研究发展高效合成糖基化S-RBD的策略
来源：上海交大 2021-03-20 13:32
截至2021年3月15日，新型冠状病毒（SARS-CoV-2）已经造成全球1.2亿人感染，260万人死亡，这是本世纪最为严重的全球公共卫生事件。新冠病毒首先通过高度糖基化的刺突蛋白(S)上的受体结合域（RBD）与人类受体蛋白血管紧张素转换酶（ACE2）结合，进而侵袭人体细胞；因而糖基化的RBD也是疫苗与中和抗体的关键靶点。但由生物表达方法得到的RBD的糖链高
截至2021年3月15日，新型冠状病毒（SARS-CoV-2）已经造成全球1.2亿人感染，260万人死亡，这是本世纪最为严重的全球公共卫生事件。新冠病毒首先通过高度糖基化的刺突蛋白(S)上的受体结合域（RBD）与人类受体蛋白血管紧张素转换酶（ACE2）结合，进而侵袭人体细胞；因而糖基化的RBD也是疫苗与中和抗体的关键靶点。但由生物表达方法得到的RBD的糖链高度异质，可能影响以RBD为抗原的疫苗免疫原性以及造成不完整的抗体中和效果。通过高分辨质谱的手段已经，科学家已经完整解析病毒糖基化的位点以及糖型。然而，唯有获取含有特定均一结构糖型的蛋白质，才能够更为深入了解病毒糖基化的作用，有助于抗体药物研发以及疫苗设计。
S-RBD由219个氨基酸组成（R319-K537），含有两个保守的N型糖基化位点(N331， N343)以及部分可能的O型糖基化位点（如T323），通过四对二硫键形成相应的三级结构。不同的生物表达体系以及人体内分离的病毒S蛋白上，糖链的结构均异常复杂。其中N331与N343主要由复杂型糖链构成，同时N331位点也有部分由N型糖链的核心五糖构成。相较于表达体系，化学合成糖蛋白具有精确的糖链结构，但其受限于冗长的合成路线。
近期，《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）在线发表了上海交通大学化学化工学院王平课题组最新成果“Synthetic Homogeneous Glycoforms of the SARS-CoV-2 Spike Receptor-Binding Domain Reveals Different Binding Profiles of Monoclonal Antibodies”。
上海交通大学王平团队结合蛋白质化学，糖化学和蛋白表达技术，发展了高效合成糖基化S-RBD的策略。在此基础上，高效大量合成了以单糖，核心五糖以及复杂型九糖为N型糖链（N331和N343），氨基半乳糖为O型糖链（T323）的六种不同糖型的RBD。S-RBD是目前人工合成最为复杂的糖基化蛋白之一。等离子共振实验表明，RBD糖基化的大小对其与ACE2的结合没有明显影响。与临床获批的中和抗体（S309， CB6等）结合力测试表明如抗体靶点为非糖基化区域，病毒糖基化造成的免疫逃逸效应不明显。在选择进化压力下，新冠病毒会改变糖型甚至糖基化位点来进行进化。该工作提供了一种高效大量制备均一糖链的S-RBD的平台，有助于更有效抗新冠病毒药物和疫苗的研发。同时，该合成平台也有助于对于其他冠状病毒（如SARS， MERS）的研究。(生物谷Bioon.com）
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