产品推介｜抢先体验 α2-3,6,8 唾液酸酶，免费试用装限时申请！名额有限！

唾液酸

Sialic acid

唾液酸（Sialic acid），又称神经氨酸（Neuraminic acid），是一类酸性糖，具有由9个碳原子构成的吡喃糖骨架。自然界中已发现了50多种唾液酸的天然衍生物，其结构的多样性主要源于C-4、C-5、C-7、C-8和C-9位的羟基可以发生乙酰、甲基和磷酸等修饰。

其中，最常见的唾液酸主要有三种类型：N-乙酰神经氨酸（N-acetylneuraminic acid，Neu5Ac）、N-羟乙酰神经氨酸（N-glycolylneuraminic acid，Neu5Gc）和去氨基神经氨酸（3-Keto-3-deoxynonulosonic acid，KDN）。

在生物制品药物中，N-聚糖和O-聚糖上主要的唾液酸是Neu5Ac和Neu5Gc。然而，人体内主要存在Neu5Ac，而无法合成Neu5Gc（因进化过程中丢失了胞苷单磷酸N-乙酰神经氨酸羟化酶，导致细胞无法将CMP-Neu5Ac转变为Neu5Gc）。因此，含有Neu5Gc的药物可能导致人体慢性炎症或免疫反应。

唾液酸的主要骨架结构以及三种常见唾液酸衍生物

研究表明，唾液酸以短链残基的形式存在于细胞糖类复合物的非还原末端，例如寡糖、多糖、糖蛋白、神经节苷脂和脂多糖等。通常，它以α2-3（例：唾液酸糖的2号位连接到半乳糖的3号位）或α2-6（例：唾液酸糖的2号位连接到半乳糖的6号位）糖苷键与半乳糖和N-乙酰半乳糖胺相连形成糖复合物。

此外，它还可以通过α2-8（唾液酸糖的2号位连接到另一个唾液酸的8号位）或α2-9（唾液酸糖的2号位连接到另一个唾液酸的9号位）或糖苷键连接到其他唾液酸上形成线性同聚物。人类体内以及生物制品药物中主要产生两种连接的唾液酸，即α2-3和α2-6，人体更偏向于α2-6连接。同时，不同的连接方式在重组蛋白药物中具有不同的功能和效用。

Neu5Ac不同连接方式示意图

在重组蛋白药物中，唾液酸的类型和连接方式都能显著影响药物的免疫原性、稳定性、药物活性以及药代动力学。

举例来说，西妥昔单抗Fab段上N-糖末端的Neu5Gc可能引发免疫副反应，同时导致西妥昔的半衰期缩短；而在静注人免疫球蛋白（IVIG）中，起到抗炎作用的成分主要是含有高唾液酸的组分，其中Fc N-糖末端的唾液酸主要为α2-6连接，只有α2-6连接的末端唾液酸才能发挥抗炎作用。

因此，在重组蛋白药物的生产过程中，确定唾液酸的绝对含量、不同类型唾液酸的水平以及连接方式至关重要。对于上述检测或糖肽富集，除去非还原末端的唾液酸残基通常是不可或缺的一步。

α2-3,6,8 唾液酸酶

Sialidases，EC 3.2.1.18

唾液酸酶（Sialidases，EC 3.2.1.18），又称神经氨酸苷酶（Neuraminidase），是一种外切糖苷酶，在非还原末端具有唾液酸的寡糖、糖蛋白质、粘蛋白和糖脂质上发挥作用。

它是一类水解酶，能够催化酮糖苷键的水解，释放出唾液酸。唾液酸酶广泛存在于病毒、细菌和脊椎动物中。在真核生物中，唾液酸酶能够修饰细胞表面的唾液酸类糖蛋白，通过介导细胞的识别和黏附来调节细胞与细胞、细胞与分子之间的相互作用。

在原核生物中，已发现超过70种微生物含有唾液酸酶。每种唾液酸酶都表现出对特定键和糖缀合物类型的偏好。根据对特定键的偏好，唾液酸酶可以进行分类，例如，能够催化α2-3、α2-6和α2-8糖苷键断裂的唾液酸酶被称为α2-3,6,8 唾液酸酶。

不同来源唾液酸酶的性质特征

目前，对细菌来源的唾液酸酶进行了广泛的研究，多数细菌的唾液酸酶能够催化α2-3、α2-6和α2-8键连接的唾液酸的水解。

在这些研究中，产气荚膜梭菌（Clostridium perfringens）的唾液酸酶引起了特别关注，其中包括1个内分泌唾液酸酶NanH和2个外分泌唾液酸酶NanI和NanJ。NanH仅包含催化结构域（GH33CM），而NanI和NanJ的结构域相对更为复杂。

Clostridium perfringens唾液酸酶的模块化结构。NanJ示意图上显示了对应于模块边界的氨基酸数字。命名规则如下：CBM32，家族32的碳水化合物结合模块；CBM40，具有与家族40 CBM相同氨基酸序列的模块；GH33CM，家族33糖苷水解酶催化模块；UNK，功能未知且与已知功能的其他蛋白质序列相似性很小的模块；X82，被分类为家族82 X模块的未知功能模块；FN3，一个与纤维连接蛋白III型域有远程同源性的模块。

在结构层面，唾液酸酶的催化结构域通常呈现为六叶β-螺旋折叠（six-bladed β-propeller fold）结构，由六个四链反平行β片围绕一个伪六重旋转轴（pseudo sixfold axis）排列。

在序列上，这些酶包含RI/LP（Arg-Ile/Leu-Pro）和Asp-box（Ser/Thr-X-Asp-[X]-Gly-X-Thr-Trp/Phe，其中X代表任何氨基酸）两种保守基序。Asp-box基序可能位于多个位置，关键地调控酶的分泌和底物特异性。此外，活性位点周围的表面电荷为负，有助于蛋白质定位到糖缀合物底物。

催化位点中含有三个精氨酸组成的精氨酸簇，与Neu5Ac的羧酸基团相互作用，以稳定底物的正确取向。谷氨酸（E）负责稳定这些精氨酸，并维持活性位点的结构。酪氨酸（Y）和精氨酸（R）则通过氢键作用于底物的C1-C2键附近，以进一步稳定底物。此外，这些酶还包含一个由多个芳香族侧链构成的疏水口袋，专用于容纳底物的N-乙酰基团。

NanI的GH33CM与Neu5Ac的复合物结构示意图（PDB ID: 2BF6）

参考文献