唾液酸酶和唾液酸糖基转移酶的结构、功能与催化反应研究进展

唾液酸酶和唾液酸糖基转移酶在生物体内许多重要的生理过程中发挥着不可或缺的作用.一般而言,唾液酸酶可以断裂糖缀合物末端与唾液酸残基相连接的糖苷键而水解唾液酸糖缀合物;唾液酸糖基转移酶以CMP-Neu5Ac为底物将唾液酸残基转移至新的糖基受体上.综述了与唾液酸相关的酶的分类、结构与催化反应机理;唾液酸酶和唾液酸糖基转移酶催化反应在有机合成中的应用;以及唾液酸酶的检测方法.对未来与唾液酸相关的酶的研究与应用进行了展望.     

唾液酸糖苷化反应的研究进展

唾液酸糖缀合物与很多生物学过程密切相关,如细胞-细胞粘附与识别、作为细菌和病毒的受体、癌变和肿瘤转移等,因此这类缀合物的合成目标就是设计新的药物与免疫疫苗。本文综述近些年来唾液酸糖苷化反应的新进展,包括发展新的C-2上的离去基团、将新的离去基团与5-位强吸电子基团相结合、C-1位的邻基参与、C-4与C-7位的O-取代基、β-唾液酸糖苷化反应以及新型反应促进剂等。     

糖缀合物的化学合成

本文介绍近年来各种糖缀合物化学合成的研究进展,包括各种糖苷键的化学合成方法以及各种特殊复杂糖缀合物,如糖肽、糖蛋白、糖脂的化学合成策略。     

唾液酸酶抑制剂的设计与合成

唾液酸酶广泛存在于动物和微生物体内,它是一种糖苷键水解酶,可以将以α-苷键连接在糖蛋白和糖脂末端的唾液酸水解掉.许多带唾液酸酶的微生物都是致病性的,这种酶在微生物的感染和传播中起着重要的作用.有关唾液酸酶抑制剂的研究引起了广泛的兴趣[1,2],现已有两个用于抗流感病毒的药物(Zanamivir和Oseltamivir)被美国FDA批准上市.     

唾液酸糖苷化反应研究新进展

唾液酸是一类重要的具有多种生物学功能的糖酸化合物. 唾液酸糖苷化反应条件较一般糖苷化反应苛刻, 立体选择性通常较差, 端基碳的立体构型较难控制. 在唾液酸糖苷化反应中能否高效地得到α糖苷键是评价该反应优劣的重要标志之一. 唾液酸苷化方法的研究一般涉及以下几个方面: C-2上的离去基团的运用, C-1, C-3上辅助基团的参与作用, C-5上氨基保护基团的修饰, 以及一些新的糖苷化反应催化剂的发展. 近些年来, 这些研究领域, 尤其是C-5上氨基保护基团的研究, 取得了重要进展. 将着重对唾液酸糖苷化方法的新进展做一总结和评述.     

2-芳基-3-羰基喹诺酮:新型HCV NS5B多聚酶抑制剂的设计、合成和活性评估

丙型肝炎病毒(hepatitis C virus,简称HCV)编码的多聚酶NS5B是丙肝病毒RNA复制的必需酶,已成为抗丙肝药物设计的有效靶标.基于HCV NS5B多聚酶的活性位点需要结合二价金属离子作为催化辅因子的机理,含有金属螯合模段的喹诺酮酸骨架被合理用来发现新结构的非核苷HCV抑制剂.根据喹诺酮酸抑制剂与NS5B多聚酶的结合模式,我们第一次设计在喹诺酮酸的2-位引入疏水基团,同时调节N-1,C-3和C-7位的取代基结构,运用我们发展的一锅煮新方法合成了结构多样的喹诺酮酸衍生物,并运用HCV体外感染实验系统进行抗病毒活性的评估,我们开展了系统的构效关系研究,发现了新结构类型的非核苷HCV抑制剂.这些2-芳基-1-环丙基/烯丙基喹诺酮酸衍生物在低浓度(μmol?L-1)下能有效抑制HCV病毒在宿主细胞Huh7.5.1的复制,并具有2~6倍的安全窗口,有进一步优化成抗HCV候选药物的潜力.     

AAPBA@KCC-1的合成及其对血清中唾液酸和神经节苷脂的分析应用

将3-丙烯酰胺基苯硼酸(AAPBA)修饰在介孔二氧化硅KCC-1的表面,合成AAPBA@KCC-1材料,并通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、N_2吸附解吸附测试和X射线光电子能谱对其进行表征;将AAPBA@KCC-1材料作为分散固相萃取(dSPE)的吸附剂,对血清样品中的唾液酸和神经节苷脂(GLS)进行提取和富集;采用傅里叶变换离子回旋共振质谱法和超高效液相色谱-离子淌度-四极杆飞行时间质谱法分别对AAPBA@KCC-1材料吸附得到的唾液酸和神经节苷脂进行分析。结果表明,AAPBA@KCC-1材料能够有效吸附唾液酸和神经节苷脂,简化了样品前处理的操作,可以进一步应用于生物样品中唾液酸和神经节苷脂的研究。     

2-氰基苄基诱导的葡萄糖醛酸β糖苷键立体选择性

以2,3-O-(2-氰基苄基)-4-O-氯乙酰基-β-对甲基苯基-D-葡萄糖醛酸硫苷等7个单糖模块作为糖基供体, 以甲醇等醇类化合物作为糖基受体, 分别在二氯甲烷和甲苯溶剂中进行了糖基化反应, 研究了葡萄糖醛酸C2位引入2-氰基苄基(BCN)以及溶剂效应对糖苷键α/β选择性的影响. 通过对糖基产物的 ¹H NMR, ¹³C NMR和HSQC等谱图分析发现, BCN可以有效提高糖苷键的β选择性, 其中部分糖基化产物的糖苷键α/β比例最高可达1/50. 为磺达肝癸钠分子中葡萄糖醛酸的β糖苷键的构建方法做出了初步探索.     

液相色谱-串联质谱法测定海参和海胆中的单唾液酸神经节苷脂

建立了液相色谱-四极杆串联质谱法定量检测海参和海胆中单唾液酸神经节苷脂的分析方法。采用Svennerholm法从海胆或海参样品中提取神经节苷脂,经C8固相萃取柱净化,采用APS-2 NH₂柱(150 mm×2.1 mm, 3 μm),以乙腈和50 mmol/L乙酸铵溶液(pH 5.6)为流动相,梯度洗脱。样品中每种成分的定量在多反应监测模式下进行。该方法具有极高的灵敏度,定量限可低至纳克级。非硫酸酯化单唾液酸神经节苷脂(NMG)和硫酸酯化单唾液酸神经节苷脂(SMG)在1～40 ng进样量范围内呈现良好的线性关系;定量结果显示所测海参样品中美国红参的NMG含量最高,海胆样品中紫海胆的SMG含量最高;海胆中总的单唾液酸神经节苷脂含量(4.30～6.40 mg/g)明显高于各海参样品(8～131 μg/g)。该方法稳定可靠,适合海胆和海参中微量单唾液酸神经节苷脂的定量分析。     

流感病毒唾液酸苷酶抑制剂研究进展

随着近年来高致病性禽流感疫情的出现,历史上曾给人类生命造成严重威胁的大流感有可能再次大面积流行,这引起了世界范围内的普遍关注。作为合理药物设计一个成功范例的抗流感药物达菲,对患禽流感的病人的治疗也有效。它是一个流感病毒唾液酸苷酶抑制剂,可以对病毒感染细胞过程中关键的释放和扩散步骤进行阻断。这一事件促使人们对抗流感药物的研发产生了极大的兴趣。本文在简述唾液酸苷酶功能、催化反应机理的基础上,对近年来流感病毒唾液酸苷酶抑制剂的研究状况进行综述,重点介绍基于过渡态的药物设计、合成糖模拟物的结构骨架类型以及构效关系研究。由于唾液酸苷酶也与许多其它疾病的发生和发展过程密切相关,不同来源的唾液酸苷酶在结构上具有一些共同的特征,因此有关流感病毒唾液酸苷酶抑制剂的研发知识和经验也必将对其它疾病的唾液酸苷酶抑制剂的研究有直接的帮助。     

过渡金属催化[2 + 2 + 2]环加成反应合成吡啶衍生物

环加成反应可以一步同时构建多个化学键,是目前国内外研究最为活跃的领域之一。相比于传统方法,过渡金属催化的[2+2+2]环加成反应是合成吡啶衍生物的有效手段。本文从反应机理、非手性吡啶化合物合成和手性吡啶化合物合成三个方面阐述了近年来吡啶衍生物的研究情况,涉及Co、Rh、Ru、Fe、Ni、Ti等金属催化体系。     

催化氧化合成己二酸的清洁方法*

己二酸是一种非常重要的有机合成中间体,由于传统生产工艺的局限性,其绿色合成方法备受研究者的关注。本文综述了近年来用H₂O₂、O₂或O₃作为清洁氧化剂,以环己烯、环己酮、环己醇或其混合物为原料,催化氧化合成己二酸清洁方法的研究进展,重点介绍了含钨化合物-双氧水体系的催化氧化法,也概述了几种新的己二酸合成方法,并从溶剂、产率、后处理等方面探讨了各种方法的优缺点。在这些方法中,负载催化剂-双氧水体系将是未来工业化的最佳选择之一。     

钒酰腙配合物的合成、结构及生物活性

以酰腙为配体钒的单核、双核配合物因其结构丰富、生物活性多样而引起广泛关注。目前该领域新配合物的合成、表征和生物活性的研究甚为活跃。本文回顾了近年来钒酰腙配合物的研究状况,主要从以下三个方面进行综述：(1)钒酰腙配合物的合成方法;(2)此类配合物的配位模式;(3)一些单、双核钒酰腙配合物抗变形虫,抗肿瘤,类胰岛素,抑制Na⁺, K⁺-ATP酶,与DNA作用的生物活性。文中着重阐述了钒酰腙化合物的结构和生物活性之间的关系。此外,还提出了钒酰腙配合物研究领域的不足之处并对其今后发展方向进行了展望。     

木质纤维素酶解糖化*

纤维素水解转化为可发酵糖工艺是纤维素乙醇炼制过程中至关重要的环节。酶法水解工艺具有条件温和、副产物少、环境友好等特点,因而受到广泛重视。目前许多学者已针对如何提高木质纤维素酶解效率、降低纤维素酶成本等问题,开展了多种化学、生物技术及工艺耦合的研究。本文综述了近几年木质纤维素酶解领域取得的最新工艺进展和理论研究成果,对原料预处理、多酶复配优化、酶脱附与重复利用、工艺耦合、高固液比反应等方面的研究情况进行了总结,同时展望了木质纤维素酶解工艺的未来发展方向。     

交叉脱氢偶联反应*

发现高效高选择性的有机合成反应是有机合成化学研究中一个重要的发展方向。传统的有机合成化学是建立在官能团相互转化基础上的,又称官能团化学。非活泼化学键（如C-H键）的直接官能团化省去了一步甚至多步制备官能团化的反应底物,因此,非活泼化学键活化是提高有机合成反应效率的一个重要发展方向。交叉脱氢偶联（Cross-Dehydrogenative-Coupling,CDC）反应就是直接利用不同反应底物中的C-H键,在氧化条件下,进行脱氢偶联反应形成C-C键。交叉脱氢偶联反应实现了更短的合成路线和更高的原子利用效率,为直接利用简单的原料进行高效的复杂的有机合成任务提供了一种新的思路和手段。     

离子液体的制备及应用*

离子液体由于具有独特的物理化学性质而成为一种新型的绿色溶剂,近年来成为国际上研究的前沿和热点。它为开发新型绿色工艺、实现传统重污染、高能耗工业过程的升级换代提供了新机遇。本文介绍了离子液体的合成与制备方法,以及离子液体在CO2捕集分离及转化利用、电解/电镀铝、SO2吸收、废水处理以及废旧塑料降解循环利用中的应用,展望了离子液体的发展前景。     

含胆酸高分子化合物的制备和特性*

胆酸是哺乳动物体内合成的一种天然化合物,具有特殊的分子结构和优良的生物适应性。由胆酸合成的高分子化合物保持了胆酸的部分性质,如双亲性、手性、侧基反应活性和自组装性能等。在化学和药学领域,含胆酸高分子材料具有重要的应用价值。本文从自由基聚合形成的含胆酸高分子化合物、胆酸修饰的高分子化合物和胆酸聚合物等几个方面综述了含胆酸高分子化合物的制备和特性,并对胆酸在高分子材料方面的新用途作了展望。     

微生物代谢物组学的研究方法与进展*

代谢物组学、基因组学、转录组学和蛋白质组学是系统生物学研究的重要组成部分。近年来,在代谢物组学领域,微生物代谢物组学的研究受到人们的重视,成为研究的热点。本文综述了微生物代谢物组学的研究方法,包括样品处理、分析平台、数据处理和生物学解释等,并讨论了微生物代谢物组学在代谢工程方面的应用潜力,以及微生物代谢物组学的研究前景和所面临的挑战。     

微流控技术应用于蛋白质结晶的研究*

随着微电子微机械等技术的不断进步,微流控(microfluidics)技术成为目前迅速发展的前沿领域之一,是化学科学和生命科学分析研究的重要技术平台。微流控技术高通量、低消耗和低成本的特点使其在蛋白质结晶条件筛选和优化方面展示了良好的应用前景。本文对应用于蛋白质结晶的各种微流控芯片技术的原理和方法进行了综述,并对目前几种商业化和文献报道的典型蛋白质结晶微流控系统进行了介绍和比较。     

微生物脂肽在气/液界面上的分子形态*

微生物脂肽是一类具有很强表面活性和生物特性的生物表面活性剂。脂肽分子由亲水的肽链和疏水的脂肪烃链两部分组成,由于其特殊的化学组成和两亲性分子结构,脂肽类生物表面活性剂在医药、食品、化妆品、环境修复和微生物采油等领域具有良好的应用潜力。表面活性素是一类典型的微生物脂肽化合物,这主要是因为它除了具有表面活性外,还具有抗菌、抗病毒等生物活性。表面活性和生物活性主要在界面处发生,并受到活性分子在亲水/疏水界面上的分子形态的影响。本文重点以表面活性素为评述对象,综述了近年来微生物脂肽在气/液界面上分子形态的研究进展。