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科研進展
昆明植物所完成普通擬桿菌脂多糖十三糖的首次化學全合成 文章來源:植物化學與西部植物資源持續(xù)利用國家重點實驗室 | 發(fā)布時間:2023-03-14 | 作者:肖國志人才組 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關閉】 炎癥性腸病是由免疫系統(tǒng)對腸道微生物群的功能障礙引起的胃腸道疾病,具有長期的組織炎癥。炎癥性腸病有兩種類型的特發(fā)性腸道疾病,即潰瘍性結腸炎和克羅恩病,其特征通常為腹痛,腹瀉,疲勞,體重減輕和直腸出血。這兩種疾病都有巨大的發(fā)病率,在某些情況下,可能導致危及生命的并發(fā)癥,如結腸癌。目前人類炎癥性腸病的治療通常依賴于免疫抑制,這需要炎癥性腸病患者的密集醫(yī)療干預,不僅導致主要的醫(yī)療保健,而且導致日益增長的經(jīng)濟挑戰(zhàn)。因此,開發(fā)新的和低價格的炎癥性腸病治療藥物仍然很重要。 來源于普通擬桿菌 (Bacteroides vulgatus)的脂多糖(Lipopolysaccharides)是治療炎癥性腸病的有趣靶點。2020年,意大利科學家Lorenzo教授和Molinaro教授等人確證了普通擬桿菌脂多糖的完整結構。它包括通常的三個部分:O-抗原多糖,核心寡糖和類脂A。以往的脂多糖的核心寡糖往往含兩個3-脫氧-D-甘露-2-辛酮糖酸(Kdo)和庚糖。有趣的是,現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的普通擬桿菌脂多糖沒有庚糖部分,只含有一個O-4位磷酸化的Kdo。另外,免疫活性研究表明:含有一到三個O-抗原二糖重復單元的脂多糖具有有趣的抗炎活性,并且涉及骨髓分化蛋白-2(MD-2)/Toll樣受體4-(TLR4)和TLR2-協(xié)同介導的信號通路。 由于區(qū)域選擇性和立體選擇性的問題,傳統(tǒng)的糖的合成往往是耗時的和繁瑣的過程。最近幾十年,糖的合成已經(jīng)取得了顯著的進展。但是,如何高效制備長的、分支的和復雜的糖鏈依然是一個挑戰(zhàn)性的問題。 中國科學院昆明植物研究所天然產(chǎn)物合成化學團隊肖國志人才組主要從以下兩方面開展糖化學合成研究工作:(1)發(fā)展糖化學合成的新方法和新策略;(2)對具有重要生物活性的糖類天然產(chǎn)物進行化學合成和生物活性研究。 近年來,肖國志人才組應用基于糖基鄰1-苯基烯基苯甲酸酯糖苷化反應與正交一鍋糖苷化反應策略和融合試劑調控與遠程參與的立體選擇糖苷化反應策略實現(xiàn)了一系列重要生理活性的糖類和核苷類天然產(chǎn)物的高效合成,包括:具有強效抗糖尿病作用的番石榴GP90-1B 19糖(Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 7576);具有免疫活性霍山石斛多糖HPS-1B23 11糖和具有抗癌活性龍眼多糖LPS1 30糖(Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 12597);具有抗腫瘤活性大杯香菇多糖LGPS-1 14糖(Chem. Sci. 2022, 13, 7755);具有抗結核病活性的核苷抗生素Capuramycin(Chem. Sci. 2021, 12, 5143),具有強抗氧化活性的蛹蟲草多糖P70-1 13糖(Org. Lett. 2022, 24, 7950)和核苷類藥物卡培他濱,加洛他濱和去氧氟尿苷(Nat. Commun. 2020, 11, 405)等等。
最近,肖國志人才組進一步采用基于糖基PVB的正交一鍋糖苷化反應策略,實現(xiàn)了普通擬桿菌脂多糖十三糖的首次化學合成。該策略不僅加速了合成,而且也避免了基于硫苷的一鍋糖苷化反應所潛在的問題。同時,該合成路線還具有以下亮點:(1)采用二叔丁基硅基導向的糖苷化反應高立體選擇性構建α-Kdo糖苷鍵;(2)采用酰基的遠程參與效應高立體選擇性構建α-巖藻糖糖苷鍵;(3)采用氫鍵介導的苷元遞送策略立體選擇性的構建β-甘露糖糖苷鍵;(4)策略性地使用正交保護基和正交一鍋糖苷化反應實現(xiàn)寡糖的高效合成;(5)匯聚式的【1+6+6】正交一鍋糖苷化反應高效合成目標分子十三糖。 該研究成果以Modular Synthesis of a Tridecasaccharide Motif of Bacteroides vulgatus Lipopolysaccharides against Inflammatory Bowel Diseases through an Orthogonal One-Pot Glycosylation Strategy為題,發(fā)表于Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202301351。該工作的第一作者為張云琴博士,通訊者為肖國志研究員。相關工作得到了中國科學院青年項目,特別研究助理項目,博士后面上項目和植物化學與西部植物資源持續(xù)利用國家重點實驗室自主課題等的大力資助。 (責任編輯:李雪)
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