寡糖的酶法模块化合成与酶法自动化合成研究

发布时间：2023-02-25 19:23

　　糖基化修饰是重要的蛋白质翻译后修饰,在生物体的生命活动中扮演着重要角色。细胞表面糖型的变化往往与细胞生理状态及疾病进程密切相关。因此,对寡糖的结构和功能进行深入研究,具有重要的生物学意义。然而,目前批量获得结构确定的寡糖仍具有很大的挑战性。因此,如何快速高效地获得结构确定的寡糖库是近年来糖科学研究领域的热点。本论文以获得具有不同结构特点的poly-LacNAc系列糖链以及O-GalNAc聚糖为研究目标,发展了基于酶法模块化合成体系的手动和自动化合成策略,主要完成了以下工作。1.Poly-LacNAc系列糖链的酶法模块化合成Poly-LacNAc系列糖链普遍存在于N-聚糖、O-聚糖以及鞘糖脂中,在炎症、细胞识别以及肿瘤转移等生物过程中均发挥重要的作用。早在19世纪末,poly-LacNAc系列糖链就已成为糖科学领域的研究热点,不同的合成策略相继用于此系列化合物的合成。然而,已报道的化学合成策略存在糖苷化反应选择性低、步骤繁琐、费时费力以及总收率低等缺点。已发展的酶法合成策略存在酶的来源有限、酶的表达量低、需要添加昂贵的糖核苷酸等缺点和不足。因此,仍需发展一种便捷、高效的合成方法用于该系列...

【文章页数】：292 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略词表
第一章 绪论
    1.1 糖生物学
        1.1.1 糖链结构的多样性
        1.1.2 糖链的生物学意义
    1.2 糖类化合物的合成研究进展
        1.2.1 化学法合成
        1.2.2 酶法合成
        1.2.3 化学酶法合成
    1.3 糖链在糖生物学中的应用
        1.3.1 糖芯片技术
        1.3.2 糖疫苗
        1.3.3 糖药物
    1.4 本论文的研究内容和拟解决的问题
第二章 Poly-LacNAc系列糖链的酶法模块化合成及应用研究
    2.1 Poly-LacNAc系列寡糖的研究进展
        2.1.1 Poly-LacNAc系列寡糖的结构
        2.1.2 Poly-LacNAc系列寡糖的生物学功能
        2.1.3 Poly-LacNAc系列寡糖的合成研究进展
    2.2 课题设计
        2.2.1 糖链连接臂的选择
        2.2.2 模块化合成体系的构建
    2.3 Poly-LacNAc系列糖链的模块化组装
        2.3.1 酶法模块化合成poly-LacNAc系列糖链
        2.3.2 酶法模块化合成oligo-Le^x系列糖链
        2.3.3 酶法模块化合成位点专一性的Le^x糖链
        2.3.4 酶法模块化合成sialyl-poly-LacNAc和sialyl-oligo-Lex

        2.3.5 酶法模块化合成VIM-2抗原
    2.4 Poly-LacNAc系列糖链的应用研究
        2.4.1 Poly-LacNAc寡糖与糖结合蛋白检测结果
    2.5 本章小结
第三章 O-GalNAc聚糖的化学酶法合成及应用研究
    3.1 O-GalNAc聚糖的研究进展
        3.1.1 黏蛋白的结构与功能
        3.1.2 O-GalNAc聚糖的生物学功能
        3.1.3 O-GalNAc聚糖的结构
        3.1.4 O-GalNAc聚糖的生物学合成途径
        3.1.5 O-GalNAc聚糖的合成研究进展
    3.2 课题设计
        3.2.1 O-GalNAc聚糖核心结构的化学合成
        3.2.2 O-GalNAc聚糖抗原决定簇的酶法模块化合成
    3.3 多样化导向的O-GalNAc聚糖库的合成
        3.3.1 O-GalNAc聚糖核心结构的化学合成
        3.3.2 O-GalNAc聚糖sTn抗原的酶法模块化合成
        3.3.3 O-GalNAc聚糖Core1系列聚糖的酶法模块化合成
        3.3.4 O-GalNAc聚糖Core2系列聚糖的酶法模块化合成
        3.3.5 O-GalNAc聚糖Core3、Core4和Core6系列聚糖的酶法模块化合成
    3.4 O-GalNAc聚糖的应用研究
    3.5 本章小结
第四章 寡糖的酶法自动化合成研究
    4.1 糖类化合物自动化合成研究进展
        4.1.1 载体的研究进展
        4.1.2 连接臂的研究进展
        4.1.3 自动化合成仪的研究进展
    4.2 课题设计与可行性研究
        4.2.1 PNIPAM载体树脂的温敏特性
        4.2.2 连接臂硫代羟基乙酸酐在PNIPAM与寡糖偶联过程中的可行性考察
        4.2.3 连有PNIPAM的寡糖复合物的温敏特性及回收率考察
        4.2.4 糖基转移酶对连有PNIPAM的寡糖复合物的催化活性研究
        4.2.5 多肽合成仪用于糖链酶法自动化合成的可行性考察
    4.3 寡糖的酶法自动化合成
        4.3.1 寡糖GM1以及血型相关糖抗原的酶法自动化合成
        4.3.2 Poly-LacNAc糖链的酶法自动化合成
    4.4 本章小结
第五章 全文总结
    5.1 全文总结
    5.2 创新点
    5.3 本论文的不足之处
    5.4 展望
第六章 实验部分
    6.1 一般实验方法
        6.1.1 酶的表达与纯化
    6.2 Poly-Lac-NAc系列糖链的酶法模块化合成及应用研究
        6.2.1 酶法模块化合成体系
        6.2.2 酶法模块化合成poly-LacNAc糖链
        6.2.3 酶法模块化合成oligo-Le^x系列糖链
        6.2.4 酶法模块化合成位点专一性的Le^x糖链
        6.2.5 酶法模块化合成sialyl-poly-LacNAc和sialyl-oligo-Le^x

        6.2.6 酶法模块化合成VIM-2抗原
        6.2.7 糖芯片的制备及检测
    6.3 O-GalNAc聚糖的化学酶法合成及其应用研究
        6.3.1 通用HPLC方法
        6.3.2 酶促糖链延伸的一般方法
        6.3.3 多样化导向的O-GalNAC聚糖库的合成
        6.3.4 聚糖芯片的制备及检测
    6.4 寡糖的酶法自动化合成研究
        6.4.1 寡糖与PNIPAM载体树脂的偶联与释放
        6.4.2 寡糖GM1的酶法手动及自动化合成
        6.4.3 人类血型糖抗原的酶法手动及自动化合成
        6.4.4 Poly-LacNAc糖链的酶法自动化合成
参考文献
附录Ⅰ: 化合物NMR图谱
    Ⅰ-1. Poly-LacNAc系列糖链的酶法模块化合成及应用研究
    Ⅰ-2. O-GalNAc聚糖的化学酶法合成及应用研究
    Ⅰ-3. 寡糖的酶法自动化合成研究
附录Ⅱ: 攻读学位期间发表的学术论文
致谢
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3749049

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