Най-новото изследване на Шанхайския институт по материя медика, Китайската академия на науките, преодоля сложния проблем със синтеза на сфинголипиди, в който метил - -циклодекстрин (M CD) играе ключова роля.
Изследователската група, ръководена от Li Tiehai от Шанхайския институт по Materia Medica, Китайската академия на науките, е разработила стратегия за биомиметичен химичен ензимен синтез, медииран от „химията на гост-домакин“, успешно постигайки ефективна подготовка на структурно разнообразни и сложни сфинголипиди.
Това изследване използва само-сглобяването на метил - -циклодекстрин с амфифилен гликосфингозин, вграждайки мастната верига в хидрофобната кухина на циклодекстрина, докато излага захарната верига на хидрофилната повърхност, като по този начин улеснява гладкото протичане на ензимните каталитични реакции.
1. Решете задачата за синтез
Сфинголипидите са сложни биофилни биомолекули, широко разпространени в клетките и тъканите, участващи в различни важни физиологични и патологични процеси като клетъчно разпознаване, имунно бягство, патогенна инфекция и туморни метастази.
Поради присъщата им хетерогенност и структурна сложност е много трудно директно да се изолират и да се получат добре{0}}дефинирани и достатъчни гликолипиди от естествени проби. Въпреки това, правилото за химичен синтез е ограничено от ниската ефективност на свързване на захарните вериги и липидите.
Ниската водоразтворимост на гликолипидните субстрати също значително възпрепятства ефективното протичане на ензимните реакции. Тези фактори заедно водят до огромни предизвикателства при синтеза на сложни сфинголипиди с различни структури.
2. Ядро на иновационната стратегия
Изследователският екип, ръководен от Li Tiehai, публикуван в Journal of the American Chemical Society (JACS), използва уникалната молекулярна структура на метил - -циклодекстрин.
Самостоятелният - -циклодекстрин-се сглобява с амфифилен гликозилсфингозин, за да образува гостоприемник-комплекс, позволяващ на частта от мастната верига да бъде вградена в нейната хидрофобна кухина, докато излага частта на захарната верига на хидрофилната повърхност.
Този метод на сглобяване осигурява идеален интерфейс за ензимно-катализирани реакции и образуваните гликолипидни продукти могат бързо да бъдат пречистени чрез C18 твърдо{2}}фазова екстракция.
3. Изградете диверсифицирана банка за захар и липиди
Чрез ефективно въвеждане на втора мастна верига чрез селективни реакции на ацилиране, изследователският екип успешно конструира библиотека от 20 неутрални и киселинни сфинголипиди с различни модификации на фукозилиране и сиалацидиране.
Тази гликолипидна библиотека обхваща глобо-, ганглио-, неолакто- и лакто- серии от гликолипиди със значително биологично значение, предоставяйки материална основа за изследване на имунотерапевтични реагенти и ваксини, базирани на гликолипиди.
4. Има широки перспективи за приложение
В допълнение към приложението си в синтеза на гликолипиди, самият метилбета-циклодекстрин също демонстрира голяма стойност в областта на медицината. Може да подобри разтворимостта и бионаличността на лекарствата, да повиши ефикасността на лекарствата или да намали дозировката, да регулира или контролира скоростта на освобождаване на лекарствата, да намали токсичните и страничните ефекти на лекарствата и да увеличи стабилността на лекарствата.
Последните патенти показват, че M CD и неговите препарати могат също да се използват за получаване на остеогенни инхибиторни лекарства, осигурявайки нови терапевтични стратегии за заболявания на костна хиперплазия и регулиране на заздравяването на фрактури.
Стратегията за биомиметичен синтез, базирана на метил - -циклодекстрин, не само компенсира дефицита на технология за изграждане на гликолипидна библиотека в научните изследвания на захарта, но също така осигурява нов метод за ефективен синтез на сложни гликолипиди.
