近期，江南大學(xué)生物工程學(xué)院高曉冬教授團(tuán)隊(duì)在利用釀酒酵母孢子固定化酶技術(shù)催化合成人源寡糖方面取得了重要進(jìn)展，研究成果“Spore-Encapsulating Glycosyltransferase Catalysis Tandem Reactions: Facile Chemoenzymatic Synthesis of Complex Human Glycans”正式發(fā)表于ACS Catalysis （2022, 12, 3181-3188，IF = 13.084）（https://doi.org/10.1021/acscatal.1c05630）。

 

　　唾液酸-半乳糖結(jié)構(gòu)（Sia-Gal）是寡糖中最豐富的末端修飾單元，廣泛存在于生物體內(nèi)的糖綴合物和游離糖鏈中，在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞間相互作用等方面發(fā)揮著重要功能。唾液酸結(jié)構(gòu)存在與否顯著影響寡糖的生物學(xué)特性和活性，并被認(rèn)為與一些病理現(xiàn)象有關(guān)。為了系統(tǒng)研究Sia-Gal結(jié)構(gòu)在寡糖中發(fā)揮的功能和生物學(xué)作用，開(kāi)發(fā)一種簡(jiǎn)便高效的大量獲取末端Sia-Gal結(jié)構(gòu)的人源寡糖的方法具有非常重要的意義。釀酒酵母孢子作為一種新型的天然載體，因其獨(dú)特的孢子壁結(jié)構(gòu)被應(yīng)用于酶的固定化研究。但目前為止，未見(jiàn)有利用釀酒酵母孢子固定化酶技術(shù)合成人源寡糖的研究報(bào)道。

 

　　高曉冬教授團(tuán)隊(duì)采用釀酒酵母孢子固定化酶策略，將兩種唾液酸轉(zhuǎn)移酶（ST）分別同一種半乳糖基轉(zhuǎn)移酶（GalT）共同封裝于釀酒酵母孢子表面，成功制備了兩種含有GalT和ST的釀酒酵母孢子膠囊。利用這兩種孢子膠囊，通過(guò)串聯(lián)反應(yīng)大量制備了包括人乳寡糖（3'SL和6'SL）、N-聚糖生物標(biāo)記物（ALG1-CDG生物標(biāo)記物）、Core M1 O-Man聚糖、Core 3 O-GalNAc聚糖在內(nèi)的一系列含有末端Sia-Gal結(jié)構(gòu)的天然低聚糖，同時(shí)成功實(shí)現(xiàn)了包含有近期在SARS-CoV-2病毒S蛋白受體結(jié)合域中鑒定出的兩種帶有單唾液酸或雙唾液酸結(jié)構(gòu)的Core 2 O-GalNAc聚糖文庫(kù)的系統(tǒng)制備。孢子酶固定化技術(shù)操作簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，可以進(jìn)一步推廣到用于合成復(fù)雜寡糖的其它糖基轉(zhuǎn)移酶的固定化研究。

 

　　王寧副研究員和高曉冬教授為論文的共同通訊作者，18級(jí)博士研究生晁強(qiáng)為論文的第一作者。上述研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（21778023；21807048；31971216和22077053），山東省科技創(chuàng)新重大專(zhuān)項(xiàng)（2019JZZY011006），糖化學(xué)與生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題（KLCCB-KF202101），生物工程學(xué)院青年人才托舉工程等項(xiàng)目資助。