综述:人类 ABO 血型抗原化学酶法合成研究新进展

【字体: 时间:2025年05月22日 来源:Biotechnology Advances 12.1

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  本综述聚焦 ABO 血型抗原(A、B、H 抗原)合成研究,介绍化学、酶法及化学酶法合成进展,重点探讨天然 ABH 抗原的酶法组装新成果,分析其在输血、疾病(如幽门螺杆菌感染等)中的作用及合成挑战与应用前景。

  

摘要


ABO 血型抗原(A、B、H 抗原)是细胞表面糖表位,在生理过程和输血中具重要作用,其结构多样性与病原体感染易感性相关。合成方法包括化学、酶法及化学酶法,其中酶法借助温和条件避免繁琐保护基操作,主要依赖 Leloir 糖基转移酶、糖苷酶等。本文综述近年 ABH 抗原合成进展,侧重天然抗原的酶法组装新发展。

引言


ABO 血型系统由 Karl Landsteiner 于 1901 年发现,是研究最广泛的血型系统。1980 年代后,Clausen 等扩展了对 H 型 3、Gal-A 和 A 型 3 结构的认知。ABO 血型抗原决定簇为 A、B、H 三种聚糖结构,通过糖基转移酶(GTs)作用生成,附着于糖蛋白和糖脂,广泛分布于人体组织和分泌液中。

ABH 抗原结构差异源于末端糖表位:A 抗原为 GalNAc-α1,3-(Fuc-α1,2)-Gal,B 抗原为 Gal-α1,3-(Fuc-α1,2)-Gal,H 抗原为 Fuc-α1,2-Gal。A、B 抗原分别由 GTA 和 GTB 转移 GalNAc 和 Gal 至 H 抗原生成。根据载体前体结构,天然 ABH 抗原分为 I 型(Gal-β1,3-GlcNAcβ)、II 型(Gal-β1,4-GlcNAcβ)等多种亚型。

ABO 血型相关研究涵盖输血、器官移植、肿瘤发生等领域。病原体如幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)、空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)等可模拟血型抗原,且 ABH 抗原与霍乱、心血管疾病、癌症等密切相关。随着对其生物学作用的认识加深,高效合成 ABH 抗原成为研究重点。化学酶法结合化学合成灵活性与酶催化的区域 / 立体选择性,在温和条件下实现聚糖合成,避免繁琐保护基操作。

化学合成 ABO 抗原


寡糖化学合成面临正交保护基选择与操作挑战,每步糖基化和脱保护均需纯化,过程繁琐耗时(Lepenies 等,2010;Muthana 等,2009)。

酶法与化学酶法合成 ABO 抗原


化学合成中聚糖部分的区域 / 立体选择性是难题,需多步保护 / 脱保护和糖基化操作。酶法合成通过酶催化的高效选择性解决这一问题,具有反应条件温和、无需复杂保护基等优势,主要依赖 Leloir 糖基转移酶,辅以糖苷酶和糖磷酸化酶。化学酶法结合两者优势,为 ABH 抗原合成提供了更高效路径。

结论与展望


近几十年 ABO 抗原合成方法取得显著进展,推动了糖生物学基础研究与生物技术应用。合成的 ABH 抗原可作为配体研究与细菌毒素结合亲和力(Karki 等,2016),或用于磁珠法捕获病毒株(Dhawane 等,2016)。未来需进一步优化合成方法,拓展其在疾病诊断、疫苗开发等领域的应用。

利益冲突声明


作者声明无已知可能影响研究的财务利益或个人关系。

致谢


感谢山东省自然科学基金(ZR2023QB265)资助。
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