江南大学高晓冬教授团队在ACS Catalysis发表了孢子固定化糖基转移酶催化合成多种人源寡糖的研究成果

近期，江南大学生物工程学院高晓冬教授团队在利用酿酒酵母孢子固定化酶技术催化合成人源寡糖方面取得了重要进展，研究成果“Spore-Encapsulating Glycosyltransferase Catalysis Tandem Reactions: Facile Chemoenzymatic Synthesis of Complex Human Glycans”正式发表于ACS Catalysis (2022, 12, 3181−3188，IF = 13.084)。王宁副研究员和高晓冬教授为论文的共同通讯作者，18级博士研究生晁强为论文的第一作者。

唾液酸-半乳糖结构（Sia-Gal）是寡糖中最丰富的末端修饰单元，广泛存在于生物体内的糖缀合物和游离糖链中，在信号转导、细胞间相互作用等方面发挥着重要功能。唾液酸结构存在与否显著影响寡糖的生物学特性和活性，并被认为与一些病理现象有关。为了系统研究Sia-Gal结构在寡糖中发挥的功能和生物学作用，开发一种简便高效的大量获取末端Sia-Gal结构的人源寡糖的方法具有非常重要的意义。酿酒酵母孢子作为一种新型的天然载体，因其独特的孢子壁结构被应用于酶的固定化研究。但目前为止，未见有利用酿酒酵母孢子固定化酶技术合成人源寡糖的研究报道。

高晓冬教授团队采用酿酒酵母孢子固定化酶策略，将两种唾液酸转移酶（ST）分别同一种半乳糖基转移酶（GalT）共同封装于酿酒酵母孢子表面，成功制备了两种含有GalT和ST的酿酒酵母孢子胶囊。利用这两种孢子胶囊，通过串联反应大量制备了包括人乳寡糖（3'SL和6'SL）、N-聚糖生物标记物（ALG1-CDG生物标记物）、Core M1 O-Man聚糖、Core 3 O-GalNAc聚糖在内的一系列含有末端Sia-Gal结构的天然低聚糖，同时成功实现了包含有近期在SARS-CoV-2病毒S蛋白受体结合域中鉴定出的两种带有单唾液酸或双唾液酸结构的Core 2 O-GalNAc聚糖文库的系统制备。孢子酶固定化技术操作简单，环境友好，可以进一步推广到用于合成复杂寡糖的其他糖基转移酶的固定化研究。

图1 酿酒酵母孢子固定化酶胶囊催化合成人源寡糖

项目资助

上述研究得到了国家自然科学基金（21778023；21807048；31971216和22077053），山东省科技创新重大专项（2019JZZY011006），糖化学与生物技术教育部重点实验室开放课题（KLCCB-KF202101），生物工程学院青年人才托举工程等项目资助。

通信作者简介

高晓冬 教授

江南大学教授，博士生导师。1984年作为教育部派遣国费本科生赴日本留学，获得日本东京大学博士后，在日本和美国的高等科研院校从事教学、科研工作。曾先后担任过美国纽约州立大学助理教授，日本北海道帝国大学副教授、博士生导师和日本国立産業総合研究所糖鎖研究中心主任研究员。2011年底赴任江南大学，现任糖化学与生物技术教育部重点实验室主任。

多年来从事细胞分子生物学和生物化学的研究，专业领域主要是针对“糖类物质”的细胞生物学，化学生物学以及细胞工程等的研究。尤其在真核细胞蛋白质糖N-基化修饰及相关领域取得了系统性研究进展，发现和克隆过多种糖基转移酶和核苷酸糖转运体和相关基因。课题组主要研究课题如下：（1）真核细胞多萜醇寡糖（DLO）生物合成途径糖基转移酶及其调控机制分子生物学研究；（2）以真核细胞N-糖基化途径为模板，利用固相寡糖酶合成等化学生物学手法，在体外实现定向构建人源化糖链（生物标记物）结构；（3）利用基因改造和调控等细胞生物工程技术设计和构建细胞（酵母以及动物细胞）医药糖蛋白生产体系；（4）稀少糖和酵母孢子多寡糖等健康糖类产品的研发及产业化技术。

近5年发表SCI论文50多篇。现任中国生物工程学会糖生物工程专业委员会副主任，生物化学与生物分子学会糖复合物专业会员会副主任，以及亚洲糖科学与糖技术协会（Asian Community of Glycoscience and Glycotechnology ：ACGG）中方代表。

王宁 副研究员

主要从事糖化学，糖生物学，化学生物学等方面的研究，于北京大学药学院取得学士和硕士学位，并于2012年在日本大阪大学化学系获得博士学位，随后在日本理化学研究所继续从事糖科学研究工作，有十几年的糖类科学的研究经历，2016年回国后受聘于江南大学糖化学与生物技术教育部重点实验室。承担本科生专业英语、糖生物工程、细胞生物学实验，留学生Structure&Function of Biomacromolecules等课程的讲授工作。研究领域涉及：（1）糖类及多肽类活性物质的合成、分离与活性测试；（2）化学酶法构建糖链及糖蛋白并应用于体外的化学生物学研究体系；（3）糖蛋白的质量控制与分泌机制的研究。

近年来共发表高水平研究论文二十余篇，累计影响因子超过80，他引180余次；申请中国专利3项；参与编著外文著作1部。主持及参与国家自然科学基金，江苏省基金，中央高校自主科研计划等8 项研究项目。为Carbohydrate Research，Chinese Chemical Letters，J. Carbohydr. Chem.等SCI期刊的兼职审稿人。

文章来源于江南大学生物工程学院，点击下方 阅读原文即可查看英文摘要原文。