Nature Chemical Biology：用于靶向糖基化的固定酶级联
来源：生物谷原创 2024-02-29 13:00
本研究团队描述了一个用于定制糖结构的连续糖基化反应平台（SUGAR-TARGET），旨在通过一步固定/纯化法生产的固定化酶实现定制、可控的体外 N-连接糖基化。
糖基化是一种重要而复杂的翻译后修饰，它决定了蛋白质的生物和生理特性，如折叠、稳定性、活性和贩运。糖基化被定义为基于蛋白质的疗法的关键质量属性，因为它直接影响生物制药的药理特性。然而，N-连接的聚糖结构通常是异质的，这阻碍了对单个结构的研究，也限制了对其生物作用的了解。而体外酶处理是一种简单的替代方法，但也有一些重要的局限性，包括酶竞争导致的缺乏均一性、不希望出现的酶交叉反应以及需要纯化目标蛋白质，从而导致材料和酶的损失，尽管取得了明显的进展，但糖工程仍具有挑战性。
近段时间，来自英国伦敦帝国学院化学工程系的Elli Makrydaki教授及团队描述了一个用于定制糖结构的连续糖基化反应平台（SUGAR-TARGET），旨在通过一步固定/纯化法生产的固定化酶实现定制、可控的体外 N-连接糖基化，该平台易于实施、模块化且可重复使用，因此能产生来自不同宿主的同质聚糖结构，用于功能和临床评估。
结果显示，该方法与糖基转移酶的来源无关。此外体内生物素化允许一步固定和纯化链霉亲和素功能化颗粒上的酶，与纯化和浓缩步骤较长的方案相比，这需要更少的资源和时间，如BirA 是唯一可测量到的污染物，与该酶共凝。级联过程中的每一步都以大于 95% 的转化率接近完成，每一步后蛋白质的损失都很小，表明了该系统有能力产生同质产品和糖中间体。通过探索固定化 GalT 的底物偏好，证明人类 GalT 可以修饰任何底物，对岩藻糖基化或非岩藻糖基化、半乳糖基化或单半乳糖基化结构没有明显的偏好。
mFc 上的固定酶级联
总之，该实验既可以作为大规模类人糖蛋白工业流程的典范，也可以利用高产微生物宿主和酶的可重复使用性，以经济的方式按需小规模生产定制的个性化疗法。
参考文献：
Makrydaki E, Donini R,et Immobilized enzyme cascade for targeted glycosylation. Nat Chem Biol. 2024 Feb 6. doi: 10.1038/s41589-023-01539-4. Epub ahead of print. PMID: 38321209.
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