המחקר האחרון של מכון שנגחאי של Materia Medica, האקדמיה הסינית למדעים, התגבר על הבעיה המורכבת של סינתזת ספינגוליפידים, שבה מתיל - -ציקלודקסטרין (M CD) ממלא תפקיד מפתח.
קבוצת המחקר בראשות Li Tiehai ממכון שנגחאי של Materia Medica, האקדמיה הסינית למדעים, פיתחה אסטרטגיית סינתזה אנזימטית כימית ביומימטית המתווכת על ידי "מארח-כימיה של אורחים", והשיגה בהצלחה הכנה יעילה של ספינגוליפידים מגוונים ומורכבים מבחינה מבנית.
מחקר זה השתמש בהרכבה-עצמית של מתיל - -ציקלודקסטרין עם גליקוספינגוזין אמפיפילי, תוך הטמעת השרשרת השומנית לתוך החלל ההידרופובי של ציקלודקסטרין תוך חשיפת שרשרת הסוכר למשטח ההידרופילי, ובכך הקלה על התקדמות חלקה של תגובות קטליטיות אנזימטיות.
1. פתרו את בעיית הסינתזה
ספינגוליפידים הם ביומולקולות ביופיליות מורכבות המופצות באופן נרחב בתאים וברקמות, ומשתתפות במגוון תהליכים פיזיולוגיים ופתולוגיים חשובים כגון זיהוי תאים, בריחה חיסונית, זיהום פתוגן וגרורות בגידול.
בשל ההטרוגניות הטבועה והמורכבות המבנית שלהם, קשה מאוד לבודד ישירות ולהשיג גליקוליפידים מוגדרים היטב- ומספקים מדגימות טבעיות. עם זאת, כלל הסינתזה הכימית מוגבל על ידי יעילות הצימוד הנמוכה של שרשראות סוכר ושומנים.
מסיסות המים הנמוכה של מצעי גליקוליפידים גם מעכבת מאוד את ההתקדמות היעילה של תגובות אנזימטיות. גורמים אלו מובילים יחד לאתגרים עצומים בסינתזה של ספינגוליפידים מורכבים בעלי מבנים מגוונים.
2. ליבת אסטרטגיית חדשנות
צוות המחקר בראשות Li Tiehai, שפורסם ב-Journal of the American Chemical Society (JACS), השתמש במבנה המולקולרי הייחודי של מתיל - -ציקלודקסטרין.
מתיל - -cyclodextrin self-מתכנס עם גליקוזילספינגוזין אמפיפילי ליצירת קומפלקס מארח-, מה שמאפשר לחלק השרשרת השומנית להיות מוטמעת בחלל ההידרופובי שלו תוך חשיפת חלק שרשרת הסוכר למשטח ההידרופילי.
שיטת הרכבה זו מספקת ממשק אידיאלי לתגובות-מזרזות אנזים, וניתן לטהר את תוצרי הגליקוליפידים שנוצרו במהירות באמצעות מיצוי C18 מוצק-.
3. בניית בנק סוכר ושומנים מגוון
על ידי החדרה יעילה של שרשרת שומנית שנייה באמצעות תגובות אצילציה סלקטיביות, צוות המחקר בנה בהצלחה ספרייה של 20 ספינגוליפידים ניטרליים וחומציים עם שינויים שונים ב- fucosylation ו- sialacidification.
ספריית גליקוליפידים זו מקיפה את סדרת הגלובו-, ganglio-, neolacto- ו-lacto- של גליקוליפידים בעלי חשיבות ביולוגית משמעותית, המספקת בסיס מהותי למחקר של ריאגנטים חיסוניים וחיסונים המבוססים על גליקוליפידים.
4. יש לו סיכויי יישום רחבים
בנוסף ליישומה בסינתזה של גליקוליפידים, מתיל-ביתא-ציקלודקסטרין עצמו גם הוכיח ערך רב בתחום הרפואי. זה יכול לשפר את המסיסות והזמינות הביולוגית של תרופות, להגביר את יעילות התרופות או להפחית את המינון, להתאים או לשלוט בקצב השחרור של תרופות, להוריד את תופעות הלוואי והרעילות של תרופות ולהגביר את היציבות של התרופות.
פטנטים אחרונים מראים כי M CD ותכשיריו יכולים לשמש גם להכנת תרופות מעכבות אוסטאוגניות, המספקות אסטרטגיות טיפוליות חדשות למחלות היפרפלזיה של העצם וויסות ריפוי שברים.
אסטרטגיית הסינתזה הביומימטית המבוססת על מתיל - -ציקלודקסטרין לא רק מפצה על החסר בטכנולוגיית בניית ספריית גליקוליפידים במחקר מדעי הסוכר, אלא גם מספקת שיטה חדשה לסינתזה יעילה של גליקוליפידים מורכבים.
