推荐一篇发表在Science上的文章。文章标题为“The β-d-manno-heptoses are immune agonists across kingdoms”。本文通讯作者是来自中国科学院微生物研究所的陈义华教授，中国生命科学研究所的邵峰教授和中国科学院微生物研究所的吴边教授。本文中，研究者联合经典生化策略与生物信息学技术，成功揭示了NDP-甘露庚糖在多物种中的免疫激活潜力。
哺乳动物先天免疫系统通过模式识别受体，来感应入侵的病原体相关分子模式（PAMPs），最终实现“自我”和“非我”的区分。ADP-甘露庚糖及其差向异构体是革兰氏阴性菌中常见PAMPs脂多糖的核心前体，可由景天庚酮糖7-磷酸经过异构化、磷酸化、去磷酸化和核苷酸转移的依次作用下转化而成。然而，此前的相关研究仅限于细菌体系中，并未有非细菌系统中此过程的相关证据。 为了解决这一问题，本文中，作者对比了多种能够执行ADP-甘露庚糖生物合成酶后，意识到其具有较高的保守性。因此，通过生物信息学策略，他们成功揭示了功能性ADP-甘露庚糖生物合成酶在细菌、古细菌、病毒和真核生物中的分布情况，即可能有多种物种具有合成ADP-甘露庚糖的能力。 通过高效液相色谱分析，研究者对不同物种来源的NDP-甘露庚糖生物合成酶的合成能力进行了评价。结果显示，纤维素微生物菌株（Cellulosimicrobium strains）来源的Cth-2蛋白和砂海螂（Mya arenaria）来源的HldEMA蛋白在能够合成ADP-甘露庚糖的同时，还能兼容CDP-甘露庚糖。对序列分析后，研究者发现，许多具有特征STT基序的甘露庚糖生物合成酶能够兼容同为免疫激动剂的CDP-甘露庚糖的生物合成。后续将STT基序的第五位突变成精氨酸（STTR5）之后，合成酶可以同时兼容CDP-/UDP-甘露庚糖的生物合成。以此为特性，研究者到甘露庚糖生物合成酶序列库中进一步寻找，由此成功鉴定到类鼻疽伯克霍尔德菌（B. pseudomallei）中具有STTR5特征的合成酶HldCBP，并合理推测其细胞中可能存在高浓度的NDP-甘露庚糖。此前研究中均缺乏对细胞内NDP-甘露庚糖的测定策略，因此作者在模拟大肠杆菌生理条件下，对合成酶的能力进行了表征。结果显示，在含有NDP-生物合成酶的生物体细胞中，NDP-甘露庚糖均有较高的含量水平。 后续研究者通过共晶结构解析与结构模拟分析策略，解析了ALPK1和CDP-/UDP-甘露庚糖的结构信息，证明了其与ADP-甘露庚糖一样是通过ALPK1-TIFA轴激活NF-κB信号通路，进而激活天然免疫反应。在细胞和小鼠水平上，研究者对上述三种NDP-甘露庚糖的免疫原性进行评价。结果显示，CDP-和 UDP-甘露庚糖比ADP-甘露庚糖具有更强的天然免疫激活能力，即证明其可作为一种存在于多物种的免疫激活剂，应用于后续研究中。 综上，本文作者通过经典生化策略与生物信息学技术，证明了NDP-甘露庚糖是一种能够被多种物种合成并广泛存在于多物种中的免疫激活分子，为NDP-甘露庚糖的研究提供了理论基础。文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk7314原文引用：DOI: 10.1126/science.adk7314
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