代谢糖工程和化学酶法的应用2023-01-06 08:50:59
在细胞膜表面引入非天然的化学反应基团能够达到选择性修饰细胞膜的目的,是对细胞膜直接共价修饰的极大补充。利用基因工程可以引入肽和蛋白质表位,而低聚糖表位的引入则依赖于代谢糖工程和化学酶法。细胞表面有丰富多样的聚糖链,唾液酸通常位于聚糖链的最末端,是代谢糖工程的理想位点。参与唾液酸聚糖生物合成的酶对于底物具有混杂性,无法准确区分一些经过细微化学修饰的非天然唾液酸类似物。利用这种特性,可以将外源性的功能基团通过糖代谢途径引入细胞表面唾液酸,该技术被称为代谢低聚糖工程,并常常与生物正交标记方法联合使用。生物正交化学报告基团是一种生物惰性的小官能团,通过代谢糖工程表达在聚糖链末端后,可以在生物系统中与互补官能团发生选择性反应,具有高效率和低细胞毒性的特点，使各种功能（如成像探针和亲和标签的安装）成为可能。此外,还可以通过靶向运输非天然糖,实现对特定细胞的选择性糖代谢工程修饰。例如,Xie等人利用包封在配体靶向脂质体中的叠氮多糖开发了一种细胞特异性代谢聚糖标记策略。配体设计用于结合表达特定受体的靶细胞,介导叠氮多糖的细胞内递送。靶向递送的叠氮多糖代谢并入细胞表面聚糖链,然后通过生物正交反应成像。除了通过代谢糖工程的方法标记细胞表面聚糖外,还可以利用外源性的糖基转移酶,将带有功能基团的非天然糖标记到细胞表面的糖链上,这就是化学酶法标记。化学酶法可以结合生物正交反应实现多种功能分子的修饰;也有可能直接引入大分子功能基团。例如,Li等人发现一种岩藻糖基转移酶具有很强的底物兼容性,能够将与IgG抗体相连的底物GDP-岩藻糖转移到细胞膜表面的糖链上。这种方法不需要基因修饰、速度快、生物相容性好、对细胞内源性功能干扰小,应用这种方法构建的抗体-细胞结合物表现出特异性肿瘤细胞靶向性和更强的杀伤能力。
出自《细胞表面工程的策略及应用》作者黄裕乔, 王本.
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