N家干货 | 解锁生命科学的“魔法剪刀”：唾液酸酶及相关机制

1.背景介绍

蛋白糖基化是治疗性蛋白药物最重要的关键质量属性( CQA) 之一，常见的糖基化修饰有N-糖基化、O-糖基化和唾液酸化等。本期我们着重聊一聊其中的唾液酸、唾液酸化和唾液酸酶。

2.无处不在的唾液酸

唾液酸（Sialic Acid，简称SA）是一种天然存在的氨基糖（N端含有氨基的九碳单糖衍生物），由于最初是从牛唾液腺粘蛋白中分离出来的，因此得名唾液酸。

虽然看上去很相似，但唾液酸跟唾液真的没啥关系。而且，唾液酸是所有神经氨酸或酮基-脱氧壬酮糖酸(KDN)的N-或O-衍生物的总称，所以官方名称「N-乙酰神经氨酸」。

少量SA以游离形式存在，大多数与寡糖、脂质或蛋白质结合。通常以两种形式存在：N-乙酰神经氨酸(NANA或Neu5Ac)及其N-糖基神经氨酸(NGNA)，它是由N-乙酰基上的氢原子被羟基取代而生成的。

✦ 功能

SA不仅能促进婴儿的脑部发育，促进关节软骨生长及肠道益生菌生长，从而促进营养物质的吸收。同时在调节人体生理、生化功能和美白抗衰等方面也发挥非常重要的作用，如：抗炎、治疗流感、抗病毒、抗肿瘤、美容美白及老年痴呆等。

✦ 分布

SA自身的衍生物高达50多种并广泛存在于生物系统中，尤其在哺乳动物的脑、神经组织、血液、颌下腺、黏蛋白、初乳中存在较多。

3.唾液酸化

唾液酸化（Sialylation）是指在糖基化转移酶（Sialyltransferases，ST）介导下，将SA转移到蛋白质上形成糖苷键的一种糖基化修饰。SA可通过α-(2→3)或α-(2→6)糖苷键修饰为半乳糖和N-乙酰半乳糖胺。聚唾液酸(PolySA)是由SA分子通过α-(2→8)和/或α-(2→9)糖苷键聚合而成。由于SA修饰方式的多样性，其结构与功能的关系越来越受到重视(见下图）。

https://doi.org/10.3390/foods13010145

由于唾液酸化对糖蛋白的溶解度、热稳定、生物活性、免疫原性和药代动力学等方面影响显著，因此唾液酸化是蛋白药物产品质量评估的重要指标之一。

✦ 案例

肿瘤细胞糖基化的一个常见变化是由唾液酸转移酶ST6GAL1驱动的N-聚糖上α2→6唾液酸化的增加。

✦ 调控措施

4.唾液酸酶

唾液酸酶（exo-α-sialidase，EC.3.2.1.18）又称唾液酸苷酶或神经氨酸酶等，广泛存在于微生物和动物中，可以水解糖脂、低聚糖和糖蛋白的末端唾液酸残基。当然，其最主要的功能就是降解唾液酸。

按照氨基酸序列相似性，唾液酸酶主要分为3个家族，即：GH33、GH34和GH83。其中GH33家族大都为细菌来源的唾液酸苷酶，还包括一些简单的真核生物来源的酶；GH34家族为一些病毒来源的唾液酸酶，GH83家族包括来源于病毒的血球凝集素唾液酸酶。最著名的神经氨酸酶是病毒性神经氨酸酶（viNEU），它是防止流感感染传播的药物靶标。

✦ 应用场景

（1） 细菌性阴道病（BV）的诊断

（2）糖基化研究工具酶，如糖蛋白质组、糖脂和糖蛋白的研究

（3）抗病毒药物的研发，如奥司他韦等

5.产品清单

NovoBio可提供α2-3，6，8，9 Neuraminidase （PR2033）,该酶可催化水解糖蛋白和寡糖的 α2-3、α2-6 和 α2-8 连接的 N-乙酰神经氨酸残基。