唾液酸化TF抗原及其氟代衍生物的化学酶法合成

发布时间：2020-06-03 05:57

【摘要】：肿瘤相关糖抗原(Tumor-associated carbogydrate antigens,TACAs)是肿瘤细胞表面重要标记分子,也是抗肿瘤疫苗研究发展的热点。近年来,随着人们对TACAs的认识更加深入,逐步认识到通过化学合成的方法进行肿瘤疫苗设计的重要性。因此获得结构稳定的肿瘤相关糖抗原,对于其生物活性研究、抗肿瘤疫苗的研发至关重要。其中,Thomsen-Friedenreich(TF)抗原是一种包含半乳糖、N-乙酰氨基半乳糖残基(GalNAc)的二糖,,其中GalNAcα-可以通过氧苷键或是氮苷键与粘蛋白的丝氨酸或苏氨酸残基相连。TF-Ag是一个非常重要的肿瘤靶点,因为它在乳腺癌、结肠癌、膀胱癌、前列腺癌、肝脏和胃癌中都有过量表达,由TF-Ag介导的细胞粘附在转移中起着重要作用,它能够刺激机体产生体液免疫,从而杀死肿瘤细胞,而且还可以阻断肿瘤细胞的扩散能力。以TF-Ag为靶标的肿瘤疫苗的首次研究是由Georg Spillier小组在1995发表的。然而,由于天然的Tn、sTn、TF等抗原免疫耐受、免疫原性弱,不能刺激机体产生强烈的免疫应答反应,为了解决这个问题,国内外研究者们开始对天然肿瘤相关糖抗原结构进行修饰、改造。研究结果表明,F原子的引入可以很好的提高肿瘤糖疫苗的免疫原性。虽然氟代修饰的TACAs能很好的改善其本身的免疫原性,但是其化学合成存在着操作复杂、条件苛刻、收率低等问题。因此我们需要寻求一种新的策略,便于大量获取氟代TF抗原,进一步用于活性研究。本文成功开展了一个以重组大肠杆菌来源的CMP-唾液酸合成酶和醛缩酶和来自于多杀性巴氏杆菌来源的唾液酸转移酶PmST1催化的“一釜三酶”反应策略。这一反应策略能够高效、高选择性的大量合成TF抗原及其氟代衍生物。首先,以半乳糖氨基盐酸盐为起始反应物,通过化学法合成还原端连有丙基叠氮、3-位OH裸露的半乳糖苷作为为受体,以C-6氟原子取代的全乙酰半乳糖亚胺酯为供体,经过糖苷化反应和保护基脱除得到TF、6-F-TF抗原;其次,我们以ManNAc为原料,在其C-2位或 C-6 位进行结构修饰,分别得到 ManGc、ManNHTFA、6-F-ManNAc、6-N3-ManNAc等单糖砌块,作为应用“一釜三酶”体系合成的前体化合物;随后,利用成功发展的“一釜三酶”的合成策略,快速、高效的大量合成sTF抗原、sTF衍生物及其内酯化合物,并对氟代糖展开了稳定性研究:最后,通过方酸化学将寡糖与牛血清白蛋白结合,成功的得到系列寡糖-BSA糖蛋白缀合物,以便于后期活性研究。本课题取得的主要成果包括以下几个方面:(1)成功的利用“一釜三酶”体系大量合成了唾液酸化TF抗原以及氟代衍生物。(2)首次创新性的利用化学法成功的合成了含有内酯结构的唾液酸化TF抗原及其氟代衍生物的,此法能够锁定三糖底物中可以自由旋转的Neu5Acα2-3Gal二糖单元,为进一步研究在三糖水平上唾液酸转移酶的底物适应性提供了基础。(3)成功的以氟代sTF抗原稳定性为研究目标,在唾液酸糖苷酶水解的作用下,展开了对氟原子的引入对唾液酸糖苷键稳定性影响的评价,总结构效关系规律,为肿瘤糖疫苗的制备提供基础。(4)利用方酸化学,通过Linker将氟代sTF与BSA蛋白相连,从而得到糖蛋白缀合物,为后期进行免疫原性测试以及抗体识别交叉反应提供了基础。
【图文】：

糖化学,化学合成,低聚糖,糖基化

逦Ｆｕｃｏｓｅ（Ｆｕｃ）逦Ｘｙｌｏｓｅ邋（Ｘｙｌ）逡逑图１．２．哺乳动物体内基本单糖砌块逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｔｈｅ邋ｂａｓｉｃ邋ｍｏｎｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅ？ｂｕｉｌｄｉｎｇ邋ｂｌｏｃｋｓ，邋ｉｎ邋ａｎｉｍａｌ逡逑１．２．２化学法合成寡糖的研究逡逑糖化学是一门很有挑战性的学科，起源于Ｅｍｉｌ邋Ｆｉｓｈｅｒ在单糖相互转化和葡萄糖逡逑（ＧＬＣ）结构及其异构体测定方面的开创性工作。糖化学的发展主要是立体选择性糖苷逡逑６逡逑
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R91

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