<行业新闻>糖蛋白和糖脂的岩藻糖基化在霍乱毒素感染中的对立作用

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霍乱是一种由霍乱弧菌(Vibrio cholerae)引起的严重腹泻病，霍乱毒素(CT)是其主要的致病因子。CT属于AB5家族毒素，拥有一个催化A亚单位和五个细胞表面结合B亚单位(CTB)。该毒素通过CTB与小肠上皮细胞表面的受体结合，随后内化并逆向运输至内质网(ER)，导致细胞内cAMP水平上升，引发剧烈腹泻。近年来，随着对CT与宿主细胞相互作用分子机制的研究深入，科学家们发现岩藻糖基化糖脂和糖蛋白在这一过程中扮演着重要角色。

该研究旨在探讨不同类型的岩藻糖基化糖脂和糖蛋白如何影响CT与宿主细胞的结合及毒性作用。具体来说，德克萨斯大学西南医学中心Jennifer J. Kohler团队研究了B3GNT5和B3GALT5两个基因编码的酶在合成特定糖脂和糖蛋白中的作用，以及这些糖脂和糖蛋白如何作为CT的功能受体或诱饵受体，从而调节宿主细胞对CT的敏感性。

B3GNT5基因是一种参与乳糖和新乳糖系列糖鞘脂(GSLs)合成的酶。研究发现，在Colo205细胞中敲除B3GNT5基因后，CT与细胞的结合减少，但细胞对CT的敏感性增加。相反，过表达B3GNT5基因则增加了岩藻糖基化GSLs的产生，保护细胞免受CT的毒性作用。这表明岩藻糖基化GSLs可以作为CT的诱饵受体，减少CT对功能受体的结合。此外，B3GALT5基因编码的酶参与岩藻糖基化O-连接和N-连接糖蛋白的合成。敲除B3GALT5基因后，细胞中岩藻糖基化糖蛋白的产量增加，导致CT与细胞的结合和毒性作用增强。进一步实验表明，同时敲除B3GALT5和B3GNT5基因后，虽然岩藻糖基化GSLs的产生被消除，但细胞对CT的敏感性仍然增加，说明岩藻糖基化糖蛋白也可以作为CT的功能受体。

为了进一步验证岩藻糖基化的具体作用，研究者使用了两种CTB突变体：W88K突变体破坏了CTB与GM1糖脂的结合，但不影响与岩藻糖基化糖脂的结合；H18L突变体则相反，破坏了CTB与岩藻糖基化糖脂的结合，但不影响与GM1的结合。实验结果显示，H18L突变体在B3GALT5-KO细胞中的结合显著减少，而W88K突变体的结合未受影响，进一步证实了岩藻糖基化糖脂和糖蛋白在CT结合中的不同作用。

本研究揭示了岩藻糖基化糖脂和糖蛋白在霍乱中毒中的复杂作用机制。岩藻糖基化GSLs作为诱饵受体，可以减少CT对功能受体的结合，从而保护细胞；而岩藻糖基化糖蛋白则作为功能受体，促进CT的结合和毒性作用。这些发现不仅有助于理解CT与宿主细胞相互作用的分子基础，也为开发新的抗霍乱策略提供了潜在靶点。