糖基化分析在生物制藥中的應用


  生物制藥與疫苗     |      2025-11-24
2024年全球抗體藥物市場規(guī)模近3000億美元,其中Keytruda等重磅藥物年銷售額超三百億美元,中國抗體藥物市場規(guī)模達到1375億元,同比增長33%,2018-2024年復合增長率42.05%,增速顯著高于全球平均水平。在抗體藥領域,抗體藥物的有效性、安全性和穩(wěn)定性高度依賴于蛋白質(zhì)的糖基化修飾。糖基化不僅影響抗體的結(jié)構(gòu),還直接決定其與免疫細胞的相互作用、半衰期及免疫原性。相較于傳統(tǒng)化學試劑,生物酶憑借高效、精準、溫和的特性,成為糖基化分析的“新寵”。
抗體三維結(jié)構(gòu)(AI生成)
糖基化分析工具酶
糖苷酶
名稱
酶切位點
特點
唾液酸修飾
唾液酸酶(a2-3,6,8)
糖蛋白和寡聚糖上通過a2-3,a2-6,a2-8鍵連接的唾液酸
可同時作用于N-羥乙酰神經(jīng)氨酸和N-乙酰神經(jīng)氨酸。
唾液酸酶(a2-3,6,8,9)
糖蛋白和寡聚糖上通過a2-3,a2-6,a2-8和a2-9鍵連接的唾液酸
可同時作用于N-羥乙酰神經(jīng)氨酸和N-乙酰神經(jīng)氨酸;可以忍受0.5%-1.0%的去污劑。
N-糖基化修飾
PNGaseF
天冬酰胺和最內(nèi)側(cè)的GIcNAc之間的糖苷鍵
適用于抗體和糖蛋白的N-糖基完全去除;
可在變性與非變性條件下切割糖蛋白。
重組EndoH
N-糖蛋白中的高甘露糖和某些雜合型寡聚糖的殼二糖核心結(jié)構(gòu)
適用于抗體或者其它糖蛋白的N-連接高甘露糖的完全去除。存儲液中不含甘油。
O-糖基化修飾
O糖蛋白酶
粘蛋白型O-連接糖(無論是否唾液酸化)的絲氨酸或蘇氨酸殘基
適用于O-糖基化分析;無需唾液酸酶預先處理。
糖基化修飾過程及影響
涉及到的酶:糖苷酶(如PNGaseF、β-半乳糖苷酶)負責糖鏈修剪,糖基轉(zhuǎn)移酶(如β-1,4-半乳糖基轉(zhuǎn)移酶、α-2,6-唾液酸轉(zhuǎn)移酶)負責糖單元添加,具體過程如下:
第一步:糖鏈修剪。用糖苷酶切除抗體Fc段N-糖鏈上的非目標結(jié)構(gòu)(如巖藻糖、多余的葡萄糖),生成“核心糖鏈骨架”(通常為GlcNAc2-Man-GlcNAc?)。
第二步:糖單元添加。按目標糖型(如高半乳糖型、高唾液酸型),依次加入對應的糖基轉(zhuǎn)移酶和糖供體(如UDP-半乳糖、CMP-唾液酸),酶催化糖供體上的糖單元轉(zhuǎn)移至核心骨架的特定位點,形成均一糖鏈。
第三步:終止反應。通過升溫(50-60℃維持10-15min)調(diào)節(jié)或加入EDTA終止酶活,避免過度修飾。
糖基化修飾影響抗體的功能特性:
①ADCC/CDC效應:巖藻糖基化降低抗體與FcγRIIIa受體的親和力,降低ADCC活性;平分型GlcNAc修飾可增強ADCC效應。
②半衰期調(diào)控:唾液酸化延長抗體在血清中的半衰期,而高甘露糖基化易被肝臟清除,縮短半衰期。
③免疫原性:非人源糖基化結(jié)構(gòu)(如α-半乳糖)可能引發(fā)免疫反應,需嚴格控制。
圖:蛋白質(zhì)糖基化修飾的類型與結(jié)構(gòu)《蛋白質(zhì)功能調(diào)節(jié)》
未來,隨著生技術(shù)的不斷突破,糖基化分析為生物制藥的創(chuàng)新發(fā)展注入更強原動力,將迎來更廣闊的應用空間。西寶生物提供各類糖基化用工具酶產(chǎn)品,咨詢服務熱線:400-021-8158021-50272975。
相關產(chǎn)品
產(chǎn)品名稱
產(chǎn)品貨號
規(guī)格
重組PNGaseF(肽-N-糖苷酶F)
ECE0441E
20KU/40KU
重組EndoH(糖苷內(nèi)切酶H)
DCE0447C
3KU/15KU
重組EndoS(糖苷內(nèi)切酶S)
DCE1244A
6KU/30KU
O糖蛋白酶
DCE0448B
20U/100U
O-糖苷酶
DCE0448C
2000KU/10000KU
唾液酸酶(α2-3,6,8)
DCE0457F
500U/2KU/10KU
唾液酸酶(α2-3,6,8,9)
DCE0457E
2KU/10KU

 

2024年全球抗體藥物市場規(guī)模近3000億美元,其中Keytruda等重磅藥物年銷售額超三百億美元‌,中國抗體藥物市場規(guī)模達到1375億元,同比增長33%,2018-2024年復合增長率42.05%‌,增速顯著高于全球平均水平。在抗體藥領域,抗體藥物的有效性、安全性和穩(wěn)定性高度依賴于蛋白質(zhì)的糖基化修飾。糖基化不僅影響抗體的結(jié)構(gòu),還直接決定其與免疫細胞的相互作用、半衰期及免疫原性。相較于傳統(tǒng)化學試劑,生物酶憑借高效、精準、溫和的特性,成為糖基化分析的“新寵”。
抗體三維結(jié)構(gòu)(AI生成)
糖基化分析工具酶
糖苷酶
名稱
酶切位點
特點
唾液酸修飾
唾液酸酶(a2-3,6,8)
糖蛋白和寡聚糖上通過a2-3,a2-6,a2-8鍵連接的唾液酸
可同時作用于N-羥乙酰神經(jīng)氨酸和N-乙酰神經(jīng)氨酸。
唾液酸酶(a2-3,6,8,9)
糖蛋白和寡聚糖上通過a2-3,a2-6,a2-8和a2-9鍵連接的唾液酸
可同時作用于N-羥乙酰神經(jīng)氨酸和N-乙酰神經(jīng)氨酸;可以忍受0.5%-1.0%的去污劑。
N-糖基化修飾
PNGaseF
天冬酰胺和最內(nèi)側(cè)的GIcNAc之間的糖苷鍵
適用于抗體和糖蛋白的N-糖基完全去除;
可在變性與非變性條件下切割糖蛋白。
重組EndoH
N-糖蛋白中的高甘露糖和某些雜合型寡聚糖的殼二糖核心結(jié)構(gòu)
適用于抗體或者其它糖蛋白的N-連接高甘露糖的完全去除。存儲液中不含甘油。
O-糖基化修飾
O糖蛋白酶
粘蛋白型O-連接糖(無論是否唾液酸化)的絲氨酸或蘇氨酸殘基
適用于O-糖基化分析;無需唾液酸酶預先處理。
糖基化修飾過程及影響
涉及到的酶:糖苷酶(如PNGaseF、β-半乳糖苷酶)負責糖鏈修剪,糖基轉(zhuǎn)移酶(如β-1,4-半乳糖基轉(zhuǎn)移酶、α-2,6-唾液酸轉(zhuǎn)移酶)負責糖單元添加,具體過程如下:
第一步:糖鏈修剪。用糖苷酶切除抗體Fc段N-糖鏈上的非目標結(jié)構(gòu)(如巖藻糖、多余的葡萄糖),生成“核心糖鏈骨架”(通常為GlcNAc2-Man-GlcNAc?)。
第二步:糖單元添加。按目標糖型(如高半乳糖型、高唾液酸型),依次加入對應的糖基轉(zhuǎn)移酶和糖供體(如UDP-半乳糖、CMP-唾液酸),酶催化糖供體上的糖單元轉(zhuǎn)移至核心骨架的特定位點,形成均一糖鏈。
第三步:終止反應。通過升溫(50-60℃維持10-15min)調(diào)節(jié)或加入EDTA終止酶活,避免過度修飾。
糖基化修飾影響抗體的功能特性:
①ADCC/CDC效應:巖藻糖基化降低抗體與FcγRIIIa受體的親和力,降低ADCC活性;平分型GlcNAc修飾可增強ADCC效應。
②半衰期調(diào)控:唾液酸化延長抗體在血清中的半衰期,而高甘露糖基化易被肝臟清除,縮短半衰期。
③免疫原性:非人源糖基化結(jié)構(gòu)(如α-半乳糖)可能引發(fā)免疫反應,需嚴格控制。
圖:‌蛋白質(zhì)糖基化修飾的類型與結(jié)構(gòu)《蛋白質(zhì)功能調(diào)節(jié)》‌
未來,隨著生技術(shù)的不斷突破,糖基化分析為生物制藥的創(chuàng)新發(fā)展注入更強原動力,將迎來更廣闊的應用空間。西寶生物提供各類糖基化用工具酶產(chǎn)品,咨詢服務熱線:400-021-8158021-50272975。
相關產(chǎn)品
產(chǎn)品名稱
產(chǎn)品貨號
規(guī)格
重組PNGaseF(肽-N-糖苷酶F)
ECE0441E
20KU/40KU
重組EndoH(糖苷內(nèi)切酶H)
DCE0447C
3KU/15KU
重組EndoS(糖苷內(nèi)切酶S)
DCE1244A
6KU/30KU
O糖蛋白酶
DCE0448B
20U/100U
O-糖苷酶
DCE0448C
2000KU/10000KU
唾液酸酶(α2-3,6,8)
DCE0457F
500U/2KU/10KU
唾液酸酶(α2-3,6,8,9)
DCE0457E
2KU/10KU