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67777.com南京大学研究团队在细胞表面聚糖检测领

文章作者:产品测评 上传时间:2019-12-12

糖基化是普遍存在的翻译后修饰,蛋白质的糖基化模式决定了其结构、功能以及细胞识别和信号传导等过程,与细胞生理状态的动态响应、疾病的进程和状态密切相关。因此,对活细胞表面特定蛋白糖型的原位检测有助于加深对糖基化机制和蛋白功能的理解,也可为疾病特别是癌症的诊断和治疗提供靶标。

导读:糖基化模式随细胞生物过程和信号转导通路的改变而发生明显的动态变化,并对多种重要的生物过程具有调控作用。

生命分析化学国家重点实验室的鞠熀先教授课题组自2007年以来,积极开展这一挑战性课题的研究,先后在国家自然科学基金重大研究计划、重点项目和973项目资助下,通过设计两表面一分子竞争识别策略和聚糖电化学检测芯片,提出细胞表面糖基原位检测的系列方法(J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7224; Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 6465等),曾获2013年教育部自然科学一等奖。同时,通过组装P-糖蛋白抗体功能化仿生界面,提出电极界面上细胞检测新方法;并引入化学选择性聚糖识别,提出细胞表面多种聚糖的同时定量和聚糖密度的分析策略,是2016年江苏省科学技术一等奖的主要内容。2015年以来,该研究组在细胞表面特定蛋白糖型的成像方法学研究方面取得重要进展,发展了特定蛋白质上的糖基与多种糖型的原位检测方法(Chem. Sci. 2015, 6, 3769; Chem. Sci. 2016, 7, 569; Anal. Chem. 2016, 88, 2923; Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 5220)。近期,他们用核酸适配体标记半乳糖氧化酶,利用Apt识别细胞表面特定蛋白质和GO的活性开关,构建了一种局域聚糖化学重构策略,实现了活细胞表面特定蛋白的糖型成像,于2017年5月29日在线发表(Angew. Chem. Int. Ed. DOI: 10.1002/anie.201703406)。

近期,该研究组利用DNA序列的编码功能,构建了一种分级编码策略(Hierarchical Coding Strategy, HieCo)。

该局域聚糖化学重构策略由14级硕士研究生惠晶晶为第一作者、丁霖副教授和鞠熀先教授为通讯作者提出。他们以MUC1黏蛋白为研究模型,首先利用Apt与MUC1的特异性识别将亚铁氰化钾抑制的GO定位至MUC1上。然后用铁氰化钾激活GO,催化氧化细胞表面MUC1的末端半乳糖/N-乙酰半乳糖胺(Gal/GalNAc)生成醛基,通过醛基-生物素酰肼的快速反应将FITC标记在目标Gal/GalNAc上,用化学反应活性作为信号报告系统,实现了活细胞表面特定蛋白糖型的原位检测。与通常糖代谢标记技术相比,局域聚糖化学重构策略仅对目标蛋白上聚糖进行标记,标记过程与细胞自身功能无关,避免了代谢效率的异质性问题,为不同细胞系特定蛋白上糖型表达的研究提供了重要工具和方法模型。这是该课题组在细胞功能分子原位检测方法学研究领域的又一项重要进展。

在国家自然科学基金项目项目(项目编号:90713015、91213301、91413118、21135002、21635005)等资助下,南京大学鞠熀先、丁霖教授研究团队通过十余年的持续研究,在细胞表面聚糖检测领域取得系列开创性研究成果。

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糖基化模式随细胞生物过程和信号转导通路的改变而发生明显的动态变化,并对多种重要的生物过程具有调控作用。因此,活细胞表面以及特定蛋白上糖型的原位示踪不仅能够加深对蛋白质糖基化过程及其功能的理解,而且有助于新型诊断标志物和治疗靶标的甄定。

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