聚合酶进化实现了对具有扩展化学功能的糖基化异源核酸的获取

化学修饰拓展了核酸的功能谱，但复杂聚糖在多大程度上能够整合进入遗传聚合物，仍在很大程度上未被探索。糖基化核酸，包括 glycoRNA 和噬菌体基因组，正逐渐成为宿主—病原体相互作用的关键介导因子，然而，由于聚合酶无法处理同时带有碱基和骨架修饰的底物，其合成可及性受到严重限制。在此，我们报告了一个经定向进化获得的 B 家族 DNA 聚合酶，可用于合成糖基化异源核酸（XNA）。 利用荧光激活液滴分选，我们鉴定出一种工程化聚合酶，命名为 G2，该酶能够高效掺入同时带有单糖至三糖碱基侧链和 C2' 位取代基的核苷酸，生成含有高达 30% 糖基化碱基的 XNA。对超过 93,000 个嵌合体的深度测序显示，这种活性源于集中于催化结构域内的上位性网络。这些结果确立了一条通向聚糖编码核酸的路径，并推动了面向化学扩展型治疗制剂的聚合酶工程发展。

化学修饰扩展了核酸的功能谱，但复杂聚糖能够在多大程度上被整合进遗传聚合物中，仍在很大程度上未被探索。糖基化核酸，包括 glycoRNA 和噬菌体基因组，正逐渐成为宿主—病原体相互作用的关键介导因子；然而，由于聚合酶无法处理同时携带碱基和骨架修饰的底物，其合成可及性受到严重限制。本文报道了一个经定向进化获得的 B 家族 DNA 聚合酶，可实现糖基化异源核酸（XNA）的合成。利用荧光激活液滴分选，我们鉴定出一种工程化聚合酶，命名为 G2，该酶能够高效掺入携带单糖至三糖碱基侧基并同时具有 C2' 位取代的核苷酸，生成含有高达 30% 糖基化碱基的 XNA。对超过 93,000 个嵌合体的深度测序表明，这种活性源于集中于催化结构域内的上位性网络。这些结果为构建聚糖编码核酸确立了一条路径，并推动了用于化学扩展型治疗制剂的聚合酶工程发展。

M. Delarue、J.C. Chaput、V. Maola、M. Hajjar 和 E. Vincent 已就 G2 XNA 聚合酶的组成及活性提交了专利申请（US64/054,572）。

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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.20.739590v1?rss=1

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