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上海有机所俞飚课题组用化学方法合成线性标记长的聚糖分子
发布时间:2020-08-27     作者:Giruy   分享到:

近日,中科院上海有机所生命有机化学国家重点实验室的俞飚课题组开展了对该拟杆菌脂多糖O-抗原糖链的化学合成研究。相关工作于近日发表在『自然-通讯』(Nat. Commun. 2020, 11, 4142; )。


沙门氏菌表面层的脂多糖,名字简称LPS,是革兰氏弱阳菌细胞膜壁的很重要有效基本成分,其多糖居多极具**的成脂感染的反应,是沙门氏菌内黑色素的最主要有效基本成分。近些改革开放以来来,德国数专家Molinaro等等经过对的一种美国以及欧洲等类人中会见的胃肠道相互依存菌,即寻常拟杆菌Bacteroides vulgatus mpk的调查表明,该拟杆菌面上的脂多糖才可以做到上下调整小鼠天然免疫发生反应的的功效, 以此使小鼠具有着防止真菌感染性肠病的力量。这种表明与一般而言觉得的微生物面上脂多糖的职能截然相反的。该普遍拟杆菌的脂多糖的O-抗原极具特色的[→4)-α-鼠李糖-(1→3)-β-甘霖糖-(1→]二糖相同第一单元。哪一特色的糖链空间结构及反常的菌物学模块因此面对该糖链的物理生成极具重点的积极意义;依据全生成有纯虚函数聚糖不利于对其模块的深入基层理论研究,着力推进有效的难治性肠炎治疗药物的研究开发。 

生命有机化学国家重点实验室的俞飚课题组开展了对该拟杆菌脂多糖O-抗原糖链的化学反应合并探讨。我们**在二糖水平面上很好解决了中仅不好构造 的β-D-甘露糖苷键的合成问题,开发了可以大量制备的正交保护的二糖砌块的方法。随后,把该二糖砌块制备成给体和受体,通过较容易控制的α-鼠李糖糖苷化反应得到四糖;随后,通过相应的[2+ 2n]迭代组装得到了全保护的8糖、16糖、32糖、64糖和128糖。其中,对于[2+ 2n]的糖苷化连接使用了该课题组发展的一价金催化的“俞氏”糖苷化反应(Yu Glycosylation)。该反应的给体容易制备、性质稳定、活化条件温和,是实现该多糖合成的一个关键。合成中的另一个关键是对于多糖的保护基的脱除;在对128糖的合成过程中涉及到258个保护基的脱除,322个碳-氧键的断裂,而多糖底物的溶解性会随着反应的进行而发生变化,因此,保护基的完全脱除具有很大的挑战。通过对反应条件的仔细摸索和**把控,他们获得了纯度高的目标多糖化合物。其中的128糖也是**采用化学方法所合成出的线性长的聚糖分子。 本图根据该小论文的“Behind The Paper” (友链://chemistrycommunity.nature.com/posts/synthesis-of-the-longest-linear-128-mer-glycan?channel_id=1465-behind-the-paper)  
对于该128糖的结构鉴定用到了目前较为**的多糖分析技术。意大利那不勒斯菲里德里克**大学的Silipo博士使用二维扩散排序核磁共振谱(2D DOSY)**验证了64糖的分子量。此外,Silipo博士还通过核磁共振实验和计算模拟等手段确定了该系列多糖在溶液中的线性延展构象。128糖的准确分子量(Mw = 19748)由荷兰莱顿大学的Nicolardi博士使用基质辅助激光解吸离子化-傅立叶变换离子回旋共振质谱(MALDI FT-ICR MS)确定。此外,阿姆斯特丹感化和免疫性理论研究院的Chiodo博士对该系列多糖与免疫相关的人源凝集素的识别进行了筛选,发现该系列多糖能够选择性识别树突状细胞表面C-性凝集素DC-SIGN,这为对该拟杆菌脂多糖的后续生物学和药理学研究提供了新线索。    
上述内容工作中于近来提出在『物种多样性-移动通讯』(Nat. Commun. 202011, 4142; //doi.org/10.1038/s41467-020-17992-x);论文链接://www.nature.com/articles/s41467-020-17992-x.pdf。该工作的化学全合成部分由俞飚课题组的博士研究生朱乾(中科院上海有机化学研究所)和沈铮男(上海科技大学)完成,结构确证部分由Alba Silipo教授、Antonio Molinaro教授和Simone Nicolardi博士完成,凝集素结合测定由Fabrizio Chiodo博士完毕。 
该办公有了信息技术部、欧洲国家生态生物学母基金委和中国国生物师范学院等的大规模资助金。 

来原 | 广州巧妙所  


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