Najnovije istraživanje Šangajskog instituta Materia Medica, Kineske akademije nauka, prevazišlo je složen problem sinteze sfingolipida, u kojoj metil - -ciklodekstrin (M CD) igra ključnu ulogu.
Istraživačka grupa koju predvodi Li Tiehai sa Šangajskog instituta Materia Medica, Kineska akademija nauka, razvila je strategiju biomimetičke hemijske enzimske sinteze posredovanu "hemijom domaćina-gosti", uspješno postižući efikasnu pripremu strukturno raznolikih i složenih sfingolipida.
Ova studija je koristila samo-sastavljanje metil - -ciklodekstrina sa amfifilnim glikosfingozinom, ugrađujući masni lanac u hidrofobnu šupljinu ciklodekstrina dok je lanac šećera izlagao hidrofilnoj površini, čime se olakšava nesmetan napredak enzimske katalitske reakcije.
1. Riješite problem sinteze
Sfingolipidi su složene biofilne biomolekule široko rasprostranjene u stanicama i tkivima, učestvujući u nizu važnih fizioloških i patoloških procesa kao što su prepoznavanje stanica, imunološki bijeg, infekcija patogenom i metastaza tumora.
Zbog njihove inherentne heterogenosti i strukturne složenosti, vrlo je teško direktno izolirati i dobiti dobro{0}}definirane i dovoljne glikolipide iz prirodnih uzoraka. Međutim, pravilo hemijske sinteze ograničeno je niskom efikasnošću spajanja lanaca šećera i lipida.
Niska rastvorljivost glikolipidnih supstrata u vodi takođe u velikoj meri ometa efikasan napredak enzimskih reakcija. Ovi faktori zajedno dovode do ogromnih izazova u sintezi složenih sfingolipida različitih struktura.
2. Srž inovativne strategije
Istraživački tim predvođen Li Tiehaijem, objavljen u časopisu Američkog hemijskog društva (JACS), koristio je jedinstvenu molekularnu strukturu metil - -ciklodekstrina.
Metil - -ciklodekstrin se-sastavlja sa amfifilnim glikozilsfingozinom kako bi formirao kompleks domaćina-gosti, dozvoljavajući dijelu masnog lanca da se ugradi u njegovu hidrofobnu šupljinu dok dio lanca šećera izlaže hidrofilnoj površini.
Ova metoda sastavljanja pruža idealno sučelje za enzim{0}}katalisane reakcije, a formirani glikolipidni proizvodi mogu se brzo pročistiti ekstrakcijom u čvrstoj{2}} fazi C18.
3. Izgradite raznoliku banku šećera i lipida
Efikasnim uvođenjem drugog masnog lanca kroz reakcije selektivne acilacije, istraživački tim je uspješno konstruirao biblioteku od 20 neutralnih i kiselih sfingolipida s različitim modifikacijama fukozilacije i sijalacidifikacije.
Ova biblioteka glikolipida obuhvata globo-, ganglio-, neolakto- i lakto{3}} seriju glikolipida od značajnog biološkog značaja, pružajući materijalnu osnovu za istraživanje imunoterapijskih reagensa i vakcina na bazi glikolipida.
4. Ima široke izglede za primjenu
Osim primjene u sintezi glikolipida, sam metilbeta-ciklodekstrin je također pokazao veliku vrijednost u medicinskom polju. Može poboljšati rastvorljivost i bioraspoloživost lijekova, povećati efikasnost lijekova ili smanjiti dozu, prilagoditi ili kontrolirati brzinu oslobađanja lijekova, smanjiti toksične i nuspojave lijekova i povećati stabilnost lijekova.
Nedavni patenti pokazuju da se M CD i njegovi preparati mogu koristiti i za pripremu osteogenih inhibitornih lijekova, pružajući nove terapijske strategije za bolesti hiperplazije kostiju i regulaciju zarastanja fraktura.
Strategija biomimetičke sinteze zasnovana na metil - -ciklodekstrinu ne samo da nadoknađuje nedostatak tehnologije građenja biblioteke glikolipida u istraživanju šećera, već pruža i novu metodu za efikasnu sintezu složenih glikolipida.
