西北大学王仲孚教授团队硫酸化寡糖研究取得新进展：用于糖芯片分析的硫酸软骨素寡糖制备及结构分析新策略

　　近日，西北大学食品科学与工程学院王仲孚教授团队在硫酸化寡糖研究方面取得新进展，该团队一项研究成果、题为《Strategy for Isolation, Preparation, and Structural Analysis of Chondroitin Sulfate Oligosaccharides from Natural Sources》的论文在《Analytical Chemistry》发表（DOI：10.1021/acs.analchem.0c01410）。王仲孚教授指导的博士研究生魏明为第一作者，王仲孚教授和宋学政教授为共同通讯作者。该研究获得国家重点研究和发展项目（2018YFD0901101）、国家自然科学基金（31972024, 31670808, 31870798）资助。

 

　　作为糖胺聚糖家族的重要成员，硫酸软骨素以其多样化的硫酸化位点模式特征介导多种生物学途径并参与多种疾病的发生发展过程，其最重要的结构信息—硫酸化位点排列组合—被称为“硫酸化代码”。不少学者一直致力于不同硫酸化代码的构效关系研究，其中，利用糖芯片研究具有不同硫酸化代码的寡糖片段与糖结合蛋白（GBPs）的相互作用是研究的重要手段。但目前，由于硫酸软骨素寡糖在同分异构体水平分离纯化困难，并在利用质谱进行结构解析时易出现硫酸基脱落、检测灵敏度低、多电荷峰出现等问题，可用于糖芯片分析的硫酸软骨素寡糖均来源于极具挑战性的化学和酶法合成，极少在天然来源中获取。面对自然界中丰富的天然来源硫酸软骨素，发展一种从天然来源中分离纯化硫酸软骨素寡糖并对其硫酸化位点进行解析的完整策略有助于硫酸软骨素寡糖库的建立和构效关系分析的研究。

 

　　本研究首次采用循环制备液相色谱分离纯化了带有异二官能团试剂2-氨基-N-（2-氨基乙基）-苯甲酰胺（AEAB）标记的鲨鱼来源硫酸软骨素四聚糖组分。然后，通过N-乙酰化、羧基酰胺化、全甲基化和硅烷化试剂脱硫对每个分离纯化后的同分异构体进行多级化学衍生，最后，在正离子模式下对每个衍生后的同分异构体进行ESI-MSn结构分析。我们共分离得到16个CSO-AEAB异构体（含量最大组分为17.53 mg），并对其中10个同分异构体（>90μg）进行了结构分析。在这项研究中，循环制备型液相色谱展示了能够有效分离极性相似的天然来源硫酸软骨素寡糖的巨大潜力，多级化学衍生化策略在分析各同分异构体结构时显示出良好的稳定性和可重复性！

 

　　多年来，西北大学王仲孚教授糖生物学与糖工程研究中心创新团队不断致力于硫酸化寡糖和多糖结构分析，已建立硫酸化多糖降解及硫酸化位点分析新方法，并用于卡拉胶和硫酸化枸杞多糖结构分析中。本研究与美国埃默里大学医学院生物化学系宋学政教授团队合作，解决了天然来源硫酸软骨素寡糖在同分异构体水平分离纯化及制备的困难，结合本实验室的结构分析研究基础，创新性的提出了一种新的多级化学衍生化策略对硫酸软骨素寡糖同分异构体进行结构分析。该研究面向自然界中来源丰富的硫酸软骨素资源，为天然来源硫酸软骨素寡糖库的建立以及构效关系分析奠定坚实的理论基础，为硫酸软骨素精深加工利用提供技术支持！