[发明专利]唾液酸化的定量控制

说明书

本公开涉及具有N‑末端截短缺失的某些糖基转移酶变体的用途。与先前发现相反，发现某些截短表现出唾液酸酶酶促活性，特别是具有涉及各自野生型多肽的前89个N‑末端氨基酸的截短缺失的人唾液酸转移酶(hST6Gal‑I)的变体。本公开中记录的一个基本发现是，存在该酶的变体，其能够催化糖基部分的转移以及其水解。因此，公开了哺乳动物糖基转移酶的具体示例性变体，编码其的核酸，用于重组产生哺乳动物糖基转移酶的变体的方法和方式及其用途，特别是用于以定量受控方式唾液酸化作为糖蛋白诸如免疫球蛋白的部分的聚糖部分的末端受体基团的用途。

本公开涉及具有N-末端截短缺失的某些糖基转移酶变体的用途。与先前发现相反，发现某些截短表现出唾液酸酶酶促活性，特别是具有涉及各自野生型多肽的前89个N-末端氨基酸的截短缺失的人β-半乳糖苷-α-2,6-唾液酸转移酶I (hST6Gal-I)的变体。本公开中记录的一个基本发现是，存在该酶的变体，其能够催化糖基部分的转移以及其水解。因此，公开了哺乳动物糖基转移酶的具体示例性变体，编码其的核酸，用于重组产生哺乳动物糖基转移酶的变体的方法和方式及其用途，特别是用于以定量受控方式唾液酸化作为糖蛋白诸如免疫球蛋白的部分的聚糖部分的末端受体基团的用途。

背景

转移酶(EC 2)催化官能团从一种物质转移至另一种物质。糖基转移酶，酶的超家族，参与合成糖蛋白、糖脂和糖胺聚糖的碳水化合物部分。特定糖基转移酶通过将活化的糖供体的单糖部分的相继转移至受体分子来合成寡糖。因此，“糖基转移酶”催化糖部分从其核苷酸供体转移至多肽、脂质、糖蛋白或糖脂的受体部分。该过程也被称为“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”。聚糖构成最流行的所有已知的翻译后蛋白修饰。聚糖参与和粘附、免疫应答、神经细胞迁移和轴突延伸一样多样的广泛系列的生物识别过程。作为糖蛋白的结构部分，聚糖也在蛋白折叠和蛋白稳定性和生物活性的支持中具有作用。

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)和木糖被活化为尿苷二磷酸(UDP)-α-D衍生物；阿拉伯糖被活化为UDP-β-L衍生物；甘露糖(Man)和岩藻糖分别被活化为GDP-α-D和GDP-β-L衍生物；且唾液酸(= Neu5Ac; = SA)被活化为β-D-Neu5Ac的CMP衍生物。

许多不同的糖基转移酶有助于聚糖的合成。糖蛋白的碳水化合物部分的结构多样性特别大，且通过复杂的生物合成途径来确定。在真核生物中，糖蛋白的聚糖-部分的生物合成发生于内质网(“ER”)和高尔基体的内腔中。糖蛋白的单一(支链或直链)碳水化合物链通常是N-或O-连接的聚糖。在翻译后加工过程中，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”)连接至多肽。聚糖的合成，无论N-连接或O-连接(=“N-/O-连接的”)，受几种不同的膜锚定的糖基转移酶的活性影响。糖蛋白可以包含一个或多个聚糖连接的氨基酸(=“糖基化位点”)。具体聚糖结构可以是直链或支链的。支链是碳水化合物的显著特点，其与DNA、RNA和多肽典型的线性性质相反。与它们的基本构建块的大异质性组合，单糖，多糖结构表现出高多样性。此外，在特定糖蛋白种类的成员中，连接至特定糖基化位点的聚糖的结构可以变化，因此导致各自糖蛋白种类(即，共享多肽部分的相同氨基酸序列的种类)的微观异质性。

唾液酸转移酶(=“ST”)是催化唾液酸(= 5-N-乙酰神经氨酸 = Neu5Ac = NANA)残基从供体化合物转移至(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的糖基转移酶。对于哺乳动物唾液酸转移酶，包括人ST种类，存在作为胞苷-5'-单磷酸-N-乙酰神经氨酸(= CMP-Neu5Ac = CMP-NANA)的共同供体化合物。唾液酸残基的转移也被称为“唾液酸化(sialylating)”和“唾液酸化(sialylation)”。