炭水化物の遺伝的にエンコードされた化学架橋

タンパク質炭水化物の相互作用は、生物の発達、癌転移、病原体感染、免疫反応など、さまざまな生物学的プロセスで重要な役割を果たしますが、結合親和性と非共有性の性質のために研究と悪用に挑戦し続けています。ここでは、生体適合性条件下でのタンパク質と炭水化物の間の特に操作された共有結合を特定します。フッ化スルホニルは、近接対応反応性を介してグリカンと反応し、フッ化物スルホニルを含むバイオリクティブ不自然なアミノ酸（SFY）を利用するために、タンパク質に遺伝的にエンコードされたことを示します。SFYに組み込まれたSIGLEC-7は、in vitroで特異的に癌細胞の表面にシログリカンリガンドと架橋されました。癌細胞表面でのシログリカンの不可逆的なクローキングを通じて、SFYに組み込まれたSiglec-7は、天然キラー細胞による癌細胞の殺害を強化しました。タンパク質の炭水化物（GECX-sugar）への化学架橋を遺伝的にコードすることで、タンパク質亜鉛膜相互作用の低親和性と弱い強度に対処するためのソリューションが提供されます。

Protein-carbohydrate interactions play important roles in various biological processes, such as organism development, cancer metastasis, pathogen infection and immune response, but they remain challenging to study and exploit due to their low binding affinity and non-covalent nature. Here we site-specifically engineered covalent linkages between proteins and carbohydrates under biocompatible conditions. We show that sulfonyl fluoride reacts with glycans via a proximity-enabled reactivity, and to harness this a bioreactive unnatural amino acid (SFY) that contains sulfonyl fluoride was genetically encoded into proteins. SFY-incorporated Siglec-7 crosslinked with its sialoglycan ligand specifically in vitro and on the surface of cancer cells. Through irreversible cloaking of sialoglycan at the cancer cell surface, SFY-incorporated Siglec-7 enhanced the killing of cancer cells by natural killer cells. Genetically encoding the chemical crosslinking of proteins to carbohydrates (GECX-sugar) offers a solution to address the low affinity and weak strength of protein-sugar interactions.