[发明专利]一种可被OGT识别的半乳糖修饰检测探针

说明书

本发明涉及生物活体标记领域，具体涉及一种半乳糖修饰水平检测探针，该检测探针为6AzAc₄Galactose，所述修饰受O‑GlcNAc糖基转移酶OGT和O‑GlcNAc糖基水解酶OGA调控。OGT通过识别UDP‑6Azgalatcose发生相应的糖基化修饰实现半乳糖修饰水平的检测；6AzAc₄Galactose在细胞内的代谢标记受半乳糖合成途径中关键酶GALT和GALE的调控。本发明所开发的6AzAc₄Galactose探针可以在检测半乳糖在病理生理等条件下修饰水平的变化，对半乳糖代谢相关疾病的诊断治疗提供可靠方法。

技术领域

本发明涉及生物活体标记领域，具体涉及一种半乳糖修饰水平检测探针。

背景技术

GlcNAc糖基化是将单个N-乙酰葡萄糖胺( N-acetylglucosamine，GlcNAc) 分子连接在蛋白质丝氨酸或苏氨酸的羟基上的一种动态可逆的翻译后修饰，在细胞转录、信号转导、蛋白质降解和凋亡等生物进程中发挥关键作用。O-GlcNAc糖基化作为一种重要的蛋白质翻译后修饰，是由O-GlcNAc转移酶 (O-GlcNAc transferase, OGT)和O-GlcNAc糖苷水解酶(O-GlcNAcase, OGA)动态调控的。细胞内O-GlcNAc糖基化的供体底物UDP-GlcNAc主要是由营养物质代谢后通过己糖胺合成途径(hexosamine biosynthetic pathway，HBP)而来。人体中，大约有2%～5%葡萄糖通过HBP信号通路进入UDP-GlcNAc的生物合成。除此之外UDP-GlcNAc的生物合成也需要氨基酸、脂肪酸和核苷酸的参与，研究表明，OGT活性及O-GlcNAc糖基化水平很大程度上依赖于细胞中供体底物UDP-GlcNAc的水平。细胞内O-GlcNAc糖基化的程度通常反映了UDP-GlcNAc水平的改变，被认为是人体营养物质代谢水平的传感器。

近年来O-GlcNAc异常糖基化在肿瘤发病机制和治疗靶点研究领域成为热点，通过对特定生物大分子的化学标记，可以从分子、细胞和个体等多个层次揭示生物大分子动态修饰的特征和调控机制。随着蛋白质组学和质谱检测技术的快速发展，已鉴定到大量的O-GlcNAc修饰蛋白和位点，而其中多数蛋白质O-GlcNAc糖基化修饰的生理功能亟需通过探针进一步研究。针对O-GlcNAc糖基化特定位点的动态调控开发高效特异的个性化分子探针，对进一步揭示O-GlcNAc在疾病发生发展过程中的作用至关重要，也是实现临床分子诊断并进行靶向干预的关键。

Bertozzi课题组利用HBP补救途径先后开发了两种经典探针全乙酰化叠氮基乙酰葡萄糖胺Ac₄GlcNAz（1）和全乙酰化叠氮基乙酰半乳糖胺Ac₄GalNAz（2）；Pratt课题组开发的6-炔基-6-脱氧-乙酰氨基半乳糖（6AlkAc₃GlcNAc，3）可以特异性标记胞内蛋白，并且发现caspase-8发生O-GlcNAc糖基化后可以抑制其活化进而减少细胞凋亡；Vocadlo课题组将具有荧光性能的硝基苯恶二唑（nitrobenzoxadiazole，NBD）与氨基葡萄糖的二位氨基相连制备GlcN-NBD，该探针可以在细胞内一步标记O-GlcNAc糖基化修饰蛋白；北京大学陈兴教授课题组最近报道了两种部分丙酰基修饰的非天然糖1，3-Pr₂GalNAz（4）和1，6-Pr₂GalNAz，他们发现，GalNAz羟基的部分酰基化能够显著提高GalNAz的代谢标记效率，同时避免S-糖基化副反应的发生。利用这种新型的非天然糖，他们在小鼠胚胎干细胞中鉴定出一种 ESRRB转录因子能够被O-GlcNAc 糖基化修饰，该ESRRB的O-GlcNAc 糖基化对在mESC的再生和多能性中发挥关键的作用；此外，陈兴教授课题组前期还利用脂质体靶向策略实现了对肿瘤选择性的标记。