分享一篇发表在Nature Chemistry上的文章"Integrated chemoenzymatic synthesis of a comprehensive sulfated ganglioside glycan library to decipher functional sulfoglycomics and sialoglycomics"，本文的通讯作者是来自中国科学院大学的李铁海教授，他主要研究糖化学生物学。本文中作者使用化学酶法合成综合性的硫酸化和唾液酸化神经节苷脂聚糖文库，并用高通量聚糖微阵列技术探索它们的结构-功能关系。
神经节苷脂是广泛分布在细胞和组织中的含唾液酸的鞘糖脂，由锚定在脂质双层膜中的神经酰胺链和暴露在细胞表面的各种碳水化合物组成，并通过聚糖-蛋白质相互作用，如与凝集素的相互作用在许多生物过程中发挥关键作用。其中唾液酸化和O-硫酸化修饰进一步放大了神经节苷脂聚糖的结构复杂性和多样性。此前的研究只关注了有限的聚糖结构及硫酸化修饰模式，且只关注特定的蛋白靶点，未能提供全域性的神经节苷脂聚糖信息，因此本文作者使用一种综合的化学-酶法策略，快速、系统地合成涵盖所有可能的硫酸化、唾液酸化模式的神经节苷脂聚糖库（共65个）。已有的合成方法通量较低，且通过化学方法合成唾液酸化修饰非常困难；而酶法合成对底物的限制较高。因此，作者使用化学和酶法结合的策略进行文库合成。通过通用中间体的高度立体选择性迭代唾液酸化进行组装，并通过正交保护基团实现位点特异性的硫酸化。首先，作者设计并合成了三种含有不同唾液酸化修饰的Gal-GalN-Gal-Glc四糖骨架（图1B），然后通过选择性脱除正交保护基（Fmoc、Lev或Nap）的方法位点特异性地引入硫酸基团，然后通过α2,3-唾液酸转移酶、α2,6-唾液酸转移酶、α2,8-唾液酸转移酶和β1,3-半乳糖苷酶进行酶促修饰。通过这种方式，共合成了65种神经节苷脂聚糖。随后，作者将这些聚糖共价连接在NHS功能化的载玻片上，并探究了这些聚糖与不同凝集素的识别特征，展现了神经节苷脂精细结构和功能之间的关系，可能用于生物标志物发现与靶向药物开发。最后，作者探索了病毒蛋白和细菌毒素的对神经节苷脂库的结合，结果表明这些聚糖上不同的硫酸化和唾液酸化模式介导了独特的结合特异性。总之，本文通过化学和酶法联用的策略合成了含65种不同结构、硫酸化及唾液酸化修饰模式的神经节苷脂文库，并通过高通量微阵列技术研究了结构-功能关系。原文链接：https://www.nature.com/articles/s41557-024-01540-x文章引用：https://doi.org/10.1038/s41557-024-01540-x
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