n-糖基工程研究进展

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1、～一糖基工程研究进展／,-j!藿吴军刘波(军事医学科学院生物工程研究所，北京，100071)【1l]1n3969／}issn16743192009040031抗体药物的在很多问题。由于肝脏及一些淋巴细胞发展迫切需要一种高效、表面有很多甘露糖受体能够介导高甘廉价的新型糖蛋白表达系统露糖型糖蛋白的清除，因而高甘露糖型糖蛋白在体内的半衰期较短且易发生免包括抗体药物在内的糖蛋白药物已疫反应。这是现有酵母表达系统虽然具成为近年来发展最快的药物，人用抗体有诸多优点，却不能用于抗体及其他大药物剂量巨大．每剂一般达到数百毫克，部分

2、糖蛋白药物制备的主要原因。酵母一名肿瘤患者一个疗程常需要克量级的M糖基工程研究的重要目的之一就药物，因而每种抗体药物的年市场需求是通过对酵母~_糖基化修饰途径的定量往往达数百公斤至数吨。抗体Fc上向改造，使其具有类似于哺乳动物细胞作者简介的N一连接糖链是保持抗体结构稳定及或更优的糖基修饰能力．从而使酵母成吴军，军事医学科学院生物工程研究所研究员，主要从事基因工程药物的基础与Fc受体结合所必需的该糖链的结构为抗体药物产业化的优良平台．解决抗与应用研究，尤其是长效蛋白药物、糖基直接影响抗体Fc与其受体的结合力．从体药物

3、产业化的“瓶颈”问题。工程药物的研发和关键技术研究研究的两个I类新药已进八临床试验，获得发明而影响抗体依赖的细胞毒作用(antibody专利2项，发表沦文2o余篇。l0l0—66948825dependentcellularcytotoxicity，ADCC)。2酵母~-糖基工程研究进展E—mail：jun'~,u1969@163com而至今，哺乳动物细胞还是唯一用于生产具有复杂型糖基化修饰糖蛋白药物的糖蛋白是蛋白质与糖链的共价复表达系统。虽然近年来国际上哺乳动物合物．根据糖肽键的类型，糖蛋白中细胞无论在表达水平还

4、是培养规模上都的糖链可分为两大类：M连接的糖链有了长足的发展．但是由于哺乳动物细和D一连接的糖链。~-糖链连接在Asn—胞固有的生长缓慢、环境和营养要求高X—Thr／Ser保守序列中的天冬酰胺残基等一』二

5、特一一点，，一决_’．定一了。哺乳动物细胞系统依然(Asn)上(其中的x为除脯氨酸以外是高成本的基因工程蛋白生产系统。其的任意氨基酸残基)。已知，从细菌到高昂的培养费用使抗体类药物成为了最人类的各物种中，Ⅳ_糖链连接的这一昂贵的药物之一．严重制约了此类药物识别序列均是保守的。0一糖链的结构的广泛使用。比~_糖链简

6、单，连接位点比Ⅳ．糖链多，酵母作为最简单的真核生物．既具常出现在丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)、有培养成本低廉．已长期用于工业规模羟赖氨酸(Hy1)、羟脯氨酸(Hpr)等生产．表达水平高，工程株构建周期短．氨基酸残基上，因此其连接位点一般难表达系统不含任何病毒来源的元件．不以预测。鉴于M糖链位点的保守性及产生内毒素等优点．又具有真核细胞的其功能的重要性，糖基工程的研究目前大部分翻译后修饰功能，包括简单的糖主要集中在这类糖链上。链合成功能。虽然酵母合成糖链的核心结构与哺乳动物细胞相同，但其外链主2．1内质网核心~

7、．塘链的合成要由甘露糖(mannose．Man)组成即真核生物糖蛋白的M糖链合成都为高甘露糖型糖链．而非哺乳动物细胞经历内质网(ER)和高尔基体(Golgi)合成的复杂型糖链。高甘露糖型糖链使两种细胞器．内质网负责~_连接核心酵母表达的糖蛋白在作为治疗药物时存寡糖的合成，完成糖链和多肽的共价结WWWbiobusiness．corn．cn12009．04(7月)．1生物产牡技术47、壁，一耋，二0'．匿∥内质网的ManGlcNAc2糖链首先由甘露糖苷酶I(--．2一mannosidaseI．MDSI)ERl{。0。。

8、。。母切除3个一1，2连接的甘露糖残基形成Man5GlcNAc2．再由Ⅳ_乙酰葡萄糖～⋯⋯盥⋯-霉二胺转移酶I(--，2-N-acetylglucosaminyltransferaseI．GlcNAcTI，GnTI)在一1．3一臂添加一个口一1，2GlcNAc，形成脂多糖前体的合成多糖链转移修饰和加工GlcNAcMansGlcNA％：由甘露糖苷酶II／Ⅲ▲葡萄糖．Glc；o甘露糖．Man；一N-乙酰葡萄糖胺．GIcNAc(MDSⅡ／Ⅲ)切除1．3-Man和一1．合以及糖链的最初加工过程。在内质网6-Man分支，形成

9、GIcNAcMan3GlcNA％；中。N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)、甘露由~-乙酰葡萄糖胺转移酶Ⅱ～Ⅵ糖(Man)葡萄糖(Glc)等与磷酸多(GlcNAcT1I～VI，GnT11～Ⅵ)继续添加萜醇(d0l御)合成一个共同的脂多糖GlcNAc形成二天线型或多天线复杂型结构前体Glc3MangGlcNA％-dol-p-p，该前体上——GlcNAc(2-4)M