【摘要】：糖類結(jié)構(gòu)在人體生命活動(dòng)(細(xì)胞的信號(hào)識(shí)別進(jìn)程、免疫系統(tǒng)功能、維持細(xì)胞基本形態(tài)及功能等)以及多種重大疾病的病理學(xué)(腫瘤、心血管疾病、感染性疾病等)進(jìn)程中都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。糖共軛物(糖肽、糖脂)是糖類結(jié)構(gòu)發(fā)揮功能的主要存在形式,同時(shí)由于糖共軛物結(jié)構(gòu)所蘊(yùn)含的巨大的多樣性,使得其相關(guān)的化學(xué)生物學(xué)研究越來(lái)越受到人們的關(guān)注。然而十分有限的物質(zhì)來(lái)源卻限制對(duì)糖共軛物的進(jìn)一步深入研究。因此,探索能夠快速合成以及分離糖共軛物的方法以及發(fā)現(xiàn)并探討基于新穎結(jié)構(gòu)以及新的生物學(xué)作用機(jī)制的糖共軛物的構(gòu)效關(guān)系研究就具有非常重要的意義。為此,本論文主要研究?jī)煞矫娴膬?nèi)容：1)創(chuàng)建利用氟相化學(xué)輔助固相合成0-連接糖肽的新方法；2)具有鏈球菌菌屬特異性抗菌活性的全新糖脂天然產(chǎn)物TTSG類似物的設(shè)計(jì)與合成。 一)氟相化學(xué)輔助的固相O-連接糖肽的合成 由于糖肽結(jié)構(gòu)中寡糖片段的微觀不均一性以及生物合成途徑中糖基化位點(diǎn)的不可控性,使得通過(guò)生化分離手段難以得到結(jié)構(gòu)確定的糖肽,發(fā)展一種能夠快速合成以及分離得到具有結(jié)構(gòu)特定的糖肽的合成方法以期望在后續(xù)研究中能夠構(gòu)建多樣化的糖肽庫(kù),從而滿足基于糖肽結(jié)構(gòu)的藥物發(fā)現(xiàn)以及全新糖肽疫苗的設(shè)計(jì)與發(fā)展的需求就成為了糖肽研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。 目前糖肽合成一種較為普遍采用的策略就是利用預(yù)先制備的連有寡糖片段的氨基酸作為一個(gè)構(gòu)建單元,借助于固相多肽合成(SPPS)的逐步合成方法制備目標(biāo)的糖肽結(jié)構(gòu)并利用色譜方式進(jìn)行分離純化。這種方法操作繁瑣,合成以及分離效率較低,同時(shí)合成結(jié)果較大的多變性也限制了其應(yīng)用。 因此,本論文探索結(jié)合固相糖基化方法、氟相化學(xué)中氟標(biāo)記的糖基供體策略和氟的固相萃取技術(shù)(F-SPE)以及固相合成方法學(xué)等多種手段設(shè)計(jì)了一種新穎高效的固相合成以及分離O-連接糖肽的策略。在該策略中,以連有芳基酰肼“安全拉手”連接橋的親水性的TentaGel樹脂為固相載體,通過(guò)固相多肽合成(SPPS)方法延伸糖肽分子的多肽鏈,經(jīng)過(guò)選擇性脫保護(hù),游離出糖基片段連接位點(diǎn),利用固相糖基化的方式逐步引入糖基片段,固相糖基化過(guò)程中,經(jīng)過(guò)過(guò)濾洗滌等固相合成中的簡(jiǎn)單操作,就可直接進(jìn)行下一步反應(yīng)。合成操作結(jié)束后,芳基酰肼“安全拉手”連接橋的應(yīng)用使得該策略可以在溫和條件下裂解目標(biāo)的糖肽分子,避免了酸敏以及堿敏連接橋分子對(duì)糖肽結(jié)構(gòu)的破壞。再通過(guò)氟相化學(xué)的固相萃取技術(shù)(F-SPE)可以快速簡(jiǎn)便的分離得到純的目標(biāo)糖肽分子。 本課題通過(guò)結(jié)合固相合成以及氟相化學(xué)的優(yōu)勢(shì),借助于我們課題組發(fā)展的氟標(biāo)記的糖基供體策略以及首次被應(yīng)用于固相合成O-連接糖肽方法中的芳基酰肼“安全拉手”連接橋,創(chuàng)建了一種快速高效的合成O-連接糖肽的方法。該方法操作簡(jiǎn)便快速,對(duì)于實(shí)現(xiàn)糖肽的自動(dòng)化合成起到巨大的推動(dòng)作用。 二)具有鏈球菌菌屬特異性殺菌活性的全新糖脂天然產(chǎn)物TTSG類似物的設(shè)計(jì)、合成、活性評(píng)價(jià)以及初步的作用機(jī)制研究。 鏈球菌是一類包含多種重要致病菌的菌屬,由其感染所導(dǎo)致的疾病(鼻竇炎、腦膜炎、中耳炎、細(xì)菌性肺炎、心內(nèi)膜炎等)對(duì)人類健康造成了極大的危害。目前臨床的首選治療藥物通常是青霉素,然而近年來(lái)伴隨著青霉素耐藥的鏈球菌菌株的出現(xiàn)以及不斷傳播,使得單純依靠青霉素進(jìn)行治療鏈球菌感染所引起的疾病已經(jīng)越來(lái)越困難,而聯(lián)合其他廣譜抗生素又會(huì)很大程度的破壞人體的菌群平衡,從而對(duì)人類健康造成更大的威脅。因此發(fā)展一種既能夠?qū)鼓退幘瑫r(shí)又符合個(gè)性化治療理念的具有針對(duì)性對(duì)抗鏈球菌活性的新型抗生素,在盡可能不破壞人體菌群平衡的前提下快速的殺滅致病鏈球菌則是鏈球菌感染性疾病治療的最佳選擇。 本課題以首次發(fā)現(xiàn)的一種從夏威夷諾麗果果實(shí)中提取出來(lái)的全新的糖脂類天然產(chǎn)物TTSG的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),通過(guò)逆合成分析,巧妙的設(shè)計(jì)了該三糖糖脂類結(jié)構(gòu)化合物的合成路線,通過(guò)使用包括分子內(nèi)糖苷傳遞反應(yīng)構(gòu)建海藻糖糖苷鍵以及高立體選擇性構(gòu)建p-甘露糖苷鍵等方法首次完成了對(duì)該類新穎結(jié)構(gòu)的全合成。除此之外本課題的其他成果包括： 1)擴(kuò)展了利用分子內(nèi)糖苷傳遞反應(yīng)構(gòu)建1,1-α,α-海藻糖苷鍵以及通過(guò)原位活化生成氧蓊離子的方法高立體選擇性的構(gòu)建p-甘露糖苷鍵等反應(yīng)的應(yīng)用范圍并且驗(yàn)證了其對(duì)于糖脂類結(jié)構(gòu)的適用性。 2)通過(guò)理性的藥物分子設(shè)計(jì),從不同的角度設(shè)計(jì)了該天然產(chǎn)物的多個(gè)結(jié)構(gòu)類似物。并且通過(guò)多條優(yōu)化的合成路線制備得到了該天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的20個(gè)的結(jié)構(gòu)類似物。 3)通過(guò)活性評(píng)價(jià)從中發(fā)現(xiàn)了多個(gè)對(duì)于鏈球菌菌屬具有高選擇性快速殺菌作用的活性的化合物。 4)通過(guò)檢測(cè)對(duì)多種臨床耐藥菌的鏈球菌菌株的殺菌作用,證明了活性化合物54對(duì)于臨床耐藥菌株的高敏感性。并通過(guò)化合物對(duì)人體紅細(xì)胞的溶血實(shí)驗(yàn)確證了化合物的安全性。 5)以活性化合物54為研究對(duì)象利用DIS-C3-5染色實(shí)驗(yàn)進(jìn)行初步的作用機(jī)制研究,證實(shí)了化合物54是通過(guò)選擇性破壞鏈球菌菌膜通透性起到殺菌作用的活性化合物。并通過(guò)原生質(zhì)體殺菌實(shí)驗(yàn)初步驗(yàn)證了化合物54對(duì)于菌屬的選擇性可能是由于該類活性化合物對(duì)于不同細(xì)菌菌屬細(xì)胞壁的通透性的差別產(chǎn)生的。
【學(xué)位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R914
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本文編號(hào)：2560980