総合的なガンリオ-グリコスフィンゴリピド図書館の化学酵素合成と共性不動化の進歩により,機能的マルチプレックスビーズアッセイが可能になる

科学分野:

• グライコバイオロジーと化学合成
• 複雑な炭水化物の合成のための新しい化学酵素戦略の開発.

背景:

• ガンリオ系グリコスフィンゴリピド (ガンリオ-GSL) は,複雑な構造を持つ重要な生物活性脂質である.
• 構造的に定義されたガンジオ-GSLへのアクセスの制限は,機能的研究と治療開発を妨げています.
• 構造的な複雑さと合成的な課題は,多様なギャングリオ-GSLライブラリの作成を妨げています.

研究 の 目的:

• ガングリオ-GSLの包括的なライブラリを構築するためのスケーラブルな化学酵素総合合成戦略を確立する.
• 機能的および治療的アプリケーションのための構造的に定義されたガンジオ-GSLへのアクセスを克服する.
• 以前はアクセスできないガングリオ-GSL構造の高通量研究を可能にします.

主な方法:

• d-キシロースから単純なグリコシルシンゴジンのキラルプール合成.
• 酵素組成合成マップ (EASyMap) ガイドされた単一ポットマルチ酵素 (OPME) と段階的なOPME (StOPMe) 糖化戦略.
• 触媒効率を改善するために,グリコシルトランスファーゼ (CjCgtA,ヒトST6GALNAC5) のエンジニアリング.
• ガンジロ-GSLを磁性ビーズに固定するための化学アサイレーションで,包括的なガンジロ-GSLビーズライブラリを作成します.
• マルチプレックス結合測定法で,様々なグリカン結合タンパク質との相互作用を分析する.

主要な成果:

• 0-,a-,b-,およびc-シリーズを含む,これまでで最も包括的なギャングリオ-GSLの集約を成功させました.
• 最多5つのシアル酸残留物と多様なシアリル結合 (α2-3/6/8) を含むガンジオGSLの構成.
• 合成されたガンジオ-GSLと様々なグリカン結合タンパク質 (レクチン,抗体,毒素,ガレクチン,シグレック) の間の特徴的な結合相互作用の実証.
• 高通量スクリーニングのための新しいガンジオGSLビーズライブラリの開発.

結論:

• 開発された化学酵素戦略は,複雑なガンジオ-GSLの幅広い範囲にスケーラブルなアクセスを提供します.
• 新しいガンジオ-GSL-ビーズライブラリとマルチプレックス測定プラットフォームにより,効率的な機能研究が可能です.
• このアプローチは,グリコバイオロジーの研究を大幅に前進させ,GSLベースの診断と治療の開発の可能性を秘めています.