硫酸化寡糖的合成与生物活性研究.pdf

中国科学院上海有机化学研究所研究生学位论文 中 文 摘 要 肝素与硫酸肝素糖胺聚糖在生物体内扮演着非常重要的角色，涉及细胞的粘附、增 殖、分化、感染、抗凝，以及肿瘤细胞的增殖和转移等哺乳动物是通过体内的一种内 切葡萄糖醛酸水解酶 ( h e p a r a n a s e , m a m m a l i a n e n d o g l u c u r o n i d a s e , H p a ) 将硫酸肝素搪胺 聚糖水解为自身需要的寡糖片断肝素等硫酸化多糖或寡糖对乙酞肝素酶具有抑制作 用， 但是由于分子大小， 毒性， 不均一结构及多重生物作用等导致它们不能应用于临床 因而， 合成肝素酶所能识别的天然产物类似物作为竞争抑制剂可能是发展新型无毒副作 用肝素酶抑制剂的突破口 一、我们发展了一套合成硫代肝素三糖片断的方法， 成功的合成了肝素酶所能识别的这 一最小天然肝素片断类似物 1 、 系统地考察了 糖醛酸与氨基糖之间 1 , 4 - 硫糖昔键的建立方法， 通过硫负离子对 糖基澳代物的S N 2 取代反应成功的构建了1 ,4 - a 一 构型的 硫糖营键 2 、改进了4 位裸露轻基的糖醛酸砌块的合成，以4 位裸露经基的糖醛酸浪昔合成 了糖醛酸上斗 位裸露经基的二糖受体，进而最终完成了三糖骨架的合成。

3 、 运用对甲氧基节基基保护需要硫酸化的轻基，1 , 3 一 丙二硫醇还原叠氮，以及轻 基、氨基同时硫酸化等策略成功地完成了目 标二糖、三搪的合成 二、为寻找具有良好抗炎活性而无抗凝副作用的寡搪化合物， 我们从结构确定的麦芽寡 搪出发， 合成了一系列硫酸化麦芽寡糖化合物库和未硫酸化的麦芽寡糖化合物， 测试了 它们的抗炎与抗凝活性. I ,测试中发现硫酸化麦芽四糖显示出良好的抗炎活性且无抗凝活性，于是我们对 麦芽四糖进行了一系列结构改造， 最终发现未硫酸化的麦芽四糖甲基糖昔的抗炎活性最 高， I C s 达7 3 - 1 1 8 p m o l / L . 2 、在麦芽四糖结构改造过程中我们发展了以无溶剂方法实现糖基炔与糖基叠氮之 间的1 , 3 - 偶极加成反应 关键词:乙酞肝素酶 肝素 抑制剂 硫代 炎症 中国科学院上海有机化学研究所研究生学位论文 Ab s t r a c t T i t l e : C h e m i c a l s y n t h e s is o f s u l f a t e d g l y c a n s a n d t h e i r a c t i v i t ie s C a o h o n g z h i ( O r g a n i c C h e m i s t r y ) D i r e c t e d b y : P r o f . Y u b i a o H e p a r i n a n d h e p a r a n s u l f a t e ( H S ) , a r e s u l f a t e d p o l y s a c c h a r i d e b e l o n g i n g t o t h e f a m i l y o f g ly c o s a m i n o g l y c a n s , p l a y a n im p o r t a n t r o l e i n t h e c o n t r o l o f n o r m a l a n d p a t h o l o g i c a l p r o c e s s e s , s u c h a s a d h e s io n , p r o l i f e r a t i o n , d i f f e r e n t i o n , i n fl a m m a t i o n , a n t i c o a g u l a t io n , t u m o r m e t a s t a s i s , a n d a n g i o g e n e s i s . T h e r e f o r e , c l e a v a g e o f h e p a r a n s u l f a t e p r o t e o g l y c a n s ( H S P G s ) i s l ik e l y t o r e l e a s e p o t e n t r e g u l a t o r s t h a t c a n a lt e r t h e f u n c t i o n a l s t a t e o f t i s s u e s a n d p r o v i d e a m e c h a n i s m b y w h i c h c e l l s c a n r e s p o n d r a p id l y t o c h a n g e s i n t h e e x t r a c e l l u l a r e n v i r o n m e n t H e p a r a n a s e i s a n e n d o - (3 - D - g l u c u r o n i d a s e i n v o l v e d i n c l e a v a g e o f H S r e s i d u e s a n d h e n c e p a r t i c i p a t e s i n e x t r a c e l l u l a r m a t r i x ( E C M) d e g r a d a t i o n a n d r e m o d e l i n g . H e p a r i n a n d s u l f a t e d p o l y s a c c h a r i d e s , b y v i r t u e o f t h e i r m o l e c u l a r s i m i l a r i t y t o H S , in h i b i t e d t h e h e p a r a n a s e - m e d i a t e d d e g r a d a t i o n o f E C M, a n d t h e r e b y i n h ib i t e d m i g r a t i o n o f l e u k o c y t e s t o i n fl a m e d s i t e s . B e c a u s e h e p a r in i s a h e t e r o g e n o u s p o l y s a c c h a r i d e t h a t e x h i b i t s a n t i c o a g u la n t a c t i v i t y , i d e n t if ic a t i o n o f a l t e r n a t i v e m o l e c u le s w h i c h i n h i b it h e p a r a n a s e a c t i v i t y , b u t h a v e l i t t l e o r n o a n t i c o a g u l a n t a c t i v i t i e s , i s o f i n t e r e s t P a r t l : T h e p r e p a r a t i o n o f s u l f a t e d t h i o - l i n k t r i s a c c b a r i d e s a s p o t e n t i a l h e p a r a n a s e i n h i b i t o r s I n t h i s p a rt , w e i n v e s t i g a t e d s e v e r a l me t h o d s t o e s t a b i s h m e n t o f 1 , 4 - t h i o l i n k a g e s b e t w e e n g l u c u r o n a t e a n d 2 - a z i d o - d e o x y - g l u c o p r a n o s i d e b l o c k s . T h e 1 ,4 - t h i o l i n k a g e s w e r e g e n e r a t e d s u c c e s s f u l l y b y a n S N 2 d i s p l a c e m e n t o f g l y c o s y l h a l i d e b y s u g a r t h i o l a t e . W e a l s o im p r o v e d o n t h e s y n t h e s i s o f 4 - u n p r o t e c t e d g l u c u r o n a t e b l o c k , a n d fu r n i s h e d t h e c o n n e c t i o n o f t a r g e t t r i s a c c h a r i d e s b a c k b o n e w i t h t h i s 4 - u n p r o t e c t e d a c c e p t o r . A ft e r o t h e r p r o t e c t i v e g r o u p o p e r a t i o n , s u c h a s d e p r o t e c t i o n o f P N I B a n d t r a n s f e r a t i o n a z i d o t o a m i n o b y 1 , 3 - p r o p a n e d i t h i o l , s u l f a t i o n , s a p o n i f i c a t i o n , i o n e x c h a n g e a n d l y o p h i l i z a t i o n , p r o v i d e d t h e t a r g e t t r i s a c c h a r i d e s . P a r t 2 : S y n t h e s i s o f s u l f a t e d m a l t o - o l i g o s a c c h a r i d e s a s t h e i n h i b i t o r s o f P - s e l e c t i n W e p r e p a r e d m o r e t h a n 2 0 l i b r a r i e s o f s u l f a t e d m a l t o - o l i g o s a c c h a r i d e s fr o m e a s i l y 中国科学院上海有机化学研究所研究生学位论文 a v a i l a b l e c y c l o d e x t r i n s . T h e b i o l o g i c a l a s s a y i n d i c a t e d t h a t t h e s u l f a t e d m a l t o t e t r a o s i d e s b i n d i n g t o t h e P - s e l e c t i n t i g h t e r t h a n o t h e r c o n t e s t a n t . H o w e v e r。