近日,新加坡國立大學楊潞齡醫學院(Yong Loo Lin School of Medicine)的團隊,開發出一項醣化工程(glycoengineering)平台,透過對肺炎鏈球菌進行重新編程所打造的該平台,能產生客製化的聚醣體,可望幫助器官移植或輸血時避免排斥作用。該研究發表於期刊《Science Advances》。
該研究由新加坡國立大學助理教授Chris Lok-To Sham所領導,其發現在包裹許多細菌的莢膜多醣(CPS)中所含的多種醣基轉移酶(glycosyltransferase, GT),可用來製造客製化的聚醣,且運用越多種類的醣基轉移酶,就能合成越獨特的聚醣。
研究團隊發現,透過調降前驅運輸蛋白(precursor transporter)的特異性,可讓更多醣化殘基(residue)進入細胞質,並創建出能夠對聚醣鍵進行分子插入、刪除、取代和一般修飾的多功能平台,使客製化聚醣的生產具有相當大的靈活性。
目前,該團隊已成功合成多項與臨床應用相關的聚醣,如:與血型相關的Galili抗原、血型抗原和路易士(Lewis)抗原。運用這些抗原,可望幫助器官移植和進行輸血時,避免發生嚴重的抗體排斥作用。
研究論文指出,這項平台是透過對肺炎鏈球菌中的莢膜多醣生化途徑進行重新編程,所開發而來。醣基轉移酶通常會採用三種折疊方式,分別製造出GT-A、GT-B和GT-C三種蛋白質,而該團隊也運用這三種折疊法進一步開發平台。
這項研究除了開創出上述的客製化聚醣平台外,同時也證實位於GT-B酶中央的裂口構型,對於確定受體特異性很重要,並發現由於前驅運輸蛋白的特異性降低時,能讓更多醣化殘基進入細胞質,因此,前驅運輸蛋白有助於生物體合成聚醣時的整體還原度。
專門探討生物體內醣分子結構與其功能的「醣科學」,是一項比蛋白質更新穎的研究學門。在台灣,中研院院士翁啟惠亦是該領域的重要專家,近年化學諾貝爾獎呼聲極高,其研究衍生的醣化工程技術平台,技轉給磐石醫藥開發去醣衣重組蛋白疫苗(SMG)中。
而國內醣基生醫(6586)也正以醣分子修飾技術,研發生物改良新藥、抗體藥物複合體(ADC)、次世代抗體藥物中。今年9月18日,醣基也宣布與關鍵平台授權自免疫功坊,同樣由「台灣抗體之父」張子文創辦的諦醫生技合作,以交叉授權(cross licensing)方式組「CHO-TEM」創新聯盟平台,開發ADC藥物。
參考資料:
1. 論文原文:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi8157
(編譯/巫芝岳)