南方科技大学医学院王鹏团队在糖肽合成研究中取得新突破

作者：杨超月

糖肽是一类寡糖与多肽相结合的大分子化合物。糖肽在糖类药物研发如糖肽类抗生素和抗肿瘤疫苗的研发中有着十分重要的应用。经过几十年的发展,多肽的合成技术目前已经十分成熟,寡糖的合成在最近几年也取得了很重要的进展。然而对于糖肽的合成,仍然是一个极具挑战的难题。近日,Angew. Chem. Int. Ed. 杂志在线发表了中国科学院上海药物研究所文留青课题组与南方科技大学王鹏教授合作完成的题为:Machine Driven Chemoenzymatic Synthesis of Glycopeptide 的论文。该研究首次报道了利用商业化的多肽合成仪和化学酶法合成策略合成带有复杂寡糖结构的糖肽(Proof of Concept)。

在本项研究中,作者通过筛选大量可用于固相合成的固相载体,最终发现了一种表面被氨基化的硅球,它可以同时被用作有机相的肽链合成与水相寡糖合成(酶反应)。这种硅球仅表面具有氨基基团,因此作者设计了可断裂的linker将硅球树脂与起始氨基酸相连接。虽然这种硅球树脂装载效率比常用的多肽合成的固相树脂低,但可以同时支持有机相中进行的多肽合成反应与水相中进行的酶催化反应。基于此,研究人员结合商业化的多肽合成仪开发出了包含两相反应的体系,用于糖肽合成的技术平台。将装载有初始氨基酸的树脂预先加入到反应釜中,然后合成仪自动将下一个氨基酸与缩合试剂(脱保护试剂)加入反应釜中,反应完成后加压过滤其余试剂,即完成一个循环。

南方科技大学医学院王鹏团队在糖肽合成研究中取得新突破

化学酶法自动合成糖肽的基本原理通过设置反应程序,可以使对应的氨基酸依次进行循环反应,在多个循环后就可得到目标肽链。之后系统切换为水相,将不同的糖基转移酶与对应的糖核苷依次进行同样的循环反应(反应温度为37 ℃),经过多个循环后就可以得到目标糖肽,然后将糖肽从树脂上洗脱。该糖肽合成平台简单易操作,首次利用商业化的多肽合成仪实现了13种复杂糖肽(10种肿瘤标志物MUC1糖肽与三种HIV糖肽)的半自动合成。上海药物所文留青研究员与南方科技大学王鹏教授为论文共同通讯作者;张家斌博士和刘鼎博士为论文共同第一作者。该项目由美国NIH Common Fund Glycoscience program和上海药物所人才启动经费支持完成。

王鹏教授简介:

南方科技大学医学院王鹏团队在糖肽合成研究中取得新突破

王鹏,南方科技大学医学院讲席教授,于2019年全职回国加入南科大;2021年美国糖化学界最高奖Claude S.Hudson奖获得者,是第一位获此奖的在中国大陆出生的学者;美国AAAS会士;教育部特聘教授和基金委杰青(海外);1984年获南开大学化学理学学士,1990获美国加州大学伯克利分校有机/生物有机化学博士,美国加州大学伯克利分校和斯克里普斯研究所博士后;美国迈阿密大学化学系助理教授,美国韦恩州立大学化学系正教授、终身教授,美国俄亥俄州立大学生物化学与化学系讲席教授,美国佐治亚州立大学化学系讲席教授,中国南开大学药学院院长,曾成立国家糖工程技术研究中心,并担任糖中心主任;承担过多项中国和美国的科研项目;拥有8项发明专利,参与7部学术专著的编写,在国际学术刊物上发表论文440多篇,H-指数 57 (Google Scholar) and 47 (Web of Science)。他是多家国际学术刊物的副主编或编委,带领团队从事单细胞糖生物学,糖化学,药物化学,化学生物学,糖蛋白质组学等方面的基础科学研究及RNA药物和抗体药物的研发。