南京大学化学学院黄硕团队：基于拼接策略的纳米孔糖测序

聚糖在自然界中广泛存在，并且在生命活动中起着关键作用。解析聚糖复杂且分支的结构对于理解其功能至关重要。传统分析方法在解析聚糖结构（如同分异构体区分、复杂光谱解析）方面往往存在局限。

纳米孔是一种新兴的单分子传感器，广泛用于DNA和RNA的测序。纳米孔在核酸测序方面的成功激励了蛋白质和聚糖纳米孔测序的发展。但由于聚糖的结构复杂性，纳米孔聚糖测序的发展明显滞后。目前纳米孔糖分析的研究集中在少数糖的传感与区分方面，但是通用的高分辨率的纳米孔聚糖分析方法尚未被提出。

近日，南京大学黄硕教授团队基于苯硼酸（PBA）修饰的耻垢分枝杆菌膜蛋白A纳米孔（MspA-90PBA）首次提出了一种创新的“碎片拼接”纳米孔聚糖测序平台，具备高通用性、高分辨率、无标记识别的优势，能够对复杂聚糖结构进行高精度解析。首先，MspA-90PBA可以传感从单糖到聚糖以及支链糖结构，作者结合传感数据构建了纳米孔聚糖数据库（图1A）和分类模型（图1B）。分类模型对数据库中的聚糖纳米孔事件识别准确率可达94.1%。对于碎片拼接聚糖测序而言，准确识别整个聚糖包含的特征糖碎片是必要的，使用糖苷酶将聚糖水解成为糖碎片，结合对纳米孔糖数据库的搜索，聚糖的碎片组成可以被一一指认，从而可以重构出整个聚糖的序列（图1C）。使用上述方法，作者成功对棉子糖，水苏糖和毛蕊花糖进行了“碎片拼接”纳米孔测序（图1D-J）。

图1:基于MspA-90PBA的“碎片拼接”纳米孔聚糖测序平台的构建与应用

该工作以“Nanopore profiling and structure determination of oligosaccharides by fragmentation”为题，于2026年1月1日在《Science Advances》发表（论文链接： https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aea8462）。南京大学黄硕教授为该论文的通讯作者，南京大学化学学院博士生肖云麒和已毕业博士生张善雨为该论文共同第一作者。此项研究得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费资助项目、南京大学生命科学分析化学国家重点实验室的资助，以及生命分析化学国家重点实验室和南京大学化学和生物医药创新研究院（ChemBIC）的重要支持。