J. Am. Chem. Soc. | 对原核生物的聚糖进行成像

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今天分享一篇发表在JACS的文章：Biosynthetic Glycan Labeling. 文章的通讯作者是来自麻省理工大学化学系的Laura L. Kiessling教授，其主要研究方向是利用化学生物学工具来阐明糖的生物学作用。

对生物体的聚糖进行选择性标记一直是具有挑战性的研究方向，因为聚糖以及其对应的单糖反应性差异较小，因此很难使用基于反应性的探针对其进行标记，而常用的代谢标记方法尽管在真核生物中有效，但是原核生物中单糖与聚糖的结构更加多样，并且对其糖代谢的研究较少，因此对原核生物的聚糖进行位点特异性的修饰是具有挑战的。这里作者则利用生物体中存在的内源性糖基转移酶，通过向细菌中加入生物正交基团修饰的需要研究的单糖对应的糖基转移酶底物，在避免代谢干扰的情况下对细菌的特定单糖组成的聚糖成功进行了标记与成像。

这里作者选择标记的单糖是D-阿拉伯呋喃糖(D-Araf)，其主要存在于分枝杆菌目的细胞壁中，会形成霉菌酰-阿拉伯糖半乳聚糖-肽聚糖复合物(mAGP)。目前尚没有针对D-Araf进行成像的研究，这主要是因为其不是由阿拉伯糖代谢生成的，而是由核糖-磷脂经过数步异构形成的，因此代谢标记很难对其进行单一成像。

作者发现整合膜糖基转移酶GT-Cs负责介导D-Araf进入细胞表面的聚糖，并且其主要识别聚异戊二烯磷酸连接的糖供体部分，因此作者认为可以将法尼基磷酰基D-阿拉伯呋喃糖，即D-Araf进入聚糖前的前体进行生物正交基团修饰，从而将生物正交基团引入具有D-Araf的聚糖中，进行后续的成像实验等。

首先作者发现不同叠氮在D-Araf上的位置会显著影响其掺入聚糖的效率，并且具有物种选择性，随后作者成功使用合成的AzFPA对耻垢分枝杆菌与谷氨酸棒状杆菌进行了成像，表明叠氮修饰的D-Araf成功代谢到细胞膜聚糖上，最后作者也对吞噬细胞摄取耻垢分枝杆菌的过程进行了成像，表明作者设计的探针可以应用在更为复杂的体系中。

总之作者使用合成糖脂探针作为供体成功对细菌表面的聚糖进行了成像，这为一些较难通过代谢标记的糖提供了新的思路。

文章作者：WXH
责任编辑：LDY

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c07430

文章引用：DOI：10.1021/jacs.1c07430


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