[发明专利]一种岩藻糖苷酶及其在制备孟买型红细胞中的应用

说明书

本发明属于糖生物学技术和工程领域，具体涉及一种新型的岩藻糖苷酶及其酶活性和应用，该酶可以有效的作用于位于细胞表面的多糖结构，命名其为细胞表面岩藻糖苷酶I(cell surface fucosidase I，简称为csFase I)。本发明发现并证明csFase I能有效地切除位于活性红细胞细胞表面的H‑抗原上的α‑1,2岩藻糖，有效的将O型红细胞转化为稀有的孟买型红细胞，为解决孟买血型病人供血极为困难的现状，提供了一种简单快速的新途径；并为糖生物学以及生物医药的研究提供了一种新的方法。

技术领域

本发明属于糖生物学技术和工程领域，涉及岩藻糖苷酶的制备方法及应用，尤其是在制备孟买型红细胞中的应用。

背景技术

现有技术公开了糖基化修饰是细胞表面一种主要的修饰，在细胞间的识别过程中，发挥着极为重要的功能；岩藻糖基化作为糖基化的一种，广泛存在各种细胞表面，也发挥着重要的生物学功能[1]。

L-岩藻糖广泛存在于哺乳动物，植物和昆虫细胞中，含L-岩藻糖的糖复合物在这些生物的许多生理和病理的过程中起着至关重要的作用，如炎症反应，细菌和病毒的感染，肿瘤的转移，遗传疾病的发生，受精过程，抗体的免疫激活效应以及过敏反应等等[1,2,3]。岩藻糖基化过程主要由岩藻糖基转移酶(FucTs) 介导，根据岩藻糖苷酶催化岩藻糖连接方式，可将FucTs分为α-1,2，α-1,3/4，α-1,6 和O-FucTs，这些岩藻糖基转移酶能将岩藻糖供体二磷酸鸟苷-岩藻糖(GDP-Fuc) 上的岩藻糖以相应的键连接至受体寡糖，糖蛋白或者糖脂上，完成岩藻糖基化过程[1]。岩藻糖通常存在于聚糖结构末端以及部分糖蛋白上的核心区域，特定的末端聚糖修饰(包括岩藻糖基化)可以赋予寡糖独特的功能特性，并且在个体发育和细胞分化过程起着非常重要的作用，岩藻糖基化聚糖的重要作用已经在多种生物学过程中得到证实。

现有技术还公开了岩藻糖基化与人类血型有着密切关系；血型抗原通常由糖蛋白和糖脂的糖类决定簇决定[4]。红细胞表面的ABH抗原决定了人类的ABO 血型系统，O血型是由一个免疫显性单糖α-1,2岩藻糖决定的，通过FUT1基因编码糖基转移酶合成(如图1所示)[5,6]。关于ABO血型输血，目前临床上主要以输同型血为原则[7,8]，正常情况下A型人输A型血，B型血的人输B型血，但在某些紧急情况下，AB血型的人可以接受任何血型，O型血可以输给任何血型的人[9]，但由于O型个体血浆中含有抗A和抗B抗体，O血型个体只能接受 O型红细胞，如果将A、B、AB型的红细胞输入至O型血患者的体内，将引起不同程度的免疫性溶血和不良输血反应。

临床研究显示，有一类被称为孟买血型的个体，由于岩藻糖转移酶FUT1的突变，导致其不能产生H抗原(如图1所示)[10,11]，孟买血型血液中存在抗 O型红细胞表面H抗原的抗体，所以孟买型病人只能接受同为孟买型供体的输血。调查显示，全球孟买型的个体极为稀少，Bhatia和Sathe检测了167404名印度孟买人，得到的频率大约在1/7600[12]。中国的孟买型个体的频率更低，目前仅有数十例报道[13,14]。临床研究还发现有被命名为类孟买型血型的人群；该人群的血清会与H-抗原发生弱反应，有研究统计，中国台湾的类孟买血型概率大概在1/8000左右[15]，在我国广西和福建等部分地区也有相对较高的分布[16,17]；由于孟买型血极为稀少，如何实现孟买血型和类孟买血型病人快速有效的配血，是临床面临的巨大挑战。