通過化學鍵將單糖(如葡萄糖、半乳糖)或者多糖連接到多肽上的過程,我們將其稱之為多肽糖基化修飾,通過糖基化修飾后得到的多肽,我們稱之為糖肽(Glycopeptides);糖肽對膜蛋白功能常常有很重要的影響,對特異的生物學功能起介導作用,比如:對細胞具有保護、穩(wěn)定、組織及屏障等多方面作用;可作為外源性受體的特異性配體,某些糖連可作為各種病毒、細菌及寄生物的特異受體;可作為內(nèi)源性受體的特異性配體,參與介導清除、周轉及胞內(nèi)穿行作用等。
多肽糖基化類型主要可分為兩種:N-糖基化和O-糖基化,今天,我們重點就多肽人工糖基化修飾做一些介紹。
多肽人工糖基化修飾:
多肽的人工糖基化修飾主要利用糖的半縮醛羥基與多肽N端的α-氨基,天冬酰胺的酰胺基形成N-糖基化修飾,或者利用糖的半縮醛羥基與多肽中絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸和羥脯氨酸的羥基為連接點,形成-O-糖苷鍵型。
1. N端的α-氨基人工糖基化修飾:
N端α-氨基人工糖基化修飾常用的糖類有葡萄糖,果糖,葡萄糖胺,半乳糖,半乳糖胺等;
中文名稱
英文名稱
CAS#
分子式
分子量
結構式
葡萄糖
glucose
50-99-7
C6H12O6
180.16
葡萄糖胺
glucosamine
3416-24-8
C6H13NO5
179.17
半乳糖
Galactose
59-23-4
C6H12O6
180.16
半乳糖胺
galactosamine
7535-00-4
C6H13NO5
179.17
果糖
Fructose
57-48-7
C6H12O6
180.16
我們通常通過席夫堿(Schiff base)反應,使糖的醛基與多肽的α-氨基形成CN雙鍵(-RC=N-)而使糖與多肽結合,不過應該注意的是,通過這個方法得到的糖肽的肽是一個開環(huán)化合物而不是閉環(huán)化合物;以葡萄糖為例,反應過程如下:
2. O-糖苷鍵型糖基化修飾
O-糖苷鍵型糖基化修飾主要通過單元構建法實現(xiàn),即先將乙?;Wo的糖,與絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸和羥脯氨酸的羥基事先反應好形成一個構建單元,氨基酸的α-氨基用Fmoc保護,在多肽合成的過程中,在需要的位置將這些氨基酸引入,即可實現(xiàn)多肽指定位置,指定氨基酸的糖基化修飾,經(jīng)過多年的研究發(fā)展,目前已經(jīng)成功開發(fā)出葡萄糖、半乳糖、N-乙酰葡萄糖胺、GlcβGlc 、Man 、擬糖物、核糖等與天冬酰胺、絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸和羥脯氨酸相連接的構建單元,常見構建單元如下:
Fmoc-L-Asn((Ac)3-β-D-GlcNAc)-OH
Fmoc-L-Ser((Ac)3 -β-D-xyl)-OH
Fmoc-L-Ser((Ac)6-ɑ-D-Galβ(1-3)GalNAc)-OH
Fmoc-L-Ser((Ac)3-ɑ-D-GalNAc)-OH
Fmoc-L-Ser((Ac)3-β-D-GlcNAc)-OH
Fmoc-L-Ser((Ac)4-β-D-Gal)-OH
Fmoc-L-Ser((Ac)4-β-D-Glc)-OH
Fmoc-L-Thr((Ac)3 -β-D-xyl)-OH
Fmoc-L-Thr((Ac)6-ɑ-D-Galβ(1-3)GalNAc)-OH
Fmoc-L-Thr((Ac)3-ɑ-D-GlcNAc)-OH
Fmoc-L-Thr((Ac)3-β-D-GalNAc)-OH
Fmoc-L-Thr((Ac)4-β-D-Gal)-OH
Fmoc-L-Thr((Ac)4-β-D-Glc)-OH