论文部分内容阅读
核苷类化合物是临床上重要的抗病毒和抗癌试剂,但该类药物存在毒副作用较大、口服生物利用度较低等缺陷。而糖基化修饰能显著降低核苷类药物的毒副作用,或/并改善其药代动力学性质。针对化学法合成二糖核苷中存在区域选择性差、需要保护/脱保护步骤和环境不友好等问题,本论文建立了高效、高选择性生物催化二糖核苷合成的反应体系。首先进行了不同来源的β-糖苷酶筛选,以牛肝β-糖苷酶粗提液催化2′-脱氧尿苷糖基化反应为模型反应,探讨了在缓冲液体系中各因素对该酶促反应的影响规律;随后,研究了该酶在核苷糖基化反应中的底物识别规律;最后,采用交联酶聚集体技术固定化牛肝β-糖苷酶,对其制备条件、酶学性质和结构特征进行了研究。牛肝β-糖苷酶粗酶液价格低廉且制备简单。其催化2′-脱氧尿苷区域选择性葡萄糖基化反应的最适糖基供体、缓冲液pH、反应温度和酶量分别为对硝基苯基β-D-葡萄糖苷、9.5、42 oC和0.05 U mL-1。在上述条件下,反应初速度、最大产率和5′-区域选择性分别为1.5 mM h-1、67%和>99%。研究表明,牛肝β-糖苷酶粗酶液中至少存在两种以上的糖苷酶,其主要成分为碱性β-糖苷酶(pH 9.5),这暗示高效催化核苷糖基化反应的相关酶可能是异于牛肝β-半乳糖苷酶(pH 6.5)的新酶。在此基础上,合成了5种结构新颖、含葡萄糖基的二糖核苷(2′-脱氧尿苷、5-氟-2′-脱氧尿苷、β-胸苷、5-溴-2′-脱氧尿苷和碘苷的糖基化衍生物),收率介于22-72%之间,5′-区域选择性>99%;另外,牛肝β-糖苷酶粗酶液也能催化核苷半乳糖基化反应,收率介于41-68%,5′-区域选择性介于87-100%;且5′-区域选择性随着5-位基团(H、F、CH3、Br和I)的增大而降低,其原因可能是不利的空间位阻导致5′-糖基化过渡态失稳。考察了不同沉降剂和交联剂对交联牛肝β-糖苷酶聚集体(CLEAs)活力回收率的影响规律,并对CLEAs进行了性质表征。结果表明,在70%饱和度的硫酸铵溶液中,酶蛋白沉降的活力回收率最高;最适的交联剂、交联剂浓度和交联时间分别为葡聚糖多醛、50%(v/v)和8 h。在最适条件下,CLEAs的活力回收率为58%。以对硝基苯基β-D-葡萄糖苷为底物,该CLEAs的最适pH、最适温度、动力学参数Km和Vmax分别为pH 8.5、60 oC、1.43 mM和0.127μmol min-1 mg-1。牛肝β-糖苷酶CLEAs具有较好的操作稳定性。电镜扫描显示CLEAs呈无定形态。本研究不仅丰富了酶学基础理论知识,而且开辟了一条可用于核苷类化合物高效、高选择性糖基化的新途径,并成功合成了几种结构新颖的核苷糖基化衍生物。