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Nature Chemistry(IF=22):中国科学院上海生物科学研究所Li, Tiehai- 综合化学酶合成硫酸化神经节苷脂糖库破译功能性磺糖和唾液糖

论论资讯 | 2024-06-07 332热度

Nature Chemistry

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Integrated chemoenzymatic synthesis of a comprehensive sulfated ganglioside glycan library to decipher functional sulfoglycomics and sialoglycomics

Xu Zhuojia; Liu Yating; Liu Jialin; Ma Wenjing; Zhang Zhumin; Chapla Digantkumar G; Wen Liuqing; Moremen Kelley W; Yi Wen; Li Tiehai

Published:2024-06-06
DOI:10.1038/s41557-024-01540-x

研究背景

在当今的生物医学研究中,神经节苷脂糖(Ganglioside glycans)因其广泛的生物学功能和对多种疾病过程的影响而备受关注。这些复杂的生物分子通过其唾液酸化和硫酸化的多样性,展现出丰富的结构复杂性和多样性,进而影响蛋白质-碳水化合物相互作用。然而,由于缺乏明确的结构定义,对这些糖类的生物学角色的深入理解受到了限制。

研究内容

本研究在《Nature Chemistry》上发表,报告了一种创新的集成化学酶法策略,用于快速和系统地合成一个包含65种不同结构的神经节苷脂糖库,覆盖了所有可能的硫酸化和唾液酸化模式。该策略依赖于三个常见的唾液酸化前体的模块化组装,通过高度立体选择性的迭代唾液酸化、模块化位点特异性硫酸化以及通过三个唾液酸转移酶模块和一个半乳糖苷酶模块的酶催化多样化。这些多样化的神经节苷脂糖使得能够使用高通量糖微阵列技术探索其结构-功能关系,揭示了这些糖类上不同的硫酸化和唾液酸化模式对其独特的结合特异性的调节作用。

研究意义

本研究的创新点在于开发了一种高效的综合化学酶法合成策略,极大地扩展了神经节苷脂糖的结构多样性,为深入研究其生物学功能提供了强大的工具。此外,该研究不仅推动了硫糖组学和唾液糖组学的发展,还为理解糖类在疾病中的作用提供了新的视角,有望在未来的药物设计和疾病治疗中发挥重要作用。 通过这项研究,我们不仅增进了对神经节苷脂糖结构与功能的理解,也为相关疾病的诊断和治疗提供了新的思路和方法。

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