Strukturelle Vielfalt und spezifische Verteilung von O-Glykanen in normalen menschlichen Mucinen entlang des intestinalen Trakts

Isolierte menschliche Mucine aus verschiedenen Teilen des intestinalen Trakts (Ileum, Caecum, transverser und sigmoidaler Dickdarm sowie Rektum) wurden von zwei Personen mit Blutgruppe ALe(b) (A-Lewis(b)) gewonnen. Nach der alkalischen Borhydridbehandlung wurden die freigesetzten Oligosaccharide ohne vorherige Fraktionierung oder Derivatisierung strukturell durch nano-ESI Q-TOF MS/MS (elektrospray-Ionisations-Quadrupol-Zeitflug-Massenspektrometrie) charakterisiert. Mit dieser Technik wurden mehr als 100 verschiedene Oligosaccharide mit bis zu zehn Monosaccharid-Resten identifiziert. Oligosaccharide, die auf Core-3-Strukturen basieren, GlcNAc(beta1-3)GalNAc (wobei GlcNAc N-Acetyl-D-Glucosamin und GalNAc N-Acetylgalactosamin ist), waren weit verbreitet in menschlichen intestinalen Mucinen. Core-5-Strukturen, GalNAc(alpha1-3)GalNAc, wurden ebenfalls in allen Fraktionen gefunden. Darüber hinaus zeigte ein Vergleich des Oligosaccharid-Repertoires hinsichtlich Größe, Vielfalt und Expression von Glykanen und terminalen Epitopen ein hohes Maß an mukosenspezifischer Glykosylierung: hochfucosylierte Glykanen, die spezifisch im Dünndarm vorkommen, basierten hauptsächlich auf Core-4-Strukturen, GlcNAc-(beta1-3)GlcNAc(beta1-6)GalNAc, während das sulpho-Le(X)-Determinant tragende Core-2-Glykanen, Gal(beta1-3)GlcNAc(beta1-6)-GalNAc (wobei Gal Galactose ist), hauptsächlich im distalen Kolon gefunden wurde. Antigenische Determinanten der Blutgruppe H und A waren ausschließlich im Ileum und Caecum vorhanden, während epitopartige, die mit der Blutgruppe Sd(a)/Cad in Verbindung gebracht werden, GalNAc(beta1-4)NeuAc(alpha2-3)Gal (wobei NeuAc N-Acetylneuraminsäure ist), im Verlauf des Dickdarms zunahmen. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Mucine ein enormes Spektrum potenzieller Bindungsstellen für Mikroorganismen schaffen, was die regio-spezifische Kolonisierung von Bakterien im menschlichen intestinalen Trakt erklären könnte.