[发明专利]新型岩藻糖基转移酶及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型岩藻糖基转移酶及其应用。

背景技术

许多(糖)蛋白、(糖)脂、或寡糖需要特定岩藻糖基化结构的存在，以呈现特定的生物活性。例如，许多细胞间的识别机制需要岩藻糖基化寡糖：例如，为了连接细胞粘附分子如L-选择蛋白，特定的细胞结构必须包括岩藻糖基化碳水化合物。具有生物功能的岩藻糖基化结构的另一个实例是形成ABO血型系统的结构。此外，治疗性(糖)蛋白是发展最快的一类药物试剂，因此它们的药物代谢动力学性质以及稳定性归于它们的聚糖。

由于它们的复杂性以及固有的化学性质，糖结合物（glycoconjugate）的化学合成是一项主要的挑战，并且具有大量困难。不同于针对自动合成仪的可商购的蛋白质和核酸，聚糖（还）不能使用一般的商业系统合成，更不必说糖结合物。除了对于控制立体化学的需求之外，特定连接键的形成仍然很困难。

考虑到与糖结合物的化学合成或结合的酶/化学合成相关的复杂性，近年来的方法已使用糖基转移酶来酶促合成包括寡糖残基的(糖)蛋白以及(糖)脂。

属于糖基转移酶的酶家族中的岩藻糖基转移酶，广泛地在脊椎动物、无脊椎动物、植物、以及细菌中表达。它们催化岩藻糖残基从供体（通常是二磷酸鸟苷岩藻糖（GDP-岩藻糖））转移到包括寡糖、(糖)蛋白、以及(糖)脂的受体。由此得到的岩藻糖基化受体底物涉及各种生物和病理过程。

基于岩藻糖的添加部位，岩藻糖基转移酶被分类为：α-1,2-岩藻糖基转移酶、α-1,3/4-岩藻糖基转移酶、以及O-岩藻糖基转移酶。一些α-1,2-岩藻糖基转移酶已经被识别，例如，在幽门螺杆菌（Helicobacter pylori）和大肠杆菌等细菌中、在哺乳动物、漂亮新小杆线虫（Caenorhabditis elegans）和曼森血吸虫（Schistosoma mansoni）中、以及在植物中的α-1,2-岩藻糖基转移酶。这些酶的大多数或者不能在细菌系统中以活性形式表达、或者不能使用乳糖作为受体。

在哺乳动物中，GDP-岩藻糖通过从头合成（de novo synthesis）和补救途径在细胞质中合成。随着从头合成，通过两种酶将GDP-甘露糖转化为GDP-岩藻糖，同时补救途径使用游离细胞质岩藻糖作为底物。在细胞中，GDP-岩藻糖浓缩成囊泡并被岩藻糖基转移酶识别为供体底物。然而，真核糖基转移酶的异源功能表达，尤其证明了岩藻糖基转移酶在原核表达系统中表达困难。哺乳动物，尤其是来源于原核来源的人类寡糖如HMO是未知的，因而发现了使得这些寡糖极其不同的糖基转移酶。

由于许多商业上重要的寡糖、(糖)蛋白、以及(糖)脂的生物活性取决于特定岩藻糖残基的存在，因此现有技术需要有效地合成或产生具有期望的寡糖残基的糖结合物。

发明内容

因此，本发明的目的是提供工具以及方法，通过所述工具和方法，岩藻糖基化底物可以以高效、省时、以及节省成本的方式进行生产，以获得高产量的期望底物。

根据本发明，尤其是通过提供一种多核苷酸达到了该目的，所述多核苷酸可以是，例如，分离的、重组的或合成的编码具有α-1,2-岩藻糖基转移酶活性的多肽的多核苷酸，并且包括选自以下组中的序列或由选自以下组中的序列组成，该组由以下各项组成：

a)随附序列表中的SEQ ID No.1；

b)与SEQ ID No.1互补的核酸序列；

c)在严格条件下与a)和b)中限定的核酸序列或它们的互补链杂交的核酸序列。

根据本发明的多核苷酸（参见SEQ ID No.1）是大肠杆菌菌种血清群O126的岩藻糖基转移酶。