近日，中國(guó)科學(xué)院海洋研究所海洋生物制品研究組在海參糖胺聚糖的酶法合成及其抗凝血機(jī)理研究方面取得重要突破，相關(guān)成果發(fā)表在美國(guó)化學(xué)會(huì)期刊JACS Au，并被選為封面文章。
海參糖胺聚糖，又稱為巖藻糖基化硫酸軟骨素（FCS），是從海參中發(fā)現(xiàn)的一種具有獨(dú)特支鏈結(jié)構(gòu)的糖胺聚糖。前期研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)CS具有良好的內(nèi)源性抗凝血活性和較低的出血風(fēng)險(xiǎn)，是開發(fā)新一代安全、高效的抗凝血藥物的理想候選分子。但是，由于天然來源FCS的巖藻糖基化位點(diǎn)，尤其是硫酸化位點(diǎn)的多樣性，導(dǎo)致FCS結(jié)構(gòu)不均一，限制了天然FCS抗凝血藥物的開發(fā)進(jìn)程。
本團(tuán)隊(duì)首次開發(fā)了一套雙酶級(jí)聯(lián)合成系統(tǒng)，利用人工定向改造的巖藻糖基轉(zhuǎn)移酶Hpα1,3-FucTM和L-巖藻糖激酶/GDP-巖藻糖焦磷酸化酶雙功能酶BfFKP，以硫酸軟骨素A（CSA）和硫酸化巖藻糖為原料，在“一釜雙酶”反應(yīng)中高效生物催化合成具有特定巖藻糖基化和硫酸化的FCS多糖，突破了FCS多糖的人工合成技術(shù)瓶頸。而且，本研究通過利用該體系成功合成了多種特定巖藻糖基化和硫酸化模式的FCS多糖，包括FCSA,F4SCSA,FNMSCSA和F2S4SCSA。其中，合成產(chǎn)物F2S4SCSA多糖的抗凝血活性顯著強(qiáng)于臨床常用抗凝血藥物——低分子量肝素（LMWH），且特異性靶向人內(nèi)源性凝血因子IXa，具有較低的出血風(fēng)險(xiǎn)；此外，通過SPR等技術(shù)手段，詳細(xì)闡明了FCS的精細(xì)構(gòu)效關(guān)系及其發(fā)揮內(nèi)源性抗凝血作用的分子機(jī)制，為開發(fā)新型安全、高效的FCS抗凝血/抗血栓藥物奠定重要基礎(chǔ)。
中國(guó)科學(xué)院海洋研究所為論文第一完成單位，實(shí)驗(yàn)海洋生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室李榮鋒副研究員為論文第一作者和通訊作者，劉元杰為共同第一作者。該研究得到南通市自然科學(xué)基金和青島市西海岸校長(zhǎng)基金聯(lián)合資助。
