经定义的O-乙酰基化Neu5Ac底物揭示了肠道细菌唾液酸酶的位点特异性偏好

《Glycobiology》：Defined O-acetylated Neu5Ac substrates reveal position-specific preferences of gut bacterial sialidases

　　

摘要

肠道糖胺聚糖上的唾液酸会经过O-乙酰化修饰，这种修饰可以保护糖胺聚糖免受细菌降解，并调节免疫系统的识别。然而，肠道细菌中的唾液酸酶对O-乙酰化唾液酸的特异性尚未得到充分研究。在本研究中，我们使用具有4-O-、7-O-或8/9-O-乙酰基的N-乙酰神经氨酸（Neu5Ac）化学标记的底物，对来自Bacteroides属和Akkermansia muciniphila的六种GH33唾液酸酶进行了分析。所有这些酶都采用了典型的β-螺旋结构，并表现出不同的底物偏好。虽然8/9-O-乙酰化的Neu5Ac能够被大多数酶识别，7-O-乙酰化也能够被部分酶识别，但所有共生菌来源的唾液酸酶都无法切割4-O-乙酰化的Neu5Ac。小鼠盲肠中的内源性唾液酸酶也表现出类似的行为。通过病毒中的唾液酸O-乙酰酯酶去除4-O-乙酰基后，酶的切割功能得以恢复，这表明C4位的乙酰基直接阻碍了水解反应。在结肠初级淋巴细胞和脾脏淋巴细胞中，细菌来源的唾液酸酶会导致唾液酸依赖性凝集素及Siglec-E-Fc结合能力的改变，这些变化与酶的类型、细胞类型和组织类型相关。然而在结肠组织中，只有广谱病原体来源的NanI唾液酸酶能够显著降低SNA、MAL2和Siglec-E-Fc的结合能力，而共生菌来源的唾液酸酶引起的改变较为有限。这些发现表明，Neu5Ac的O-乙酰化位置对其所在酶的活性有显著影响，并揭示了不同唾液酸酶在处理特定O-乙酰化底物时的显著差异。

结肠, 共生菌, 凝集素, 淋巴细胞, 黏蛋白