糖肽

更新时间:2024-01-12 14:06

糖肽(glycopeptide)即由短糖链和短肽连接而成所得到的化合物。在动物、植物及微生物中都有大量的糖肽被发现。

主要类型

糖肽连键的主要类型有两种:

一,N–糖肽键,是指β–构型的N–乙酰葡糖胺异头碳与天冬酰胺的γ–酰胺N原子共价连接而成的N-糖苷键。

二,O–糖肽键,是指单糖的异头碳与羟基氨基酸的羟基O原子共价结合而成的O–糖苷键。

应用开发

糖肽是一类寡糖与多肽相结合的大分子化合物。

糖肽在糖类药物研发,如糖肽类抗生素和抗肿瘤疫苗的研发中有重要应用。经过几十年的发展,多肽的合成技术目前已经十分成熟,寡糖的合成在最近几年也取得了进展。然而关于糖肽的合成,仍然是极具挑战的难题。

化学合成

2020年9月,中国科学院上海药物研究所文留青课题组与南方科技大学教授王鹏合作完成了通讯论文并在线发表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

该研究报道了利用商业化多肽合成仪和化学酶法合成策略合成带有复杂寡糖结构的糖肽(Proof of Concept)。

在该研究中,研究人员通过筛选大量可用于固相合成的固相载体,发现了一种表面被氨基化的硅球,它可以同时被用作有机相的肽链合成与水相寡糖合成(酶反应)。这种硅球仅表面具有氨基基团,因此研究人员设计了可断裂的linker将硅球树脂与起始氨基酸相连接。虽然这种硅球树脂装载效率比常用的多肽合成的固相树脂低,但可以同时支持有机相中进行的多肽合成反应与水相中进行的酶催化反应。

基于此,研究人员结合商业化多肽合成仪开发出了包含两相反应的体系,用于糖肽合成的技术平台。将装载有初始氨基酸的树脂预先加入到反应釜中,然后合成仪自动将下一个氨基酸与缩合试剂(脱保护试剂)加入反应釜中,反应完成后加压过滤其余试剂,即完成一个循环。

通过设置反应程序,可以使对应的氨基酸依次进行循环反应,在多个循环后就可得到目标肽链。之后系统切换为水相,将不同的糖基转移酶与对应的糖核苷依次进行同样的循环反应(反应温度为37℃),经过多个循环后就可以得到目标糖肽,然后将糖肽从树脂上洗脱。

该糖肽合成平台简单易操作,基于商业化的多肽合成仪实现了13种复杂糖肽(10种肿瘤标志物MUC1糖肽与三种HIV糖肽)的半自动合成。

药物开发

目前看来,革兰阳性菌抗菌药物起到了不错的效果,特别是第二代糖肽类抗生素(GPAs)–奥利万星(Oritavancin)和达巴万星(Dalbavancin)的开发,但面对不可避免的糖肽类抗生素的耐药性问题,开发新的GPAs药物仍是必要的。

在2019年底临床开发的187个传统抗菌剂项目中,有小部分研究(n=35,19%)为已知抗生素类(旧靶标)的改进衍生物,包括β–内酰胺类–青霉素结合蛋白的其他抑制剂、氟喹诺酮类–新型细菌拓扑异构酶抑制剂、氨基糖苷类、多粘菌素和大环内酯类;大部分项目(n=135,72%)专注于新的靶标研究,包括合成和天然抗菌肽(AMPs),天然产物和LpxC抑制剂;而在此基础上,几乎一半的项目主要针对革兰阴性菌,只有约10%的项目针对革兰阳性菌(主要是葡萄球菌)。

目前治疗革兰阳性菌感染的药物包括糖肽类(通过与脂质Ⅱ结合抑制肽聚糖合成:万古霉素、替考拉宁,以及特拉万星、奥利万星和达巴万星)、脂肽类(破坏细胞膜:达托霉素)、噁唑烷酮类(抑制蛋白质合成:利奈唑胺以及特地唑胺)、头孢菌素(通过与青霉素结合蛋白结合抑制肽聚糖合成:第五代头孢洛林和头孢吡普)和甘氨酰四环素(抑制蛋白质合成:替加环素)。

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