脱水縮合剤を用いる新規糖供与体の合成と酵素触媒グリコシル化反応

使用脱水缩合剂和酶催化糖基化反应合成新型糖供体

基本信息

批准号：
09J02850
负责人：
田中知成
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J02850/
关键词：
新規糖供与体脱水縮合剤グリコシル化糖加水分解酵素 DMT糖

项目摘要

糖供与体の合成は、従来、糖のヒドロキシ基の保護・脱保護など多段階工程を要する有機合成法に依存していたが、我々は、脱水縮合剤を用いて無保護糖から一段階かつ水中で糖加水分解酵素を用いるグリコシル化反応に利用できる新規な糖供与体4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イルグリコシド(DMT糖)を一段階合成することに成功してきた。これまで、DMT糖を糖供与体とする酵素的グリコシル化に用いた酵素触媒はセルラーゼのみであったので、これ以外の酵素を用いるグリコシル化反応への適用を検討した。はじめに、β-ガラクトシダーゼを触媒とするガラクトシル化を目的として、無保護のガラクトースを原料に、塩化4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウム(DMT-MM)を用いて、4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イルβ-ガラクトシド(DMT-β-Gal)を水中で一段階合成した。続いて、β-ガラクトシダーゼを触媒とした酵素的グリコシル化を行った結果、収率46%で二糖生成物が得られた。同様に、グルコサミン(GlcN)あるいはN-アセチルグルコサミン(GlcNAc)から一段階で合成したDMT-β-GlcNおよびDMT-α-GlcNAcは各々exo-キトサナーゼ、α-N-アセチルグルコサミニダーゼによる糖転移反応の供与体として有用であることを見出した。また、DMT糖の酵素による基質認識機構解明を明らかとするため、基質-酵素複合体のX線結晶構造解析を行うにあたり、DMT糖のアグリコン部のグリコシド結合を酸素原子から硫黄原子へと変換した加水分解されない基質を有機合成により5工程で合成した。

传统上，糖供体的合成依赖于有机合成方法，需要多个步骤，例如糖羟基的保护和脱保护，但我们开发了一种利用脱水缩合从未保护的糖中一步合成糖供体的方法我们成功一步合成了一种新型糖供体，4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基糖苷（DMT糖），可用于糖基水解酶的糖基化反应。在水中。到目前为止，使用 DMT 糖作为糖供体进行酶促糖基化的唯一酶催化剂是纤维素酶，因此我们研究了其在使用其他酶的糖基化反应中的应用。首先，为了通过β-半乳糖苷酶催化半乳糖基化，以未保护的半乳糖为原料制备4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基氯)。使用 -4-甲基吗啉鎓 (DMT-MM) 在水中一步合成 4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基 β-半乳糖苷 (DMT-β-Gal)。随后由 β-半乳糖苷酶催化的酶促糖基化产生了二糖产物，产率为 46%。同样，由葡萄糖胺（GlcN）或N-乙酰葡萄糖胺（GlcNAc）一步合成的DMT-β-GlcN和DMT-α-GlcNAc可用于外切壳聚糖酶和α-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶的转糖基反应，分别发现它对身体有用。此外，为了阐明酶对DMT糖的底物识别机制，在对底物-酶复合物进行X射线晶体结构分析时，我们将DMT糖苷元部分的糖苷键从氧原子转变为通过有机合成分五步合成了不可水解的底物。