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UDP-三氟乙酰基葡萄糖胺(UDP-GlcNTFA)作为供体合成糖胺聚糖(GAGs)
发布时间:2021-06-23     作者:zhn   分享到:

UDP-三氟乙酰基葡萄糖胺(UDP-GlcNTFA)作为供体合成糖胺聚糖(GAGs)

糖胺聚糖(GAGs)是一类结构复杂的多分散性杂共多糖家族(图1),具有结构相似、长度不均一、修饰基团多样等特点,根据其二糖重复单元、糖苷键、硫酸化位点的不同可以分为透明质酸(HA)、硫酸乙酰肝素(HS)和肝素(Heparin)、硫酸软骨素(CS)和硫酸皮肤素(DS)、硫酸角质素(KS)四大类。GAGs广泛存在细胞中,既有游离状态也有与核心蛋白结合成糖蛋白的形式,因此在细胞间相互作用、细胞增殖、生长因子受体活化等方面有重要作用。

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糖胺聚糖的三个传统来源是动物组织提取、化学合成和酶法合成。由于糖胺聚糖的结构相似性和长度多样性,动物组织提取过程中分离纯化困难且有病毒、微生物污染的风险。2007年在美国曾爆发过肝素污染危机,造成了200多人死亡,其原因则是不法商家偷梁换柱,在猪肠提取的肝素中混入了过硫酸化硫酸软骨素。化学合成虽有**控制的优点,但是合成步骤多、得率低、成本高。以FDA批准的抗凝血药磺达肝癸钠(Arixtra®)为例,其化学合成需要60步且得率仅有0.1%。传统酶法合成巧妙利用了酶催化良好的区域选择性和立体选择性,但目前还无法控制反应起始和终止。化学酶法将化学合成的灵活性和酶催化反应性结合了起来,使合成效果事半功倍。目前化学酶法合成糖胺聚糖有半合成和全合成两种策略(图2)。

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图2. (A)半合成和(B)全合成化学酶法构建糖胺聚糖


尿苷二磷酸(UDP)单糖是常见的供体,能在糖基转移酶或合成酶作用下被转移到糖基受体上,可以通过化学法、酶法或化学酶法来合成

糖基供体。UDP-GlcA、UDP-GalNAc、UDP-Gal三种供体可以通过各种酶来合成,并且分别用来合成HS/HA、CS/DS、KS。
糖基供体。UDP-三氟乙酰基葡萄糖胺(UDP-GlcNTFA)能在KfiA或PmHS2酶的作用下与UDP-GlcA连成糖主链,然后在弱碱性条件下去掉三氟乙酰基,在NS酶作用下进行磺基化修饰,得到需要的HS或肝素。此外,还有用荧光基团、氟化物修饰的糖以及用叠氮基修饰的UDP糖如UDP-6-N3GlcNAc、UDP-4-N3GlcNAc和UDP-4-N3GalNAc。


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