Најновије истраживање Шангајског института Материа Медица, Кинеске академије наука, превазишло је сложен проблем синтезе сфинголипида, у којој метил - -циклодекстрин (М ЦД) игра кључну улогу.
Истраживачка група коју предводи Ли Тиехаи са Шангајског института Материа Медица, Кинеска академија наука, развила је стратегију биомиметичке хемијске ензимске синтезе посредовану „хемијом домаћин-гост“, успешно постижући ефикасну припрему структурно разноликих и сложених сфинголипида.
Ова студија је користила самосастављање метил - -циклодекстрина са амфифилним гликосфингозином, уграђујући масни ланац у хидрофобну шупљину циклодекстрина док је ланац шећера излагао хидрофилној површини, олакшавајући тако несметан напредак ензимских каталитичких реакција.
1. Решите проблем синтезе
Сфинголипиди су сложени биофилни биомолекули широко распрострањени у ћелијама и ткивима, учествујући у различитим важним физиолошким и патолошким процесима као што су препознавање ћелија, имунолошки бекство, инфекција патогеном и метастаза тумора.
Због њихове инхерентне хетерогености и структурне сложености, веома је тешко директно изоловати и добити добро дефинисане и довољне гликолипиде из природних узорака. Међутим, правило хемијске синтезе је ограничено ниском ефикасношћу спајања ланаца шећера и липида.
Ниска растворљивост гликолипидних супстрата у води такође у великој мери омета ефикасан напредак ензимских реакција. Ови фактори заједно доводе до огромних изазова у синтези сложених сфинголипида са различитим структурама.
2. Срж стратегије иновација
Истраживачки тим који је предводио Ли Тиехаи, објављен у Јоурнал оф тхе Америцан Цхемицал Социети (ЈАЦС), користио је јединствену молекуларну структуру метил - -циклодекстрина.
Метил - -циклодекстрин се самосаставља са амфифилним гликозилсфингозином да би формирао комплекс домаћин-гост, омогућавајући да се део масног ланца угради у његову хидрофобну шупљину док се део ланца шећера излаже хидрофилној површини.
Ова метода састављања обезбеђује идеалан интерфејс за реакције катализоване ензимима, а формирани гликолипидни производи могу се брзо пречистити екстракцијом у чврстој фази Ц18.
3. Изградите разноврсну банку шећера и липида
Ефикасним увођењем другог масног ланца кроз селективне реакције ацилације, истраживачки тим је успешно конструисао библиотеку од 20 неутралних и киселих сфинголипида са различитим модификацијама фукозилације и сијалацидификације.
Ова библиотека гликолипида обухвата глобо-, ганглио-, неолакто- и лакто-серију гликолипида од значајног биолошког значаја, пружајући материјалну основу за истраживање имунотерапијских реагенса и вакцина на бази гликолипида.
4. Има широке изгледе за примену
Поред примене у синтези гликолипида, сам метилбета-циклодекстрин је такође показао велику вредност у области медицине. Може побољшати растворљивост и биодоступност лекова, повећати ефикасност лекова или смањити дозу, прилагодити или контролисати брзину ослобађања лекова, смањити токсичне и нежељене ефекте лекова и повећати стабилност лекова.
Недавни патенти показују да се М ЦД и његови препарати такође могу користити за припрему остеогених инхибиторних лекова, обезбеђујући нове терапијске стратегије за болести хиперплазије костију и регулацију зарастања прелома.
Стратегија биомиметичке синтезе заснована на метил - -циклодекстрину не само да надокнађује недостатак технологије изградње библиотеке гликолипида у истраживању шећера, већ такође пружа нови метод за ефикасну синтезу сложених гликолипида.
