중국과학원 상하이 물질연구소(Shanghai Institute of Materia Medica)의 최신 연구에서는 메틸 - -사이클로덱스트린(M CD)이 핵심 역할을 하는 스핑고지질 합성의 복잡한 문제를 극복했습니다.
중국과학원 상하이 물질 의학 연구소의 Li Tiehai가 이끄는 연구 그룹은 "호스트-게스트 화학"을 매개로 하는 생체 모방 화학 효소 합성 전략을 개발하여 구조적으로 다양하고 복잡한 스핑고지질을 효율적으로 준비하는 데 성공했습니다.
본 연구에서는 메틸 - -사이클로덱스트린과 양친매성 글리코스핑고신의 자가 조립을 활용하여 지방 사슬을 사이클로덱스트린의 소수성 공동에 삽입하고 당 사슬을 친수성 표면에 노출시켜 효소 촉매 반응의 원활한 진행을 촉진했습니다.
1. 합성 문제 해결
스핑고지질은 세포와 조직에 널리 분포되어 있는 복잡한 생체친화성 생체분자로서 세포 인식, 면역 탈출, 병원체 감염 및 종양 전이와 같은 다양한 중요한 생리학적, 병리학적 과정에 참여합니다.
고유한 이질성과 구조적 복잡성으로 인해 천연 샘플에서 잘 정의되고 충분한 당지질을 직접 분리하고 얻는 것은 매우 어렵습니다.{0}} 그러나 화학적 합성 규칙은 당 사슬과 지질의 낮은 결합 효율로 인해 제한됩니다.
당지질 기질의 낮은 수용해도는 또한 효소 반응의 효율적인 진행을 크게 방해합니다. 이러한 요인들은 다양한 구조를 가진 복잡한 스핑고지질의 합성에 큰 어려움을 초래합니다.
2. 혁신전략의 핵심
JACS(Journal of the American Chemical Society)에 게재된 Li Tiehai가 이끄는 연구팀은 메틸 - -사이클로덱스트린의 독특한 분자 구조를 활용했습니다.
메틸 - -사이클로덱스트린-은 양친매성 글리코실스핑고신과 자가 조립하여 호스트-게스트 복합체를 형성하여 지방 사슬 부분이 소수성 공동에 내장되도록 하고 당 사슬 부분을 친수성 표면에 노출시킵니다.
이 조립 방법은 효소-촉매 반응에 이상적인 인터페이스를 제공하며, 형성된 당지질 생성물은 C18 고체-추출을 통해 신속하게 정제될 수 있습니다.
3. 다양한 설탕 및 지질 은행 구축
선택적 아실화 반응을 통해 두 번째 지방 사슬을 효율적으로 도입함으로써 연구팀은 다양한 푸코실화 및 시알산화 변형을 갖는 20개의 중성 및 산성 스핑고지질 라이브러리를 성공적으로 구축했습니다.
이 당지질 라이브러리는 생물학적으로 중요한 globo-, ganglio-, neolacto{2}} 및 lacto{3}} 계열의 당지질을 포함하며 당지질을 기반으로 한 면역요법 시약 및 백신 연구를 위한 물질적 기반을 제공합니다.
4. 광범위한 적용 가능성을 가지고 있습니다.
당지질 합성에 적용하는 것 외에도 메틸베타-사이클로덱스트린 자체도 의료 분야에서 광범위한 가치를 입증했습니다. 약물의 용해도 및 생체 이용률을 향상시키고, 약물의 효능을 높이거나 복용량을 줄이고, 약물의 방출 속도를 조정 또는 제어하고, 약물의 독성 및 부작용을 낮추고 약물의 안정성을 높일 수 있습니다.
최근 특허에 따르면 M CD와 그 제제는 골형성 억제 약물을 제조하는 데에도 사용될 수 있으며, 이는 골 증식 질환 및 골절 치유 조절에 대한 새로운 치료 전략을 제공합니다.
메틸- -사이클로덱스트린을 기반으로 한 생체 모방 합성 전략은 설탕 과학 연구에서 당지질 라이브러리 구축 기술의 부족한 부분을 보완할 뿐만 아니라 복잡한 당지질의 효율적인 합성을 위한 새로운 방법을 제공합니다.
