目的C-糖苷的合成制造技术

本发明专利技术涉及一种用于产生目的C

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】目的C
‑
糖苷的合成


[0001]本专利技术涉及一种使用生物技术方法用于产生目的C
‑
糖苷的方法。

技术介绍

[0002]C
‑
糖苷是一类化合物，其中碳水化合物通过C
‑
C键而不是通常的C
‑
O糖苷键与糖苷配基或另一种碳水化合物结合。
[0003]异头缩醛转化为醚键使得C
‑
糖苷对水解非常稳定。
[0004]在碳水化合物单元上安装糖苷C
‑
C键需要化学合成。有几种方法可用于制备单糖或二糖的C
‑
糖苷衍生物(Y.Yang,B.Yu,Chem.Rev.2017,117,12281
‑
12356)。这些方法易于获得简单的C
‑
糖苷，其可以用作制备复杂C
‑
寡糖的构建模块。
[0005]其中一个或多个糖苷键已被不可水解的C
‑
C键取代的C
‑
寡糖代表一类重要的拟糖物，作为疗法和作为研究关键生物过程的工具具有广阔前景。例如，它们可以用作酶和代谢研究中的模型化合物(S.Howard,S.G.Withers,J.Am.Chem.Soc 1998,120,10326
‑
10331)，它们具有抗糖尿病(K.K.G.Ramakrishna,V.D.Tripathi,R.P.Tripathi,Trends Carbohydr.Res.2018,10,10
‑<br/>27)和免疫活性剂(A.S.Altiti,X.Ma,L.Zhang,Y.Ban,R.W.Franck,D.R.Mootoo,Carbohydr.Res.2017,443
‑
444,73
‑
77)的潜力，它们可以作为酶抑制剂(R.R.Schmidt,D.Hansjoerg,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.1991,30,1328
‑
1329)，并已发现化妆品应用(US 2004/0048785 A1)。
[0006]尽管C
‑
寡糖具有潜力，但其可用性阻碍了其在基础和临床研究中的应用。事实上，大量制备C
‑
寡糖代表一项挑战。
[0007]存在基于化学和酶合成的C
‑
寡糖制备方法。然而，这些方法有一些局限性。
[0008]与化学合成相关的常见挑战是立体化学和区域化学的控制，需要多种保护基团操作，难以纯化和放大。
[0009]已经描述了C
‑
寡糖的酶促合成(S.Howard,S.G.Withers,J.Am.Chem.Soc 1998,120,10326
‑
10331；J.K.Fairweather,R.V.Stick,S.G.Withers,Aust.J.Chem.2000,53,913
‑
916)。通过这种方法，通过糖合成酶催化的顺序糖基化，C
‑
糖苷构建模块得到延长。这种方法的局限性包括工程化表达和分离纯的酶，以及低产量。

技术实现思路

[0010]专利技术人首次建立了用于产生复杂C
‑
糖苷的生物技术路线。
[0011](1)本专利技术涉及一种用于产生目的C
‑
糖苷的方法，该方法包括以下步骤：
[0012]a)提供外源性前体和遗传修饰细胞，其中可以在遗传修饰细胞中对外源性前体进行一种或多种糖基化反应，该遗传修饰细胞包含编码一种或多种糖基转移酶的一种或多种核酸序列，并且其中外源性前体是通式I的化合物
[0013][0014]其中，
[0015]X代表糖基部分；
[0016]C是通过异头键连接到糖基部分X的碳原子；
[0017]R
’
选自H、乙烯基、烯丙基、乙炔基、环烷基或杂环烷基、芳基或杂芳基，或者选自可以是直链或支链的和/或可以是饱和的或含有一个或多个双键和/或三键的(杂)烷基链，其中所述乙烯基、烯丙基和乙炔基、所述环烷基或杂环烷基、所述芳基或杂芳基和所述(杂)烷基链可以是取代或未取代的；
[0018]或R
’
代表选自叠氮基、氰基、卤素、OR3、SR3、NR3R4、COR3、COOR3、CONR3R4的取代基，其中R3和R4独立地选自H、芳基、饱和或不饱和烷基、乙烯基、烯丙基、乙炔基、环烷基，它们各自可以是取代或未取代的；
[0019]R1和R2独立地选自H、饱和或不饱和烷基、芳基、环烷基、乙烯基、烯丙基、乙炔基，它们各自可以是取代或未取代的，和/或R1和R2独立地代表选自叠氮基、氰基、OR3、SR3、NR
3 R4、COR3、COOR3、CONR3R4的取代基，其中R3和R4独立地选自H、芳基、饱和或不饱和烷基、乙烯基、烯丙基、乙炔基、环烷基，它们各自可以是取代或未取代的；
[0020]b)在包含所述外源性前体的培养基中培养所述遗传修饰细胞，由此
[0021]i.外源性前体被细胞内化，并且
[0022]ii.通过一种或多种糖基转移酶对内化的外源性前体或其糖基化衍生物进行一种或多种糖基化反应，以形成目的C
‑
糖苷，
[0023]c)任选地从遗传修饰细胞和/或培养基中分离目的C
‑
糖苷。
[0024](2)根据(1)的方法，其中遗传修饰细胞是酵母细胞或细菌细胞，优选大肠杆菌(E.coli)细胞。
[0025](3)根据(1)或(2)的方法，其中一种或多种糖基转移酶包含一种或多种唾液酸转移酶和/或一种或多种岩藻糖基转移酶，特别是一种或多种唾液酸转移酶。
[0026](4)根据(1)或(2)的方法，其中一种或多种糖基转移酶选自β
‑
1,3
‑
N
‑
乙酰氨基葡萄糖转移酶、β
‑
1,6
‑
N
‑
乙酰氨基葡萄糖转移酶、β
‑
1,3
‑
半乳糖基转移酶、β
‑
1,4
‑
半乳糖基转移酶、β
‑
1,4
‑
N
‑
乙酰氨基半乳糖转移酶、β
‑
1,3
‑
N
‑
乙酰氨基半乳糖转移酶、β
‑
1,3
‑
葡萄糖醛酸转移酶、α
‑
2,3
‑
唾液酸转移酶、α
‑
2,6
‑
唾液酸转移酶、α
‑
2,8
‑
唾液酸转移酶、α
‑
1,2
‑
岩藻糖基转移酶、α
‑
1,3
‑
岩藻糖基转移酶、α
‑
1,4
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于产生目的C
‑
糖苷的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供外源性前体和遗传修饰细胞，其中能够在所述遗传修饰细胞中对所述外源性前体进行一种或多种糖基化反应，所述遗传修饰细胞包含编码一种或多种糖基转移酶的一种或多种核酸序列，并且其中所述外源性前体是通式I的化合物其中X代表糖基部分；C是通过异头键与所述糖基部分X连接的碳原子；R
’
选自H、乙烯基、烯丙基、乙炔基、环烷基或杂环烷基、芳基或杂芳基，或者选自可以是直链或支链的和/或可以是饱和的或含有一个或多个双键和/或三键的(杂)烷基链，其中所述乙烯基、烯丙基和乙炔基、所述环烷基或杂环烷基、所述芳基或杂芳基和所述(杂)烷基链可以是取代或未取代的；或R
’
代表选自叠氮基、氰基、卤素、OR3、SR3、NR3R4、COR3、COOR3、CONR3R4的取代基，其中R3和R4独立地选自H、芳基、饱和或不饱和烷基、乙烯基、烯丙基、乙炔基、环烷基，它们各自可以是取代或未取代的；R1和R2独立地选自H、饱和或不饱和烷基、芳基、环烷基、乙烯基、烯丙基、乙炔基，它们各自可以是取代或未取代的，和/或R1和R2独立地代表选自叠氮基、氰基、OR3、SR3、NR
3 R4、COR3、COOR3、CONR3R4的取代基，其中R3和R4独立地选自H、芳基、饱和或不饱和烷基、乙烯基、烯丙基、乙炔基、环烷基，它们各自可以是取代或未取代的；b)在包含所述外源性前体的培养基中培养所述遗传修饰细胞，由此i.所述外源性前体被细胞内化，并且ii.通过所述一种或多种糖基转移酶对内化的外源性前体或其糖基化衍生物进行一种或多种糖基化反应，以形成所述目的C
‑
糖苷，c)任选地从所述遗传修饰细胞和/或所述培养基中分离所述目的C
‑
糖苷。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述遗传修饰细胞是酵母细胞或细菌细胞，优选大肠杆菌E.coli细胞。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述一种或多种糖基转移酶包含一种或多种唾液酸转移酶和/或一种或多种岩藻糖基转移酶，特别是一种或多种唾液酸转移酶。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述一种或多种糖基转移酶选自β
‑
1,3
‑
N
‑
乙酰氨基葡萄糖转移酶、β
‑
1,6
‑
N
‑
乙酰氨基葡萄糖转移酶、β
‑
1,3
‑
半乳糖基转移酶、β
‑
1,4
‑
半乳糖基转移酶、β
‑
1,4
‑
N
‑
乙酰氨基半乳糖转移酶、β
‑
1,3
‑
N
‑
乙酰氨基半乳糖转移酶、β
‑
1,3
‑
葡萄糖醛酸转移酶、α
‑
2,3
‑
唾液酸转移酶、α
‑
2,6
‑
唾液酸转移酶、α
‑
2,8
‑
唾液酸转移酶、α
‑
1,2
‑
岩藻糖基转移酶、α
‑
1,3
‑
岩藻糖基转移酶、α
‑
1,4
‑
岩藻糖基转移酶、α
‑
1,4
‑
半乳糖基转移酶、α
‑
1,3
‑
半乳糖基转移酶、或其组合。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的方法，其中所述遗传修饰细胞不具有β
‑
半乳糖苷
酶活性。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的方法，其中通式I的X是单糖部分、二糖部分或三糖部分，优选单糖部分或二糖部分。7.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的方法，其中所述外源性前体是通式Ia的化合物：其中C是碳原子；R
’
选自H、乙烯基、烯丙基、乙炔基、环烷基或杂环烷基、芳基或杂芳基，或者选自可以是直链或支链的和/或可以是饱和的或含有一个或多个双键和/或三键的(杂)烷基链，其中所述乙烯基、烯丙基和乙炔基、所述环烷基或杂环烷基、所述芳基或杂芳基和所述(杂)烷基链可以是取代或未取代的；或R
’
代表选自叠氮基、氰基、卤素、OR3、SR3、NR3R4、COR3、COOR3、CONR3R4的取代基，其中R3和R4独立地选自H、芳基、饱和或不饱和烷基、乙烯基、烯丙基、乙炔基、环烷基，它们各自可以是取代或未取代的；R1和R2独立地选自H、饱和或不饱和烷基、芳基、环烷基、乙烯基、烯丙基、乙炔基，它们各自可以是取代或未取代的，和/或R1和R2独立地代表选自叠氮基、氰基、OR3、SR3、NR
3 R4、COR3、COOR3、CONR3R4的取代基，其中R3和R4独立地选自H、芳基、饱和或不饱和烷基、乙烯基、烯丙基、乙炔基、环烷基，它们各自可以是取代或未取代的；R5是选自OH、NH2、NH
‑
酰基的基团；R6和R7独立地选自氢或糖基部分并且R8是选自CH2‑
OH和C1‑6烷基的基团，优选甲基。8.根据权利要求1
‑
7中任一项所述的方法，其中所述外源性前体是通式Ib的化合物：其中C是碳原子；R
’
选自H、乙烯基、烯丙基、乙炔基、环烷基或杂环烷基、芳基或杂芳基，或者选自可以是直链或支链的和/或可以是饱和的或含有一个或多个双键和/或三键的(杂)烷基链，其中所述乙烯基、烯丙基和乙炔基、所述环烷基或杂环烷基、所述芳基或杂芳基和所述(杂)烷基链可以是取代或未取代的；
或R
’
代表选自叠氮基、氰基、卤素、OR3、SR3、NR3R4、COR3、COOR3、CONR3R4的取代基，其中R3和R4独立地选自H、芳基、饱和或不饱和烷基、乙烯基、烯丙基、乙炔基、环烷基，它们各自可以是取代或未取代的；R1和R2独立地选自H、饱和或不饱和烷基、芳基、环烷基、乙烯基、烯丙基、乙炔基，它们各自可以是取代或未取代的，和/或R1和R2独立地代表选自叠氮基、氰基、OR3、SR3、NR
3 R4、COR3、COOR3、CONR3R4的取代基，其中R3和R4独立地选自H、芳基、饱和或不饱和烷基、乙烯基、烯丙基、乙炔基、环烷基，它们各自可以是取代或未取代的并且C
‑
糖苷键优选为βC
‑
糖苷键。9.根据权利要求1
‑
7中任一项所述的方法，其中所述外源性前体是通式Ic的化合物：其中C是碳原子；R
’
选自H、乙烯基、烯丙基、乙炔基、环烷基或杂环烷基、芳基或杂芳基，或者选自可以是直链或支链的和/或可以是饱和的或含有一个或多个双键和/或三键的(杂)烷基链，其中所述乙烯基、烯丙基和乙炔基、所述环烷基或杂环烷基、所述芳基或杂芳基和所述(杂)烷基链可以是取代或未取代的；或R
’
代表选自叠氮基、氰基、卤素、OR3、SR3、NR3R4、COR3、COOR3、CONR3R4的取代基，其中R3和R4独立地选自H、芳基、饱和或不饱和烷基、乙烯基、烯丙基、乙炔基、环烷基，它们各自可以是取代或未取代的；R1和R2独立地选自H、饱和或不饱和烷基、芳基、环烷基、乙烯基、烯丙基、乙炔基，它们各自可以是取代或未取代的，和/或R1和R2独立地代表选自叠氮基、氰基、OR3、SR3、NR
3 R4、COR3、COOR3、CONR3R4的取代基，其中R3和R4独立地选自H、芳基、饱和或不饱和烷基、乙烯基、烯丙基、乙炔基、环烷基，它们各自可以是取代或未取代的并且C
‑
糖苷键优选为β
‑
C
‑
糖苷键。10.根据权利要求1
‑
7中任一项所述的方法，其中所述糖基化的目的C
‑
糖苷是通式IIa的化合物：其中C是通过异头键与所述糖基部分X连接的碳原子；
R
’
选自H、乙烯基、烯丙基、乙炔基、环烷基或杂环烷基、芳基或杂芳基，或者选自可以是直链或支链的和/或可以是饱和的或含有一个或多个双键和/或三键的(杂)烷基链，其中所述乙烯基、烯丙基和乙炔基、所述环烷基或杂环烷基、所述芳基或杂芳基和所述(杂)烷基链可以是取代或未取代的；或R
’
代表选自叠氮基、氰基、卤素、OR3...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：碳码股份公司，
类型：发明
国别省市：