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糖肽-多肽糖基化修饰

2021.2.23

通过化学键将单糖(如葡萄糖、半乳糖)或者多糖连接到多肽上的过程,我们将其称之为多肽糖基化修饰,通过糖基化修饰后得到的多肽,我们称之为糖肽(Glycopeptides);糖肽对膜蛋白功能常常有很重要的影响,对特异的生物学功能起介导作用,比如:对细胞具有保护、稳定、组织及屏障等多方面作用;可作为外源性受体的特异性配体,某些糖连可作为各种病毒、细菌及寄生物的特异受体;可作为内源性受体的特异性配体,参与介导清除、周转及胞内穿行作用等。

多肽糖基化类型主要可分为两种:N-糖基化和O-糖基化,今天,我们重点就多肽人工糖基化修饰做一些介绍。

多肽人工糖基化修饰:
多肽的人工糖基化修饰主要利用糖的半缩醛羟基与多肽N端的α-氨基,天冬酰胺的酰胺基形成N-糖基化修饰,或者利用糖的半缩醛羟基与多肽中丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸和羟脯氨酸的羟基为连接点,形成-O-糖苷键型。

1. N端的α-氨基人工糖基化修饰:
N端α-氨基人工糖基化修饰常用的糖类有葡萄糖,果糖,葡萄糖胺,半乳糖,半乳糖胺等;
 

中文名称 英文名称 CAS# 分子式 分子量 结构式
葡萄糖 glucose 50-99-7 C6H12O6 180.16 2021012946749156.png
葡萄糖胺 glucosamine 3416-24-8 C6H13NO5 179.17 2021012946770676.png
半乳糖 Galactose 59-23-4 C6H12O6 180.16 2021012946789256.png
半乳糖胺 galactosamine 7535-00-4 C6H13NO5 179.17 2021012946808852.png
果糖 Fructose 57-48-7 C6H12O6 180.16 2021012946826860.png

 

我们通常通过席夫碱(Schiff base)反应,使糖的醛基与多肽的α-氨基形成CN双键(-RC=N-)而使糖与多肽结合,不过应该注意的是,通过这个方法得到的糖肽的肽是一个开环化合物而不是闭环化合物;以葡萄糖为例,反应过程如下:
 

2021012946846804.png     


2. O-糖苷键型糖基化修饰
O-糖苷键型糖基化修饰主要通过单元构建法实现,即先将乙酰化保护的糖,与丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸和羟脯氨酸的羟基事先反应好形成一个构建单元,氨基酸的α-氨基用Fmoc保护,在多肽合成的过程中,在需要的位置将这些氨基酸引入,即可实现多肽指定位置,指定氨基酸的糖基化修饰,经过多年的研究发展,目前已经成功开发出葡萄糖、半乳糖、N-乙酰葡萄糖胺、GlcβGlc 、Man 、拟糖物、核糖等与天冬酰胺、丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸和羟脯氨酸相连接的构建单元,常见构建单元如下:
 

名称 结构式
Fmoc-L-Asn((Ac)3-β-D-GlcNAc)-OH 2021012946866152.png
Fmoc-L-Ser((Ac)3 -β-D-xyl)-OH 2021012946881340.png
Fmoc-L-Ser((Ac)6-ɑ-D-Galβ(1-3)GalNAc)-OH 2021012946901096.png
Fmoc-L-Ser((Ac)3-ɑ-D-GalNAc)-OH 2021012946918664.png
Fmoc-L-Ser((Ac)3-β-D-GlcNAc)-OH 2021012946953980.png
Fmoc-L-Ser((Ac)4-β-D-Gal)-OH 2021012946974480.png
Fmoc-L-Ser((Ac)4-β-D-Glc)-OH 2021012946994560.png
Fmoc-L-Thr((Ac)3 -β-D-xyl)-OH 2021012947012156.png
Fmoc-L-Thr((Ac)6-ɑ-D-Galβ(1-3)GalNAc)-OH 2021012947032676.png
Fmoc-L-Thr((Ac)3-ɑ-D-GlcNAc)-OH 2021012947057168.png
Fmoc-L-Thr((Ac)3-β-D-GalNAc)-OH 2021012947074976.png
Fmoc-L-Thr((Ac)4-β-D-Gal)-OH 2021012947095104.png
Fmoc-L-Thr((Ac)4-β-D-Glc)-OH 2021012947114364.png

 


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