分享一篇發(fā)表在JACS上的文章，標(biāo)題為“Traceless 6-O-Lysyl Modification of N-Acetylglucosamine Enables Synthesis and Derivatization of Aggregation-Prone GlcNAcylated Peptides”，通訊作者是來(lái)自北京大學(xué)的董甦偉老師，研究興趣為糖肽和糖蛋白化學(xué)。
化學(xué)合成糖蛋白是研究糖基化功能的重要手段，但在過(guò)程中常遇到疏水性強(qiáng)、易聚集的糖肽序列，這種肽段因?yàn)榘喾N疏水氨基酸易于在HPLC純化的階段聚集，導(dǎo)致合成困難、純化效率低，已經(jīng)有許多策略被開發(fā)用于疏水肽的合成，但這些方法的條件可能與糖基化修飾不兼容。單個(gè)N-乙酰葡糖胺（GlcNAc）的糖肽常作為最小糖基化模型或進(jìn)一步糖基化修飾的前體，但其溶解度差成為合成瓶頸。因此，作者計(jì)劃開發(fā)一種適用于糖肽的增溶標(biāo)簽，減少疏水肽段在合成和純化過(guò)程中的聚集，來(lái)提高糖肽的合成效率。
與通過(guò)修飾肽序列本身來(lái)調(diào)整溶解度的傳統(tǒng)方法不同的是，作者提出一種通過(guò)6-O-賴氨酸修飾GlcNAc的策略，即在GlcNAc的6-羥基上通過(guò)酯鍵連接一個(gè)帶有Boc保護(hù)基的賴氨酸殘基，形成LMG單元。作者首先通過(guò)8個(gè)步驟合成了帶賴氨酸修飾的乙酰氨基葡萄糖天冬酰胺單元。隨后，作者通過(guò)該氨基酸單元合成模型肽H-VRTHLRAIG N(LMG)ATTKL-NH2，驗(yàn)證了該策略與SPPS合成方法兼容。作者在完成合成后，用TFA/TIPS/H2O（95：2.5：2.5）的條件進(jìn)行整體脫保護(hù)，得到賴氨酸保護(hù)的糖肽，隨后在6 M Gn·HCl 緩沖液（0.2 M 磷酸鈉，pH 7.2）， 37 °C 的溫和條件下完成了賴氨酸的脫除，得到了最終的糖肽產(chǎn)物。
接下來(lái)，作者將該方法應(yīng)用于難合成肽的合成，包括來(lái)自TMEM106B、MST1R、IL-2等蛋白的多個(gè)高聚集傾向糖肽。除此之外，作者還將LMG保護(hù)方法與其他增溶策略，如RBM、GlcA修飾等進(jìn)行對(duì)比，證明了LMG策略能夠有效地合成疏水性糖肽。
除了用于合成單個(gè)乙酰葡糖基化的肽段外，作者發(fā)現(xiàn)LMG策略合成的糖肽還可以與化學(xué)酶法合成聯(lián)用，作為合成其他糖基化肽段的前體，如α1,6-巖藻糖基化和唾液酸化寡糖化。
最后，作者用LMG策略和NCL策略將三個(gè)肽片段連接合成了四糖基化的PD-1細(xì)胞外IgV結(jié)構(gòu)域，獲得了20a/20e兩種糖型，并通過(guò)圓二色、SPR等技術(shù)證實(shí)其結(jié)構(gòu)和功能與天然蛋白相似。作者發(fā)現(xiàn)，Asn116糖基化會(huì)影響PD-1/PD-L1結(jié)合動(dòng)力學(xué)。
總之，作者通過(guò)LMG保護(hù)策略，提高了疏水糖肽在純化過(guò)程中的溶解性，從而提高了難合成糖肽的合成效率。
本文作者：ZCL
責(zé)任編輯：LZ
DOI：10.1021/jacs.5c11038
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c11038
