Science：陳義華/邵峰/吳邊團(tuán)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(xì)菌的小分子代謝產(chǎn)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(xì)菌的小分子代謝產(chǎn)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(gòu)化、磷酸化、去磷酸化及核苷轉(zhuǎn)移四步反應(yīng)合成，但之前對于NDP-甘露庚糖合成酶的認(rèn)識僅限于細(xì)菌，非細(xì)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(xué)院微生物研究所陳義華團(tuán)隊與北京生命科學(xué)研究所邵峰團(tuán)隊和中國科學(xué)院微生物研究所吳邊團(tuán)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(jié)構(gòu)多樣性，發(fā)現(xiàn)多種NDP-甘露庚糖是跨界分布（細(xì)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(xué)作用奠定了基礎(chǔ)。

研究論文

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

研究論文

在這項最新研究中，合作團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，功能性NDP-甘露庚糖合成酶廣泛分布于細(xì)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(biāo)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(tuán)隊進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，CDP-甘露庚糖和UDP-甘露庚糖在人類和小鼠細(xì)胞中都是比ADP -甘露庚糖觸發(fā)更強的ALPK1依賴性免疫反應(yīng)的激動劑，而且ADP-甘露庚糖也在古菌中產(chǎn)生，并驗證了其作為先天性免疫激動劑的功能。

進(jìn)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(nèi)的一些脊椎動物進(jìn)化出ALPK1作為模式識別受體（PRR），用于免疫識別跨界產(chǎn)生的NDP-甘露庚糖。