改造大肠杆菌，生产“个性化”糖蛋白

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    [生物通讯]发表在12月2日期《科学》（Science）杂志上的一项新研究，使利用细菌来制造用于治疗药物的复杂人类蛋白的梦想距离现实又近了一步。

    来自瑞士和英国的研究人员报道，他们对大肠杆菌Escherichia coli 进行遗传改造，使其携带一个至为重要的细胞器，这个细胞器通过一个已知叫做糖基化的过程将糖分子补充到新合成的蛋白中。

    这项发现为人工合成复杂人类蛋白如因子VIII和刺激骨髓中干细胞分化产生红细胞的激素－－促红细胞生成素等打开了希望的大门。这两种蛋白都需要补充进能够正确行使功能的糖分子，目前只能通过培养哺乳动物细胞获得，而这种方法不但昂贵，而且流程上也存在很大的技术困难。

    通过糖基化过程补充糖到蛋白上对于明确蛋白在机体中执行的任务至为关键，因为糖分子可以帮助蛋白折叠成特殊的三维结构，这些结构决定了该蛋白与其它蛋白之间如何相互作用。

    简单的细菌细胞正常情况下不含高等生物如人类等使用的糖基化细胞器类型。直到现在，这仍是能在细菌中生产的人类蛋白类型的一大限制。

    来自苏黎世的瑞士联邦技术研究院、伦敦卫生学与热带医学院和伦敦皇家学院的科学家们首次证明，空肠弯曲菌Campylobacter jejuni 独特地含有与高等生物类似的糖基化细胞器。他们开发出一种将这个细胞器转移到广泛用于工业化蛋白生产的大肠杆菌中的新技术。

    伦敦皇家学院的Anne Dell 教授表示：

    “我们现在只是刚刚开始了解糖分子在监控和引导我们机体中细胞的日常生活中所起的至为关键的生物学作用。这项研究为大批量生产用于科研和产业的个性化糖蛋白开辟了一条途径。”

    通过生物科学部拥有的高灵敏度质谱仪以及M-Scan质谱研究和培训中心的设施，由Dell教授和Howard Morris教授领导的皇家学院的研究人员精确识别出C. jejuni中的糖基化的本质特点，包括糖分子附着在蛋白上的确切位置。

    苏黎世的同事接下来将C. jejuni的糖基化细胞器插入到大肠杆菌中，然后通过突变分析方法检验其在大肠杆菌中是否工作。

    “对于了解糖分子在我们机体中所起的重要作用，我们只是刚刚抓住一点皮毛。”Dell教授说。“许多普通疾病包括某些类型的风湿性关节炎和肌营养不良等都与蛋白表面精细的糖分布平衡的破坏有着紧密关联。破译这些复杂的相互作用对于开发出新研究工具将产生巨大的帮助。”

    伦敦卫生学与热带医学院的Brendan Wren 教授补充说：

    “C. jejuni被认为是世界上引起肠胃疾病的主要细菌，能够导致严重的神经疾病。尽管这种生物十分重要，但对于它的了解很少。除了用于糖基化工程的潜力，这个新发现的糖基化系统还可用于开发疫苗，降低弯曲杆菌相关疾病的发病率。

生物通编译自BIO.COM