【预备知识】
- 植物细胞的糖工程 #213
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昆虫细胞中的工程涉及多种策略。通常使用两种不同的平台进行蛋白质的重组表达:
- 杆状病毒-昆虫细胞系统中的瞬时表达
- Sf9夜蛾(Spodoptera frugiperda)或 S2果蝇(Drosophila melanogaster)细胞中的组成型表达。
杆状病毒-昆虫细胞平台可以通过将糖基化基因包含在重组杆状病毒载体基因组或昆虫细胞系宿主基因组中来进行糖工程化。工程化宿主昆虫细胞系一直是更常见的策略,但通过在杆状病毒载体中纳入多达九个聚糖基因已取得了显著成功。已建立了 CRISPR/Cas 对 Sf9 昆虫细胞的基因靶向,并且它们用于糖工程化杆状病毒蛋白表达是可行的。
N-糖基化工程
尽管昆虫细胞具有产生复杂唾液酸化N-聚糖的遗传能力,但它们主要产生高甘露糖和寡甘露糖N-聚糖。这部分是由于加工 β-己糖胺酶 FDL 的作用,它从 α1-3-Man 分支上移除附着的 GlcNAc 残基,部分是由于低水平的 GlcNAcT-II (MGAT2) 活性。像植物一样,一些昆虫细胞可能会添加潜在免疫原性的核心 α1-3-Fuc,并且通常不添加末端唾液酸。然而,通过将编码 CMP-唾液酸合成酶 和 N-乙酰葡萄糖胺-6-磷酸 2’-差向异构酶 的基因引入昆虫细胞,已进行了唾液酸化工程。为了实现高效唾液酸化,似乎也需要一个专用的 CMP-唾液酸转运体。使用不同的策略,已实现了携带具有半乳糖基化和唾液酸封端的双触角N-聚糖的糖蛋白的生产。精确基因编辑用于敲除 Sf9 和 S2 细胞中的 fdl,以极大地改善复杂N-聚糖的形成。
O-糖基化工程
昆虫细胞执行与哺乳动物细胞相同的O-糖基化反应范围,尽管尚未探索 O-GalNAc 聚糖在与哺乳动物中相同的位点附着的程度。
此外,O-聚糖的加工仅限于主要截断的核心1结构(Tn 和 T)。尽管昆虫细胞为生产具有人类O-聚糖的糖蛋白提供了一个直接的宿主,但在这方面进行的研究很少。