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中科院大连化物所 |
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提出基于动态共价化学精确捕获唾液酸糖链新策略 |
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基于动态共价化学精确捕获唾液酸糖链的新策略
近日，中科院大连化物所研究员卿光焱与研究员梁鑫淼团队提出了一种全新的基于席夫碱水解的动态共价化学方法，实现了对唾液酸糖链的精确捕获。相关研究成果发表于《美国化学会志》。
糖链在细胞膜表面分布众多，如同一层“糖被”覆盖在细胞表面，参与并调节一系列生物过程，包括细胞信号传导和细胞增殖等。唾液酸通常位于糖链的最外端，这种特殊的位置及其广泛分布性，使得唾液酸糖链在病毒感染，免疫响应，癌症的发生、发展等过程中发挥着至关重要的作用。唾液酸糖链的异常表达是多种肿瘤发生、发展的标志。迄今为止，20多种糖蛋白已被批准作为临床癌症标记物，并且其中大部分为唾液酸化糖蛋白。另外，唾液酸糖链在人类病毒的免疫应答和感染中也发挥着重要作用。例如，细胞表面特定的唾液酸糖链可介导流感病毒和冠状病毒（MERS-CoV）的进入，使得这些病毒逃脱免疫监视。然而，唾液酸糖链的鉴定及分析异常复杂，迫切需要全新、高效的材料学体系支撑，以攻克复杂生物样本中唾液酸糖肽富集和分离的难题，推动糖蛋白组学的全面发展。
研究人员基于动态共价化学的方法，实现了精确捕获唾液酸糖链。新策略与传统的静态亲合策略不同，巧妙地利用了席夫碱中存在的动态共价化学键，使席夫碱水解产物与唾液酸糖链形成稳定的复合物。所开发的材料对唾液酸糖肽展现出优异的富集选择性，吸附容量高，富集回收率好，达到了唾液酸糖肽富集领域的较高水平。这为生物化学家提供了一种新颖、有力的策略，可用于精确捕捉与癌症和免疫疾病发生密切相关的糖链信息。另一方面，该材料易于水解的特性，改变了科研人员对传统富集材料必须具备良好化学稳定性的认知。更重要的是，研究人员发现席夫碱水解反应背后隐藏的一个有趣的现象，席夫碱“自牺牲”水解后与唾液酸糖链发生高选择性的结合，同时水解脱落部分发生了有序自组装，共同促进整个反应的发生。该研究展现了动态共价化学在糖蛋白组学和生物分子传感领域的独特优势。
研究人员开发的这种动态共价化学方法，在糖蛋白组学和糖生物学领域具有较好的应用前景。使用该方法，可以从复杂的生物样品中有效地捕获到更多新的唾液酸糖肽和唾液酸化位点，从而加深对相关的细胞生物学事件的认识，为后续发现新的疾病生物标记物和药物靶点，以及开发抗病毒药物或疫苗打下了基础。
相关论文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.0c01970
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