J. Am. Chem. Soc. | 选择性标记分枝杆菌中的甘露糖糖脂 - 行业资讯

J. Am. Chem. Soc. | 选择性标记分枝杆菌中的甘露糖糖脂

展源 2023-12-29

大家好，今天为大家分享一篇发表在JACS上的文章，文章的题目是“Selective Glycan Labeling of Mannose-Containing Glycolipids in Mycobacteria”，通讯作者是MIT的Laura L. Kiessling教授，她的实验室主要专注于碳水化合物的化学生物学。

结核分枝杆菌（Mtb）每年导致大量的死亡病例，Mtb产生的含甘露糖的糖脂类物质，在感染期间抑制宿主免疫系统。宿主对细菌糖类物质的识别对免疫反应和病原体清除至关重要。尽管这些糖脂非常重要，但目前对它们的研究方法仍然较少。

甘露糖的化学标记存在2个主要挑战，一是甘露糖在Mtb的代谢中起着核心作用，代谢标记的探针存在很高的脱靶风险；其次产生甘露糖糖脂的前体也会参与甘露糖糖蛋白的合成中，糖脂和糖蛋白的区分也存在困难。用于合成糖蛋白的前体和用于合成糖脂的前体，在β-γ饱和度上存在不同，并且将该motif保存在含有法尼基的探针中，就可以实现对糖脂的选择性标记。作者在之前的研究中发现，合成了连接法尼酰基磷酸的阿拉伯呋喃糖叠氮衍生物，该类衍生物被结合到分枝杆菌的被膜中，并被细胞周质糖基转移酶所使用，得到了叠氮插入的阿拉伯半乳聚糖。类似的甘露糖糖脂脂肪甘露糖脂LM和脂肪阿拉比甘露糖脂LAM的合成也发生在周质中，由糖基转移酶GT-C超家族识别，以聚异戊二烯磷酸-甘露糖（PPM）作为供体。因此作者将该策略进一步推广到甘露糖糖脂的标记中。

作者首先参考之前阿拉伯呋喃糖探针的结构，合成了一系列叠氮-法尼酰基磷酸-甘露糖（AzFPM）衍生物。作者首先在模式生物中通过荧光证明了探针的成功标记，并使用DBCO-生物素富集了标记底物。凝胶电泳聚糖染色结果表明标记底物与LAM和LM预期分子量一致，且银染结果中并未检测到蛋白信号，表明AzFPM探针对糖脂的选择性。作者此外也发现，叠氮基不同插入位置的AzFPM对不同的甘露糖糖脂存在一定的选择性。

接下来作者尝试使用AzFPM探针用于研究甘露糖聚糖的生物合成位置。作者使用探针对谷氨酸棒状杆菌进行染色，并使用荧光进行可视化，结果显示荧光广泛的分布在细胞壁上，并非与甘露糖基转移酶共定位，这表明甘露糖脂的自由扩散。此外作者还进行了局部光漂白和甲醛固定实验，如果探针标记的是糖蛋白，则光漂白区域的荧光不会恢复，而探针如果标记糖脂，糖脂则可以通过自由扩散使漂白区域荧光恢复。结果显示AzFPM探针的确标记的是糖脂而非糖蛋白。

最后作者也将 AzFPM探针应用到Mtb中，并成功标记到了LAM和LM，后续作者将使用新工具进一步研究甘露糖糖脂在致病分枝杆菌中的作用。

内容来源：王初课题组

责任编辑：展源

审　　核：何发

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