Science：陳義華/邵峰/吳邊團隊證實NDP-甘露庚糖是跨界分布的免疫激動劑

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來源：生物世界

2024-08-12

細菌的小分子代謝產物，例如ADP-D-甘油-β-D-甘露庚糖（ADP-甘露庚糖）及其衍生物，在哺乳動物中發(fā)揮著有效的先天性免疫激動劑作用。

細菌的小分子代謝產物，例如ADP-D-甘油-β-D-甘露庚糖（ADP-甘露庚糖）及其衍生物，在哺乳動物中發(fā)揮著有效的先天性免疫激動劑作用。

ADP-甘露庚糖是由D-景天庚酮糖-7-磷酸（S7P）經(jīng)過NDP-甘露庚糖生物合成酶（HBE）的異構化、磷酸化、去磷酸化及核苷轉移四步反應合成，但之前對于NDP-甘露庚糖合成酶的認識僅限于細菌，非細菌來源的NDP-甘露庚糖合成酶還沒有被發(fā)現(xiàn)。

2024年8月9日，中國科學院微生物研究所陳義華團隊與北京生命科學研究所邵峰團隊和中國科學院微生物研究所吳邊團隊合作，在 Science 期刊發(fā)表了題為：The β-d-manno-heptoses are immune agonists across kingdoms 的研究論文【1】。

該研究擴展了NDP-甘露庚糖生物合成酶的分布和NDP-甘露庚糖的結構多樣性，發(fā)現(xiàn)多種NDP-甘露庚糖是跨界分布（細菌、古菌、真核生物以及病毒）的免疫激動劑，并為后續(xù)研究它們在界中的生物學作用奠定了基礎。

研究論文

早在2018年，邵峰團隊在 Nature 期刊發(fā)表論文【2】，發(fā)現(xiàn)了細菌來源的ADP-甘露庚糖能夠被哺乳動物細胞中的激酶ALPK1特異性識別，進而激活NF-κB通路介導的天然免疫反應。

研究論文

在這項最新研究中，合作團隊發(fā)現(xiàn)，功能性NDP-甘露庚糖合成酶廣泛分布于細菌、古菌、真核生物以及病毒中，一個保守的STT_R5基序被鑒定為NDP-甘露庚糖合成酶的標志，其不僅可以合成ADP-甘露庚糖，還能合成CDP-甘露庚糖及UDP-甘露庚糖。

研究團隊進一步發(fā)現(xiàn)，CDP-甘露庚糖和UDP-甘露庚糖在人類和小鼠細胞中都是比ADP -甘露庚糖觸發(fā)更強的ALPK1依賴性免疫反應的激動劑，而且ADP-甘露庚糖也在古菌中產生，并驗證了其作為先天性免疫激動劑的功能。

進化分析顯示，后口動物失去了合成NDP-甘露庚糖的能力后，包括哺乳動物在內的一些脊椎動物進化出ALPK1作為模式識別受體（PRR），用于免疫識別跨界產生的NDP-甘露庚糖。