利用天然质谱技术定义DC-SIGN对糖链的识别机制

《ACS Chemical Biology》：Defining Glycan Recognition by DC-SIGN Using Native Mass Spectrometry

　　

摘要

C型凝集素（CTLs）大多以Ca²⁺依赖的方式与碳水化合物（糖链）结合，这类糖链结合蛋白在免疫识别和调节中起着关键作用。其中，树突状细胞特异性ICAM-3结合非整合素（DC-SIGN）因其能够识别多种自身及病原体来源的糖链而备受关注。尽管已有大量研究，但DC-SIGN的糖链结合特异性仍不完全清楚，部分原因在于准确测定不同糖链库中凝集素与糖链之间的结合亲和力极具挑战性。在此，我们采用天然质谱技术（nMS）——这是一种无需标记物且无需固定化的方法，非常适合检测较弱的凝集素-糖链相互作用——来研究DC-SIGN的碳水化合物识别结构域（CRD）的糖链结合偏好。通过直接应用或“捕获-释放”（CaR）策略的天然质谱技术，我们能够在生理相关的非挥发性盐条件下进行定量测量和高通量筛选。此外，我们还研究了多种二价金属离子与DC-SIGN CRD的结合及其对糖链识别的影响。虽然除Ca²⁺之外的其他二价阳离子也能以相似的亲和力与CRD结合，但它们对配体结合的影响较为有限。通过对包括低聚甘露糖、人乳低聚糖、路易斯抗原和血型抗原以及神经节苷脂寡糖在内的特定糖链库进行筛选，我们发现DC-SIGN更倾向于结合低聚甘露糖和路易斯抗原，且其亲和力与甘露糖或岩藻糖残基的数量呈正相关。最后，通过CaR-nMS技术对天然N-糖链库的分析，我们确定岩藻糖化的N-糖链是DC-SIGN的配体。综上所述，这些结果明确了DC-SIGN的糖链特异性，并证明了天然质谱技术可作为全面分析C型凝集素互作网络的工具。