磁性纳米材料负载的寡糖固相合成方法研究

Carbohydrate is one of the most important information molecules in living things. However, the difficulty in obtaining these complicated molecules significantly hindered sugar science progress and carbohydrate -based drug development. This project aims to the current obstacles in oligosaccharide synthesis, such as low yield and tedious purification process, to establish a new technique in exploring solid phase oligosaccharide synthesis on magnetic nanoparticles. The character of this nanomaterial in glycosylation will be explored regarding to their size, loading amount, reactivity, and superparamagnetic isolation. At the same time, several biologically important complex oligosaccharides will be prepared using this method, their preliminary bioactivities and SAR will be evaluated. This new technique should be valuable to the automatic oligosaccharide synthesis.

糖是生命体中最重要的信息分子之一，但复杂糖分子的可获得性一直困扰着糖科学和糖药物的发展。本项目主要针对寡糖合成中急需解决的产率低、分离难等问题，建立磁性纳米材料负载的寡糖固相合成技术。主要考察以磁性纳米氧化铁为内核，以SiO2等为表层的复合型固相在寡糖合成中的表现，探索不同粒径纳米粒子在糖基化过程中的负载量、反应性、磁性等方面的特性。在此基础上完成若干具有重要生物活性的复杂寡糖分子，并初步评价其活性和构效关系。技术的建立和完善将对寡糖自动化合成具有重要的推动作用。

课题主要针对寡糖合成中产物分离困难的问题，经过4年的系统研究，构建了三种适用于寡糖合成的磁性纳米材料（SiO2@Fe3O4, polymer@ SiO2@Fe3O4, Au@Fe3O4），建立了相互匹配的磁性材料上的寡糖合成策略,使得寡糖合成后的分离过程经通过外加磁场就可完成；完成了若干重要寡糖的合成，如香菇寡糖、裂褶寡糖、H5N1抗原寡糖和抗急性疟疾寡糖等。初步测定了所合成寡糖的生物活性，通过构效关系研究发现：香菇寡糖活性结构的微小改动就会破坏原有的抗癌活性，而体内试验表明，所合成的抗原活性单元并不能产生显著地免疫反应用于疾病的治疗。研究成果对将来开展活性寡糖的自动化和合成研究具有很好的借鉴意义。