Science：我国科学家发现β-d-甘露庚糖是在不同生物界都存在的免疫激动剂

细菌的小分子代谢物，如腺苷-二磷酸-d-甘油-β-d-甘露庚糖（ADP-heptose）及其衍生物，是哺乳动物体内有效的先天性免疫激动剂。

ADP-heptose是由具有异构酶、激酶、磷酸酶和核苷酸转移酶活性的 NDP-庚糖生物合成酶（HBE）催化，通过四步接力从 7-磷酸双链庚糖（S7P）合成的。关于β-d-甘露庚糖生物合成的知识仅限于细菌，而非细菌的HBE尚未被描述。

在一项新的研究中，中国科学院微生物研究所陈义华（Chen Yihua）与北京生命科学研究所的邵峰（Shao Feng）研究员和吴边（Wu Bian）研究员及其同事们合作，扩大了HBE的分布范围和NDP-庚糖的结构多样性。相关研究结果发表在2024年8月9日的Science期刊上，论文标题为“The β-d-manno-heptoses are immune agonists across kingdoms”。

他们发现β-d-甘露庚糖是在不同生物界中存在的小分子病原体相关分子模式，能激活α-蛋白激酶1（ALPK1）依赖的先天性免疫信号级联。

他们发现，功能性 HBE 广泛分布于细菌、古生菌、真核生物和病毒中。他们发现，庚糖核苷酸转移酶的标志是一个保守的STTR5基序，它不仅能合成ADP-heptose，还能合成胞苷-二磷酸（CDP）-庚糖和尿苷-二磷酸（UDP）-庚糖。

他们发现，在人类细胞和小鼠细胞中，CDP-庚糖和 UDP-庚糖都是能触发 ALPK1 依赖性免疫反应的激动剂，比 ADP-庚糖更强，而且 ADP-庚糖在古细菌中也能产生，这验证了它的先天免疫激动剂功能。

图片来自Science, 2024, doi:10.1126/science.adk7314

他们的进化分析表明在后口动物失去合成β-d-甘露庚糖的能力后，包括哺乳动物在内的一些脊椎动物进化出了ALPK1作为特异性受体，对不同生物界的成员产生的β-d-甘露庚糖进行免疫识别。

考虑到 HBE 的数量之多和来源之广，作者认为，庚糖代谢物所发挥的生物学作用比目前已知的要多得多。

这项研究更新了β-d-甘露庚糖代谢物的分布，为今后研究 HBE 相关庚糖代谢物的结构多样性及其在不同生物界中的生物学作用奠定了基础。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Yue Tang et al. The β- d - manno -heptoses are immune agonists across kingdoms. Science, 2024, doi:10.1126/science.adk7314.

Researchers find β-d-manno-heptoses are immune agonists across kingdoms
https://phys.org/news/2024-08-d-manno-heptoses-immune-agonists.html