Analytical Chemistry:糖基化肽支架用于糖链适配体的高效筛选

生物医药技术 疾病诊断技术
秦川    2021-01-07    269

  背景介绍

  蛋白质的糖基化是一种常见且复杂的翻译后修饰。异常的糖基化与许多疾病的发生和发展密切相关,如癌症、炎症及帕金森等。特征的糖链结构既可作为有价值的生物标志物用于疾病诊断,也可以作为治疗靶点用于药物研发。因此开发聚糖特异性识别制剂意义重大。

  目前,凝集素和抗体是识别糖链的主要试剂。然而,凝集素的亲和力低(解离常数通常为mM到μM)且特异性不足(交叉反应性高),而抗体的制备也受限于聚糖的结构同源性和低免疫源性。适配体是一类能以高亲和力与目标分子特异性结合的单链DNA/RNA寡核苷酸序列,有潜力用于解决上述问题,但它的筛选通常需要聚糖纯品来作为靶标。然而,很多糖链,特别是具有复杂结构的糖链,难以通过化学合成,且很少能够商品化获得,从而严重阻碍了糖链适配体的筛选。

  近期,南京大学刘震教授课题组报道了一种基于分子印迹聚合物(MIP)的指数富集的配基系统进化技术(SELEX)平台用于糖链适配体高效筛选的新方法。相关成果以“Efficient Screening of Glycan-Specific Aptamers Using a Glycosylated Peptide as a Scaffold”为题发表在国际化学权威杂志Analytical Chemistry上。

  (DOI: 10.1021/acs.analchem.0c03675)

  研究主要介绍

  该方法的基本原理如图1所示,以糖蛋白作为糖链来源,经胰蛋白酶酶切可获得含有目标糖链的糖肽,随后,利用肽段印迹的磁纳米粒子(MNPs)进行萃取,将得到的糖肽用于适配体的正向筛选。同时,为了去除结合非糖部位的适配体,引入不含糖链的肽段作为靶标进行反向筛选,交替的正反筛过程可引导糖链适配体的定向进化筛选。该方法避免了繁琐的聚糖制备过程,并允许天然聚糖固有的柔性构象得到良好暴露,开辟了一种新的方式用于糖链适配体的筛选的道路。

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  小结

  本工作中,作者开发了一种新型SELEX方法用于糖链适配体的高效筛选。通过利用肽段印迹的MNPs平台,将天然糖肽作为靶标用于正向筛选,而具有相同氨基酸序列的非糖肽用于反筛,展示了该方法用于筛选糖链适配体的可行性。该方法可方便地扩展到其它糖链适配体筛选,只要能找到一个合适的糖蛋白具有已知的肽序列和糖信息,即可作为靶标糖链的来源。因此,这种新的SELEX方法对于筛选针对有价值的复杂糖链识别适配体具有广阔的前景。

  关于作者

  文章的第一作者李薇为南京大学化学化工学院博士研究生。

  通讯作者刘震为南京大学化学化工学院教授,博士生导师,国家杰出青年基金获得者。

  课题组网址http://hysz.nju.edu.cn/liuzhen/

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