)行探索，揭示出了多個(gè)Siglecs 對(duì)此非典型連接廣泛而獨(dú)特的識(shí)別。
化學(xué)合成寡糖步驟繁瑣，而目前沒有發(fā)現(xiàn)專門用于合成非典型唾液酸連接Neu5Aca2-6GlcNAc的糖基轉(zhuǎn)移酶，限制了酶法合成此類寡糖上的應(yīng)用。作者首先研究了人體六種ST6GalNAcT能否合成此類唾液酸連接，驚喜的發(fā)現(xiàn)至少4種ST6GalNAcT具備這種功能，而以ST6GalNAc6活性最強(qiáng)，底物適應(yīng)性最廣泛。利用此酶以及其他糖基轉(zhuǎn)移酶模塊，作者系統(tǒng)性的合成了DSLNT和相關(guān)HMO。 Siglecs 或其他作用于唾液酸的糖結(jié)合蛋白可能在 DSLNT 和其他人乳寡糖介導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)中充當(dāng)受體，其中非典型唾液酸連接起到關(guān)鍵作用。作者將這些具有非典型唾液酸連接的人乳寡糖打印在NHS酯活化玻片上，創(chuàng)建獨(dú)特的HMO糖芯片用于研究糖結(jié)合蛋白和它們的相互作用。結(jié)果表明，人的Siglec-1, 3, 5, 7, 9, 15和小鼠的Siglec-E, F廣泛識(shí)別此類寡糖，且表現(xiàn)出顯著差別。其中Siglec-1, 3, 5, 9, F需要遠(yuǎn)端Gal殘基上額外的唾液酸，而這種修飾會(huì)阻礙或削弱與 Siglec-7 和 E 的結(jié)合。另外，Siglec-5 和 15識(shí)別所有具有 Neu5Aca2-6GlcNAc 連接的寡糖。結(jié)合前期報(bào)道，作者初步確定 Siglec-1、3、9 或 F 為潛在的 DSLNT 受體，為旨在防治 NEC 的進(jìn)一步研究和潛在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用提供了啟示。此報(bào)道填補(bǔ)了唾液酸苷于蛋白相互作用的空白，為大量合成相關(guān)人乳寡糖用于奶粉功能添加物提供了技術(shù)基礎(chǔ)。 論文信息 Enzymatic Synthesis of Disialyllacto-N-Tetraose (DSLNT) and Related Human Milk Oligosaccharides Reveals Broad Siglec Recognition of the Atypical Neu5Acα2-6GlcNAc Motif Shumin Bao, Tangliang Shen, Mohammad Hossein Shabahang, Guitao Bai, Lei Li Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202411863
