Останні дослідження Шанхайського інституту Materia Medica Академії наук Китаю подолали складну проблему синтезу сфінголіпідів, у якому метил - -циклодекстрин (M CD) відіграє ключову роль.
Дослідницька група під керівництвом Лі Тіехая з Шанхайського інституту матеріальної медицини Академії наук Китаю розробила стратегію біоміметичного хімічного ферментативного синтезу за допомогою «господарської-хімії», успішно досягнувши ефективного отримання структурно різноманітних і складних сфінголіпідів.
У цьому дослідженні використовувалося само-збирання метил- -циклодекстрину з амфіфільним глікосфінгозином, вбудовуючи жировий ланцюг у гідрофобну порожнину циклодекстрину, водночас відкриваючи цукровий ланцюг на гідрофільну поверхню, таким чином сприяючи плавному перебігу ферментативних каталітичних реакцій.
1. Розв’яжіть задачу на синтез
Сфінголіпіди - це складні біофільні біомолекули, широко поширені в клітинах і тканинах, які беруть участь у різноманітних важливих фізіологічних і патологічних процесах, таких як розпізнавання клітин, імунна втеча, патогенна інфекція та метастазування пухлини.
Через притаманну їм гетерогенність і структурну складність дуже важко напряму виділити та отримати чітко визначені та достатні гліколіпіди з природних зразків. Однак правило хімічного синтезу обмежене низькою ефективністю зв’язування цукрових ланцюгів і ліпідів.
Низька розчинність гліколіпідних субстратів у воді також значною мірою перешкоджає ефективному перебігу ферментативних реакцій. Ці фактори разом призводять до величезних проблем у синтезі складних сфінголіпідів із різними структурами.
2. Ядро інноваційної стратегії
Дослідницька група під керівництвом Лі Тіехая, опублікована в журналі Американського хімічного товариства (JACS), використала унікальну молекулярну структуру метил - -циклодекстрину.
Сам - -циклодекстрин-з’єднується з амфіфільним глікозилсфінгозином, утворюючи комплекс-гостя, що дозволяє частині жирового ланцюга вбудовуватися в його гідрофобну порожнину, водночас відкриваючи частину цукрового ланцюга на гідрофільну поверхню.
Цей метод збирання забезпечує ідеальний інтерфейс для реакцій,-каталізованих ферментами, а утворені гліколіпідні продукти можна швидко очистити за допомогою твердофазної-екстракції C18.
3. Створіть диверсифікований банк цукру та ліпідів
Ефективно вводячи другий жировий ланцюг за допомогою селективних реакцій ацилювання, дослідницька група успішно створила бібліотеку з 20 нейтральних і кислих сфінголіпідів з різними модифікаціями фукозилювання та сіалацидування.
Ця бібліотека гліколіпідів охоплює серії глобо-, гангліо-, неолакто- і лакто- гліколіпідів, що мають важливе біологічне значення, забезпечуючи матеріальну основу для дослідження реагентів для імунотерапії та вакцин на основі гліколіпідів.
4. Має широкі перспективи застосування
Крім застосування в синтезі гліколіпідів, сам метилбета-циклодекстрин також продемонстрував велике значення в галузі медицини. Він може підвищувати розчинність і біодоступність ліків, підвищувати ефективність ліків або зменшувати дозування, регулювати або контролювати швидкість вивільнення ліків, знижувати токсичність і побічні ефекти ліків і підвищувати стабільність ліків.
Останні патенти показують, що M CD та його препарати також можна використовувати для приготування остеогенних інгібіторів, забезпечуючи нові терапевтичні стратегії для захворювань кісткової гіперплазії та регуляції загоєння переломів.
Стратегія біоміметичного синтезу на основі метил - -циклодекстрину не лише компенсує недолік технології побудови бібліотеки гліколіпідів у цукрових наукових дослідженнях, але також забезпечує новий метод для ефективного синтезу складних гліколіпідів.
