Najnovije istraživanje Šangajskog instituta Materia Medica, Kineske akademije znanosti, prevladalo je složeni problem sinteze sfingolipida, u kojem metil - -ciklodekstrin (M CD) igra ključnu ulogu.
Istraživačka skupina koju vodi Li Tiehai sa Šangajskog instituta Materia Medica Kineske akademije znanosti razvila je strategiju biomimetičke kemijske enzimske sinteze posredovane "kemijom domaćina-gosta", uspješno postižući učinkovitu pripremu strukturno raznolikih i složenih sfingolipida.
Ova studija koristila je samo-sastavljanje metil - -ciklodekstrina s amfifilnim glikosfingozinom, ugrađujući masni lanac u hidrofobnu šupljinu ciklodekstrina dok je lanac šećera izlagao hidrofilnoj površini, čime se olakšava glatko napredovanje enzimskih katalitičkih reakcija.
1. Riješite zadatak sinteze
Sfingolipidi su složene biofilne biomolekule široko rasprostranjene u stanicama i tkivima, sudjelujući 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 izravno izolirati i dobiti dobro{0}}definirane i dovoljne količine glikolipida iz prirodnih uzoraka. Međutim, pravilo kemijske sinteze ograničeno je niskom učinkovitošću spajanja lanaca šećera i lipida.
Niska topljivost glikolipidnih supstrata u vodi također uvelike ometa učinkovito odvijanje enzimskih reakcija. Ovi čimbenici zajedno dovode do velikih izazova u sintezi složenih sfingolipida s različitim strukturama.
2. Srž inovacijske strategije
Istraživački tim pod vodstvom Li Tiehaija, objavljen u časopisu Američkog kemijskog društva (JACS), iskoristio je jedinstvenu molekularnu strukturu metil - -ciklodekstrina.
Metil - -ciklodekstrin sam-sakuplja se s amfifilnim glikozilsfingozinom kako bi formirao domaćin-kompleks gosta, dopuštajući dijelu masnog lanca da bude ugrađen u svoju hidrofobnu šupljinu dok je dio šećernog lanca izložen hidrofilnoj površini.
Ova metoda sastavljanja pruža idealno sučelje za reakcije-katalizirane enzimima, a nastali glikolipidni proizvodi mogu se brzo pročistiti ekstrakcijom C18 čvrste-faze.
3. Izgradite raznoliku banku šećera i lipida
Učinkovitim uvođenjem drugog masnog lanca kroz selektivne reakcije acilacije, istraživački tim je uspješno konstruirao biblioteku od 20 neutralnih i kiselih sfingolipida s različitim modifikacijama fukozilacije i sijalacidifikacije.
Ova biblioteka glikolipida obuhvaća globo-, ganglio-, neolakto- i lakto- seriju glikolipida od značajne biološke važnosti, pružajući materijalnu osnovu za istraživanje imunoterapijskih reagensa i cjepiva temeljenih na glikolipidima.
4. Ima široke izglede za primjenu
Osim svoje primjene u sintezi glikolipida, sam metilbeta-ciklodekstrin također je pokazao veliku vrijednost u medicinskom polju. Može povećati topljivost i bioraspoloživost lijekova, povećati učinkovitost lijekova ili smanjiti dozu, prilagoditi ili kontrolirati brzinu otpuštanja lijekova, smanjiti toksičnost i nuspojave lijekova i povećati stabilnost lijekova.
Nedavni patenti pokazuju da se M CD i njegovi pripravci također mogu koristiti za pripremu osteogenih inhibitornih lijekova, pružajući nove terapijske strategije za bolesti hiperplazije kostiju i regulaciju cijeljenja prijeloma.
Strategija biomimetičke sinteze koja se temelji na metil - -ciklodekstrinu ne samo da nadoknađuje nedostatak tehnologije konstrukcije biblioteke glikolipida u znanstvenim istraživanjima šećera, već također pruža novu metodu za učinkovitu sintezu složenih glikolipida.
