[发明专利]N末端截短的糖基转移酶

说明书

本公开涉及具有N末端截短缺失的糖基转移酶变体。与此前的发现相反，某些包含保守氨基酸基序（“QVWxKDS”，SEQIDNO:2）的截短部分被发现与糖基转移酶酶活性并存，特别是在人唾液酸转移酶（hST6Gal-I）中。因此，公开了哺乳动物糖基转移酶变体、编码其的核酸、重组产生所述哺乳动物糖基转移酶变体的方法和手段及其用途，特别是用于唾液酸化作为糖蛋白（如免疫球蛋白）的一部分的聚糖部分的末端受体基团。

背景

转移酶（EC2）催化官能团从一个物质转移到另一个物质。糖基转移酶，一个酶超家族，其涉及合成糖蛋白、糖脂及葡糖氨基葡聚糖的碳水化合物部分。特定的糖基转移酶通过将经活化的糖供体的单糖部分依次转移到受体分子而合成低聚糖。因此，“糖基转移酶”催化糖部分从其核苷酸供体转移到多肽、脂质、糖蛋白或糖脂的受体部分。这个过程也被称为“糖基化”。作为例如糖蛋白的结构部分的碳水化合物部分也被称为“聚糖”。聚糖是所有已知的翻译后蛋白质修饰中最普遍的。聚糖涉及广泛而多样的生物识别过程，如粘附、免疫应答、神经细胞迁移和轴突延伸。作为糖蛋白的结构部分，聚糖还在蛋白质折叠以及维持蛋白质稳定性与生物活性中起作用。

在糖基转移酶催化中，单糖单元葡萄糖（Glc）、半乳糖（Gal）、N-乙酰葡糖胺（GlcNAc）、N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）、葡糖醛酸（GlcUA）、半乳糖醛酸（GalUA）和木糖作为尿苷二磷酸（UDP）-α-D衍生物被活化；阿拉伯糖作为UDP-β-L衍生物被活化；甘露糖（Man）和岩藻糖分别作为GDP-α-D和GDP-β-L衍生物被活化；而唾液酸（=Neu5Ac；=SA）作为β-D-Neu5Ac的CMP衍生物被活化。

许多不同的糖基转移酶参与了聚糖的合成。糖蛋白的碳水化合物部分的结构多样性尤其大并且由复杂的生物合成途径所确定。在真核生物中，糖蛋白聚糖部分的生物合成在内质网（“ER”）腔内和高尔基体内进行。糖蛋白的单个（支链或直链的）碳水化合物链通常为N-或O-连接的聚糖。在翻译后加工的过程中，碳水化合物通常经由天冬酰胺（“N-连接的糖基化”）或经由丝氨酸或苏氨酸（“O-连接的糖基化”）被连接至多肽。聚糖的合成，无论N-或O-连接的（=“N-/O-连接的”），均受到若干不同的膜锚定型糖基转移酶的活性的影响。糖蛋白可包含一个或多个聚糖连接的氨基酸（=“糖基化位点”）。具体的聚糖结构可以是直链或支链的。支化是碳水化合物值得注意的特征，这与DNA、RNA和多肽典型的直链性质相反。组合其基础结构单元的大的不均一性，单糖、聚糖结构呈现高多样性。此外，在具体的糖蛋白种类的成员中，连接到特定糖基化位点的聚糖结构可能变化，因而导致各自糖蛋白种类的微不均一性，即在种内共享多肽部分的相同氨基酸序列。

唾液酸转移酶（=“ST”）是一种糖基转移酶，其催化唾液酸（=5-N-乙酰神经氨酸=Neu5Ac=NANA）残基从供体化合物转移到（i）糖脂或神经节苷脂的末端单糖受体基团，或（ii）糖蛋白的N-/O-连接的聚糖的末端单糖受体基团。对于包括人ST种类的哺乳动物唾液酸转移酶而言，存在共同的供体化合物，即胞苷-5'-一磷酸-N-乙酰神经氨酸（=CMP-Neu5Ac=CMP-NANA）。唾液酸残基的转移也被称为“唾液酸化（sialylating）”和“唾液酸化作用（sialylation）”。

在唾液酸化的糖蛋白的聚糖结构中，（一个或多个）唾液酸(sialyl)部分通常位于该低聚糖的末端位置。由于该末端，即暴露的位置，唾液酸可以参与许多不同的生物识别现象并作用于各种各样的生物相互作用中。在糖蛋白中，可存在多于一个唾液酸化位点，即能够充当唾液酸转移酶底物并作为适用于唾液酸残基转移的受体基团的位点。原则上，此类多于一个位点可以是锚定在糖蛋白的不同糖基化位点上的多个直链聚糖部分的末端。另外，支链聚糖可具有多个可发生唾液酸化作用的位点。