Neu5Ac衍生物和CMP-Neu5Ac衍生物高效合成技术的研究

基本信息
批准号:21202195
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:吕迅
学科分类:
依托单位:中国科学院微生物研究所
批准年份:2012
结题年份:2015
起止时间:2013-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李长庚,杨刚柱,郑隆堂
关键词:
N乙酰神经氨酸全细胞催化CMPN乙酰神经氨酸酶促合成
结项摘要

Efficient and large-scale synthesis of N-acetyl neuraminic acid (Neu5Ac), CMP-Neu5Ac and their derivatives is very important because of the biological and pharmacological significance. The whole-cell catalysis is well studied and presents a new potential tool in industrial production of Neu5Ac. Convenient enzymatic synthesis of CMP-Neu5Ac is also recently well established by use of CMP-Neu5Ac synthase NeuA. However, the preparation of derivatives of Neu5Ac and CMP-Neu5Ac remains challenging due to their diverse and complex structures. Here we present an efficient synthetic strategy of the derivatives based on the combined use of the whole-cell catalysis and a chemoenzymatic approach. The proposed process contains (i) chemical modification of N-acetylglucosamine (GlcNAc) to produce a set of GlcNAc derivatives; (ii) whole-cell-catalyzed transformations of the Neu5Ac derivatives to Neu5Ac derivatives using a genetically engineered Escherichia coli strain we developed previously; and (iii) enzymatic preparation of the corresponding CMP-Neu5Ac derivatives from the GlcNAc derivatives by a recombinant NeuA overexpressed and purified from our another engineered E. coli strain. Our preliminary test have suggested that the whole-cell-catalyst as well as the recombinant NeuA exhibits a broad substrate tolerance, allowing successful transformations of GlcNAc derivatives, such as 6-F-GlcNAc and 6-Ac-GlcNAc, to the corresponding Neu5Ac and CMP-Neu5Ac derivatives. In this study, we will increase the possibility of the strategy to synthesize further derivatives with various substituents on gram-scale. Our study may generate sufficient and appropriate library compounds (natural and non-natural) for the future biological and pharmaceutical research.

N-乙酰神经氨酸(Neu5Ac)、CMP-Neu5Ac及其衍生物具有重要生物学意义和药物研究价值,如何快速、大量地制备这些化合物是唾液酸研究领域中的一个关键基础问题。全细胞催化是目前最具工业化生产潜力的Neu5Ac合成方法,酶法合成则代表着CMP-Neu5Ac的主流制备技术,而国内外关于它们衍生物制备的研究却鲜有报道。本项目拟利用依托单位已建立的全细胞催化和酶法合成技术,同时结合有机合成,发展一种具有规模化生产潜力的Neu5Ac衍生物和CMP-Neu5Ac衍生物的高效合成方法,填补该领域中的空白。运用本项目的合成策略,对廉价易得的N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)进行化学修饰后,再用两步生物催化反应可简便、快速地分别获得各种Neu5Ac衍生物和CMP-Neu5Ac衍生物。本项目将通过该方法大量制备(克级)结构多样的相关化合物,为后续的生物学和药学研究提供充足的物质储备。

项目摘要

组合化学合成,全细胞催化和酶促合成,发展了一种具有规模化生产潜力的Neu5Ac衍生物和CMP-Neu5Ac衍生物的高效合成方法。首先对廉价易得的N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)进行化学修饰,再通过全细胞催化即可获得Neu5Ac衍生物,最后利用酶催化可进一步得到CMP-Neu5Ac衍生物。通过该方法合成得到了多种Neu5Ac衍生物和CMP-Neu5Ac衍生物,产物可经由凝胶柱和HPLC提纯,结构通过MS和NMR鉴定。在完成计划任务的基础上,进一步开发出了一种“全细胞联合双酶催化”唾液酸寡糖及其衍生物的高效合成体系,得到了若干结构复杂的唾液酸寡糖化合物,该方法的建立,为解决唾液酸生物学领域中“唾液酸寡糖难以获得”的重要基础问题,提供了有利借鉴,同时为后续的生物学和药学研究提供充足的物质储备。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
2

Identification of the starting reaction position in the hydrogenation of (N-ethyl)carbazole over Raney-Ni

Identification of the starting reaction position in the hydrogenation of (N-ethyl)carbazole over Raney-Ni

DOI:
发表时间:2015
3

视网膜母细胞瘤的治疗研究进展

视网膜母细胞瘤的治疗研究进展

DOI:
发表时间:2018
4

基于全模式全聚焦方法的裂纹超声成像定量检测

基于全模式全聚焦方法的裂纹超声成像定量检测

DOI:10.19650/j.cnki.cjsi.J2007019
发表时间:2021
5

当归补血汤促进异体移植的肌卫星细胞存活

当归补血汤促进异体移植的肌卫星细胞存活

DOI:
发表时间:2016

吕迅的其他基金

相似国自然基金

1

Podophyllotoxin和Conidendrin骨架及其衍生物的高效合成方法研究

批准号:21072003
批准年份:2010
负责人:胡益民
学科分类:B0112
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
2

用于高效手性拆分的新型壳聚糖类衍生物的可控合成

批准号:51603054
批准年份:2016
负责人:张丽丽
学科分类:E0310
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于Pd(II)催化脒衍生物合成喹啉衍生物的研究

批准号:21502100
批准年份:2015
负责人:张旭
学科分类:B0105
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
4

高效植物病毒药物娃儿滕碱衍生物的合成及活性研究

批准号:20002003
批准年份:2000
负责人:李在国
学科分类:B0706
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目