糖苷酶底物6-氯-4-甲基伞形酮-α-L-艾杜糖醛酸苷的合成

发布时间：2021-04-18 07:47

　　为了开发用于粘多糖贮积症I型疾病检测的α-L-艾杜糖醛酸荧光酶底物,以廉价易得的葡醛酸内酯为起始原料合成1,2,3,4-四-O-乙酰基-β-D-葡萄糖醛酸甲酯,经过自由基溴代及自由基还原合成1,2,3,4-四-O-乙酰基-α-L-艾杜糖糖醛酸甲酯,以Mitsunobu反应为关键步骤合成糖苷键,最后脱除保护基团得到6-氯-4-甲基伞形酮-α-L-艾杜糖醛酸苷.用单晶衍射确证了关键中间体的结构,初步的酶学测试证明该底物可用于α-L-艾杜糖醛酸酶活性的快速检测. 

【文章来源】：有机化学. 2020,40(01)北大核心SCICSCD

【文章页数】：21 页

【部分图文】：

化合物13的高分辨质谱图

荧光糖苷酶底物是测定糖苷酶活性的重要方法,具有操作简单、灵敏度高、特异性强和价格便宜的优点,在临床疾病检测中得到了广泛的应用[3].早在1972年,Weissmann等[4]就合成了苯基-O-α-L-艾杜糖醛酸苷,并成功用于α-L-艾杜糖醛酸酶的活性测定.该糖苷酶底物在α-L-艾杜糖醛酸酶水解下释放出苯酚,进一步与福林酚试剂(Folin Phenol Reagent)反应后进行光谱测定,实验操作繁琐,灵敏度较低.之后Stirling等[5]报道了4-甲基伞形酮-α-L-艾杜醛酸苷1,该底物在α-L-艾杜糖醛酸酶水解下释放出荧光团4-甲基伞形酮(MU),然后通过荧光光谱测定α-L-艾杜糖醛酸酶的活性.目前该底物在临床上已经被广泛用于检测α-L-艾杜糖醛酸酶活性[6],但是该底物的价格十分昂贵,测定时间也较长,因此有必要进一步开发新型的糖苷酶底物.在本文中,我们设计并合成了一种新的糖苷酶底物6-氯-4-甲基伞形酮-α-L-艾杜醛酸苷2,由于6-位氯原子的吸电子作用,预期该糖苷酶底物具有更快的酶水解速度和更高的荧光效率[7].目前α-L-艾杜糖醛酸糖苷酶底物的合成主要面临两个方面的挑战,首先L-艾杜糖醛酸无法从自然界直接获得,其制备主要是以D-葡萄糖为起始原料,需要经过复杂的化学转换合成得到,非常耗时,导致合成成本很高[8].在生物体内艾杜糖醛酸片段的合成是在C-5异构酶的作用下由葡萄糖醛酸直接在C-5位异构化得到的,因此酶催化也是获取L-艾杜糖醛酸的一条重要途径,文献报道相关工作主要是围绕抗血栓药物璜达肝葵钠(Fondaparinux sodium)的合成进行[9].另外一种相对比较简洁的化学合成方法是通过1,2,3,4-四-O-乙酰基-D-葡醛酸甲酯的5位选择性溴代,然后进一步自由基还原得到1,2,3,4-四-O-乙酰基-D-葡醛酸甲酯和1,2,3,4-四-O-乙酰基-L-艾杜糖醛酸甲酯的混合物,分离较为困难且产率较低,但仍然是最便捷的方法之一[10],本文采用该方法.

最后用商业化的α-L-艾杜糖醛酸酶分别测定了α-L-艾杜糖醛酸糖苷底物2及其异构体13的酶水解反应(图4).结果表明α-L-艾杜糖醛酸糖苷底物2能够顺利被分解,产生显著的荧光增强,而其β异构体13不会发生酶水解反应,从而进一步确证了L-艾杜糖醛酸苷结构指认的正确性,并初步证明新设计合成的糖底物2的潜在应用性.进一步的临床样品测定,以及与商业化糖苷酶底物1的完整性能比较试验正在进一步进行中.2 结论


本文编号：3145110