近期，我校生物工程学院高晓冬教授团队在利用酿酒酵母孢子固定化酶技术催化合成人源寡糖方面取得了重要进展，研究成果“Spore-Encapsulating Glycosyltransferase Catalysis Tandem Reactions: Facile Chemoenzymatic Synthesis of Complex Human Glycans”正式发表于ACS Catalysis (2022, 12, 3181−3188，IF = 13.084)（https://doi.org/10.1021/acscatal.1c05630）。
唾液酸-半乳糖结构（Sia-Gal）是寡糖中最丰富的末端修饰单元，广泛存在于生物体内的糖缀合物和游离糖链中，在信号转导、细胞间相互作用等方面发挥着重要功能。唾液酸结构存在与否显著影响寡糖的生物学特性和活性，并被认为与一些病理现象有关。为了系统研究Sia-Gal结构在寡糖中发挥的功能和生物学作用，开发一种简便高效的大量获取末端Sia-Gal结构的人源寡糖的方法具有非常重要的意义。酿酒酵母孢子作为一种新型的天然载体，因其独特的孢子壁结构被应用于酶的固定化研究。但目前为止，未见有利用酿酒酵母孢子固定化酶技术合成人源寡糖的研究报道。
高晓冬教授团队采用酿酒酵母孢子固定化酶策略，将两种唾液酸转移酶（ST）分别同一种半乳糖基转移酶（GalT）共同封装于酿酒酵母孢子表面，成功制备了两种含有GalT和ST的酿酒酵母孢子胶囊。利用这两种孢子胶囊，通过串联反应大量制备了包括人乳寡糖（3’SL和6’SL）、N-聚糖生物标记物（ALG1-CDG生物标记物）、Core M1 O-Man聚糖、Core 3 O-GalNAc聚糖在内的一系列含有末端Sia-Gal结构的天然低聚糖，同时成功实现了包含有近期在SARS-CoV-2病毒S蛋白受体结合域中鉴定出的两种带有单唾液酸或双唾液酸结构的Core 2 O-GalNAc聚糖文库的系统制备。孢子酶固定化技术操作简单，环境友好，可以进一步推广到用于合成复杂寡糖的其它糖基转移酶的固定化研究。
图1 酿酒酵母孢子固定化酶胶囊催化合成人源寡糖
王宁副研究员和高晓冬教授为论文的共同通讯作者，18级博士研究生晁强为论文的第一作者。上述研究得到了国家自然科学基金（21778023；21807048；31971216和22077053），山东省科技创新重大专项（2019JZZY011006），糖化学与生物技术教育部重点实验室开放课题（KLCCB-KF202101），生物工程学院青年人才托举工程等项目资助。
