? ? 大家好，今天跟大家分享一篇最近在JACS上發(fā)表的文章，文章的題目為：“What Is Hidden Behind Schiff Base Hydrolysis? Dynamic Covalent Chemistryfor the Precise Capture of Sialylated Glycans”。本文的通訊作者為中科院大連化物所的卿光焱研究員和梁鑫淼研究員。卿光焱課題組研究方向主要是翻譯后修飾蛋白質組學的智能富集材料、生物分子響應性聚合物及其生物應用等。

? ? 糖是維持生命體運行的重要物質。細胞表面的聚糖參與并調控廣泛的生物學過程，例如細胞信號，細胞增殖和遷移。而位于細胞表面最外層的唾液酸化聚糖則的異常表達與多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及轉移密切相關，并且唾液酸化糖蛋白已經廣泛應用于癌癥臨床生物標志物。然而，全面的分析和鑒定唾液酸化多糖是一個異常復雜的事情。首先，唾液酸化糖肽的豐度很低，僅占總多肽的0.01-0.03%。此外，唾液酸與其他聚糖結合的時候還會存在很多連鍵的不同。這些都增加了唾液酸化分析的難度。當前聚糖分析的方法主要有肼化學法、凝集素親和色譜法、硼酸親和色譜法和親水相互作用色譜法等。這些方法各有優(yōu)缺點，例如，與其他方法比較，肼化學法的選擇性要好很多，但是由于對多糖的不可逆破壞會導致聚糖結構信息的丟失。其他的方法對于糖基化位點的覆蓋度和選擇性則都不盡如人意。因此，需要開發(fā)高效的唾液酸化聚糖及糖肽的富集方法。

? ? 本文提出了一種基于席夫堿亞胺鍵的可逆動態(tài)共價方法用于特異性富集唾液酸聚糖及糖肽的新方法，并對其中的作用機制進行了探索（圖1）。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

? ? ?首先，通過使用兩個模型分子Neu5Ac和圖2中的席夫堿A，他們對唾液酸的酸性在席夫堿水解中的作用進行了探討。在正常情況下，席夫堿A物質在水溶液中分解為B和苯乙胺的速率很慢。而當Neu5Ac加入之后，席夫堿A的水解速率顯著增強。利用他們自己制備的色譜柱對該過程的產物進行分離和質譜的鑒定，結果發(fā)現(xiàn)加入Neu5Ac之后的產物為PEA-Neu5Ac。

? ? 此外，他們還發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象，那就是在Neu5Ac加速席夫堿A水解之后產生的分解產物B自身具有自組裝的能力，這進一步加速了水解反應的進行（圖3）。為了驗證這一過程，他們對席夫堿A加入Neu5Ac之后的水解產物進行了質譜分析和原子力顯微鏡觀察。質譜結果顯示相差142的梯度峰出現(xiàn)，而142正好是分解產物B的分子量。原子力顯微鏡發(fā)現(xiàn)水解產物B自組裝產生了大量的長條帶，平均高度為20nm。而單獨的B物質也能自組裝產生類似的結構。

? ? 在解釋了席夫堿可逆共價吸附的機理之后，作者使用標準糖蛋白和人血清蛋白對該方法進行了應用。結果如圖4b所示，在Fetuin和BSA的摩爾比為1:5000的情況下依然達到了很多的唾液酸多肽富集效果如。而使用人血清樣本，比較了該材料與其他富集材料的吸附容量，發(fā)現(xiàn)該材料是最好的，并且該材料的唾液酸多肽回收率平均在95.5%。

? ? 綜上，本文提出了一種基于席夫堿的可逆共價結合策略富集唾液酸糖肽，并對其中的富集機理進行了深入研究，最后將該材料進行了復雜生物樣品的實際應用。從材料科學的角度來看，該文的設計策略打破了以往以材料的化學穩(wěn)定性為前提的經典認知。

原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c01970