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大連化物所提出基于動態共價化學精確捕獲唾液酸糖鏈的新策略

2020-04-08 大連化學物理研究所
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  近日,中國科學院大連化學物理研究所生物分離與界面分子機制創新特區研究組研究員卿光焱團隊和本草物質組與組分中藥研究中心研究員梁鑫淼團隊提出了一種全新的基于席夫堿水解的動態共價化學方法,實現了對唾液酸糖鏈的精確捕獲。

  唾液酸糖鏈在細胞膜表面分布眾多,如同一層“糖被”覆蓋在細胞表面。唾液酸通常位于糖鏈的最外端,這種特殊的位置及其廣泛分布性,使得唾液酸糖鏈在病毒感染,免疫激活,癌癥發生、發展和遷移等諸多生理過程中,發揮著至關重要的作用。唾液酸糖蛋白已被廣泛用作癌癥的臨床生物標志物。然而,唾液酸糖鏈的鑒定及分析異常復雜,迫切需要全新、高效的材料學體系支撐,以攻克復雜生物樣本中唾液酸糖肽富集和分離的難題,推動糖蛋白組學的全面發展。

  該研究團隊基于動態共價化學方法,實現了精確捕獲唾液酸糖鏈。該策略與傳統的靜態親合策略不同,巧妙地利用了席夫堿中存在的動態共價化學鍵,使其水解部分與唾液酸糖鏈形成穩定的復合物。所開發的材料對唾液酸糖肽展現出優異的富集選擇性,吸附容量高,富集回收率好,達到了唾液酸糖肽富集領域的較高水平。這為生物化學家提供了一種新穎、有力的策略,可用于精確捕捉與癌癥和免疫疾病發生密切相關的糖鏈信息。另一方面,該材料易于水解的特性,改變了科研人員對傳統富集材料必須具備良好化學穩定性的認知。更重要的是,研究人員發現席夫堿水解反應背后隱藏著一個有趣的現象,席夫堿自犧牲水解后與唾液酸糖鏈發生了高選擇性的結合,同時水解脫落部分進行了有序自組裝,共同促進了水解反應的發生。該研究展現了動態共價化學在糖蛋白組學和生物分子傳感領域的獨特優勢。

  相關成果發表在《美國化學會志》(J. Am. Chem. Soc.)上,第一作者是博士后熊雨婷和研究員李秀玲。以上研究工作得到國家自然科學基金項目、大連化物所創新特區組啟動基金項目、興遼英才計劃項目等的支持。

基于動態共價化學的糖鏈捕獲新策略

打印 責任編輯:葉瑞優

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