Name: Regioselektywna O-glikozylacja nukleozydów poprzez tymczasową ochronę 2,3-diolem przez ester boronowy do syntezy nukleozydów disacharydowych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-07-26T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 46 s
Description: Poznaj metodę regioselektywnej O-glikozylacji nukleozydów z wykorzystaniem tymczasowej ochrony boronowym estry 2',3'-diolu. Technika ta umożliwia syntezę disacharydowych nukleozydów bez konieczności stosowania chroniących grup.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

To badanie zostało sfinansowane z grantów Ministerstwa Edukacji, Kultury, Sportu, Nauki i Technologii (MEXT) Japonii (nr 15K00408, 24659011, 24640156, 245900425 i 22390005 dla Shin Aoki), z grantu z Tokyo Biochemical Research Foundation, Tokio, Japonia, oraz z funduszu TUS (Tokyo University of Science) na strategiczne obszary badań. Chcielibyśmy podziękować Noriko Sawabe (Wydział Nauk Farmaceutycznych, Uniwersytet Naukowy w Tokio) za pomiary widm NMR, Fukiko Hasegawa (Wydział Nauk Farmaceutycznych, Uniwersytet Naukowy w Tokio) za pomiary widm masowych oraz Tomoko Matsuo (Instytut Badawczy Nauki i Technologii, Uniwersytet Naukowy w Tokio) za pomiary analiz elementarnych.

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Celem tego manuskryptu jest pokazanie wygodnej metody syntezy nukleozydów disacharydowych przy użyciu niezabezpieczonych rybonukleozydów bez żmudnych manipulacji grupami ochronnymi. W niniejszym artykule informujemy o regioselektywnych O-glikozylacjach nukleozydów poprzez tymczasową ochronę 2',3'-diolu przez cykliczny ester boronowy (ryc. 1B)51.
Przygotowanie cyklicznego półproduktu estru boronowego jest j...

Nukleozydy disacharydowe, które są koniugatami nukleozydu i ugrupowania węglowodanowego połączonych wiązaniem O-glikozydowym, stanowią cenną klasę naturalnie występujących pochodnych węglowodanów 1,2,3,4,5,6,7. Na przykład, są one włączone do makrocząsteczek biologicznych, takich jak tRNA (kwas rybonukleinowy transferowy) i poli(ADP-ryboza) (ADP = difosforan adenozyny), a także do niektórych środków przeciwbakteryjnych i innych substancji biologicznie czynnych (np. adenophostyny, amicetyny, ezomycyna)5,6,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19. W związku z tym oczekuje się, że nukleozydy disacharydowe i ich pochodne będą związkami wiodącymi do badań nad odkrywaniem leków. Metodologie syntezy nukleozydów disacharydowych dzielą się na trzy kategorie; enzymatyczna O-glikozylacja <sup class="xref">20,21, chemiczna N-glikozylacja 5,9,16,22,23,24, oraz chemiczne O-glikozylacja7,9, 14,16,18,19,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37. W szczególności chemiczna O-glikozylacja byłaby skuteczną metodą stereoselektywnej syntezy i syntezy nukleozydów disacharydowych na dużą skalę. Poprzednie badania wykazały, że O-glikozylacja 2'-dezoksyrybonukleozydu 2 z donorem tioglikozylu 1, przy użyciu kombinacji chlorku p-toluenosulfenylu i triflatu srebra, zapewnia pożądany nukleozyd disacharydu 3 (<klasa silna = "xfig">Rysunek 1A; Ar = aryl i PG = grupa ochronna)38.
Po tych wynikach, zdecydowaliśmy się opracować O-glikozylację rybonukleozydów przy użyciu systemu promotora chlorku p-toluenosulfenylu i triflatu srebra. Wykazano kilka przykładów O-glikozylacji częściowo chronionych rybonukleozydów7,9,14,16,18,19,24,32,33,34,35,36,37, użycie niezabezpieczonych lub tymczasowo chronionych rybonukleozydów jako akceptora glikozylu dla O-glikozylacji zostało znikomo zgłoszone. W związku z tym opracowanie regioselektywnej O-glikozylacji rybonukleozydów niechronionych lub tymczasowo chronionych zapewniłoby bardziej korzystną metodę syntezy bez ochrony grupowych manipulacji rybonukleozydami. Aby osiągnąć regioselektywną O-glikozylację rybonukleozydów, skupiliśmy się na związkach boru, ponieważ opisano kilka przykładów regio- i/lub stereoselektywnej acylacji, alkilacji, sililacji i glikozylacji pochodnych węglowodanów wspomaganych kwasem boronowym lub borowym39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50. W artykule przedstawiono procedurę syntezy nukleozydów disacharydowych z wykorzystaniem regioselektywnej O-glikozylacji w grupie 5'-hydroksylowej rybonukleozydów za pośrednictwem pośredniego estru boronowego. W przedstawionej tutaj strategii, półprodukt estru boronowego 6 byłby zapewniony przez estryfikację rybonukleozydu 4 kwasem borowym 5, co umożliwia regioselektywną O-glikozylację w grupie 5'-hydroksylowej z donorem tioglikozylu 7, aby uzyskać nukleozyd disacharydowy 8 (<klasa silna = "xfig">Rysunek 1 B)<klasa sup = "xref">51. Badaliśmy również oddziaływanie rybonukleozydu i kwasu borowego za pomocą spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR), aby zaobserwować powstawanie estru boronowego. Estryfikacja w celu wytworzenia estru boronowego i reakcja glikozylacji wymagają warunków bezwodnych, aby zapobiec hydrolizie estru boronowego i donora glikozylu. W tym artykule przedstawiono typowe procedury uzyskiwania bezwodnych warunków dla udanych reakcji glikozylacji dla naukowców i studentów nie tylko w chemii, ale także w innych dziedzinach badawczych.

<table><tbody><tr><td>Srebro trifluorometanosulfonian</td><td>Nacalai Tesque</td><td>34945-61</td><td></td></tr><tr><td>Kwas fenyloboronowy (zawiera różne ilości bezwodnika)</td><td>Tokyo Chemical Industry</td><td>B0857</td><td></td></tr><tr><td>p-Metoksyfenyloboronowy kwas</td><td>Wako Pure Chemical Industries</td><td>321-69201</td><td></td></tr><tr><td>Kwas 4-(trifluorometylo)fenyloboronowy (zawiera różne ilości bezwodnika)</td><td>Tokyo Chemical Industry</td><td>T1788</td><td></td></tr><tr><td>Kwas 2,4-difluorofenyloboronowy (zawiera różne ilości bezwodnika)</td><td>Tokyo Chemical Industry</td><td>D3391</td><td></td></tr><tr><td>Kwas cyklopentyloboronowy (zawiera różne ilości bezwodnika)</td><td>Tokyo Chemical Industry</td><td>C2442</td><td></td></tr><tr><td>Kwas 4-nitrofenyloboronowy (zawiera różne ilości bezwodnika)</td><td>Tokyo Chemical Industry</td><td>N0812</td><td></td></tr><tr><td>Kwas 4-heksylofenyloboronowy (zawiera różne ilości bezwodnika)</td><td>Tokyo Chemical Industry</td><td>H1489</td><td></td></tr><tr><td>Adenozyna</td><td>Merck KGaA</td><td>862.</td><td></td></tr><tr><td>Guanozyna</td><td>Acros Organics</td><td>411130050</td><td></td></tr><tr><td>Cytydyna</td><td>Tokio Przemysł chemiczny</td><td>C0522</td><td></td></tr><tr><td>Urydyna</td><td>Tokio Przemysł chemiczny</td><td>U0020</td><td></td></tr><tr><td>5-Fluorourydyna</td><td>Tokio Przemysł chemiczny</td><td>F0636</td><td></td></tr><tr><td>5-metylurydyna</td><td>Sigma</td><td>M-9885</td><td></td></tr><tr><td>Metyloamina (40% w metanolu,&nbsp; ok. 9,8 mol / L)</td> <td>Tokyo Chemical Industry</td><td>M1016</td><td></td></tr><tr><td>N,N-dimetylo-4-aminopirydyna</td><td>Wako Pure Chemical Industries</td><td>044-19211</td><td></td></tr><tr><td>Bezwodnik octowy</td><td>Nacalai Tesque</td><td>00226-15</td><td></td></tr><tr><td>Pirydyna, odwodniona</td><td>Wako Pure Chemical Industries</td><td>161-18453</td><td></td></tr><tr><td>Acetonitryl</td><td>Kanto Chemical</td><td>01031-96</td><td></td></tr><tr><td>1,4-dioksan</td><td>Nacalai Tesque</td><td>13622-73</td><td></td></tr><tr><td>Dichlorometan</td><td>Wako Pure Chemical Industries</td><td>130-02457</td><td></td></tr><tr><td>Propionitryl</td><td>Wako Pure Chemical Industries</td><td>164-04756</td><td></td></tr><tr><td>Sita molekularne 4A w proszku</td><td>Nacalai Tesque</td><td>04168-65</td><td></td></tr><tr><td>Sita molekularne 3A w proszku</td><td>Nacalai Tesque</td><td>04176-55</td><td></td></tr><tr><td>Celite 545RVS</td><td>Nacalai Tesque</td><td>08034-85</td><td></td></tr><tr><td>Acetonitryl-D3 (D,99.8%)</td><td>Cambridge Isotope Laboratories</td><td>DLM-21-10</td><td></td></tr><tr><td>Kwas trifluorooctowy</td><td>Nacalai Tesque</td><td>34831-25</td><td></td></tr><tr><td>TLC Żel krzemionkowy 60 F254</td><td>Merck KGaA</td><td>1.05715.0001</td><td></td></tr><tr><td>Chromatorex</td><td>Fuji Silysia Chemical</td><td>FL100D</td><td></td></tr><tr><td>Wodorowęglan sodu</td><td>Wako Pure Chemical Industries</td><td>191-01305</td><td></td></tr><tr><td>Kwas solny</td><td>Wako Pure Chemical Industries</td><td>080-01061</td><td></td></tr><tr><td>Siarczan sodu</td><td>Nacalai Tesque</td><td>31915-96</td><td></td></tr><tr><td>Chloroform</td><td>Kanto Chemical</td><td>07278-81</td><td></td></tr><tr><td>Chlorek sodu</td><td>Wako Pure Chemical Industries</td><td>194-01677</td><td></td></tr><tr><td>Metanol</td><td>Nacalai Tesque</td><td>21914-74</td><td></td></tr><tr><td>JEOL Zawsze 300</td><td>JEOL</td><td></td><td>Pomiar NMR</td></tr><tr><td>Lamda 400</td><td>JEOL</td><td></td><td>Pomiar NMR</td></tr><tr><td>PerkinElmer Spectrum 100 Spektrometr FT-IR</td><td>Perkin Elmer</td><td></td><td>Pomiar IR</td></tr><tr><td>JEOL JMS-700</td><td>JEOL</td><td></td><td>Pomiar MS</td></tr><tr><td>PerkinElmer Analizator CHN 2400</td><td>Perkin Elmer</td><td></td><td>Pomiar analizy elementarnej</td></tr><tr><td>Polarymetr cyfrowy JASCO P-1030</td><td>JASCO</td><td></td><td>Pomiar skręcalności optycznej</td></tr><tr><td>JASCO PU-2089 Plus inteligentna pompa HPLC</td><td>JASCO</td><td></td><td>Do HPLC</td></tr><tr><td>Jasco UV-2075 Plus Inteligentny detektor UV/Vis</td><td>JASCO</td><td></td><td>Do HPLC</td></tr><tr><td>Rheodyne Model 7125 Wtryskiwacz</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>58826</td><td>Do</td></tr><tr><td>chromatopacu HPLC C-R8A</td><td>Shimadzu</td><td></td><td>do HPLC</td></tr><tr><td>Senshu Pak Pegasil ODS</td><td>Senshu Scientific</td><td></td><td>do HPLC</td></tr><<tr><td>em>p-Toluenosulfenyl&nbsp; </td><td></td><td></td><td>Chlorek Przygotowany&nbsp; Nr ref. 38</td></tr><tr><td>Fenyl 6-O-acetylo-2,3,4-tri-O-benzylo-1-tio-a-D-mannopiranozyd (a-<silny>9</silny>)</td><td></td><td></td><td>Przygotowany&nbsp; Nr ref. 52</td></tr><tr><td>4-metylofenyl 2,3,4,6-tetra-O-benzoilo-1-tio-b-D-galaktopyranozyd (b-<silny>21</silny>)</td><td></td><td></td><td>Przygotowany&nbsp; Ref. 53</td></tr><tr><td>2,3,4,6-tetra-metylofenyl O-benzoilo-1-tio-b-D-glukopiranozyd (b-<silny>31)</td><td></td><td></td><td>Przygotowany&nbsp; Ref. 57</td></tr><tr><td>4-metylofenyl 2,3,4,6-tetra-O-benzoilo-1-tio-a-D-mannopiranozyd (a-<silny>32</silny>)</td><td></td><td></td><td>Przygotowany&nbsp; Nr ref. 67</td></tr><tr><td>6-N-Benzoiladenozyna (<silny>14</silny>)</td><td></td><td></td><td>Przygotowany&nbsp; Nr ref. 54</td></tr><tr><td>2-N-Isobutyrylguanosine (16)</td><td></td><td></td><td>Przygotowany&nbsp; Nr ref. 55</td></tr><tr><td>4-N-Benzoilcytydyna (20)</td><td></td><td></td><td>Przygotowany&nbsp; Ref. 56</td></tr></tbody></table>

regioselektywna o-glikozylacja nukleozydów poprzez tymczasową ochronę 2',3'-diolem przez ester boronowy do syntezy nukleozydów disacharydowych

Regioselective O-Glycosylation of Nucleosides via the Temporary 2',3'-Diol Protection by a Boronic Ester for the Synthesis of Disaccharide Nucleosides

Nukleozydy disacharydowe, które składają się z ugrupowań disacharydowych i nukleotydowych, są znane jako cenna grupa naturalnych produktów o różnorodnej bioaktywności. Chociaż chemiczna O-glikozylacja jest powszechnie korzystną strategią syntezy nukleozydów disacharydowych, przygotowanie substratów, takich jak donory i akceptory glikozylu, wymaga żmudnych manipulacji grupami ochronnymi i oczyszczania na każdym etapie syntezy. Tymczasem kilka grup badawczych poinformowało, że estry boronowe i borynowe służą jako ochronna lub aktywująca grupa pochodnych węglowodanów w celu osiągnięcia regio- i/lub stereoselektywnej acylacji, alkilacji, sililacji i glikozylacji. W tym artykule przedstawiono procedurę regioselektywnej O-glikozylacji niezabezpieczonych rybonukleozydów z wykorzystaniem kwasu boronowego. Estryfikacja 2',3'-diolu rybonukleozydów kwasem borowym powoduje tymczasową ochronę diolu, a po O-glikozylacji donorem glikozylu w obecności chlorku p-toluenosulfenylu i triflatu srebra pozwala na regioselektywną reakcję grupy 5'-hydroksylowej w celu uzyskania nukleozydów disacharydowych. Metodę tę można zastosować do różnych nukleozydów, takich jak guanozyna, adenozyna, cytydyna, urydyna, 5-metylurydyna i 5-fluorourydyna. Ten artykuł i towarzyszący mu film stanowią przydatne (wizualne) informacje na temat O-glikozylacji niezabezpieczonych nukleozydów i ich analogów do syntezy nie tylko nukleozydów disacharydowych, ale także różnych biologicznie istotnych pochodnych.

Wyniki O-glikozylacji uridyny 10 z tiomannozydą α-9 przedstawiono w Tabeli 160,61. W pozycji 1 O-glikozylacja związku 10 z α-9 w braku pochodnych kwasu boronowego doprowadziła do powstania skomplikowanej mieszaniny. W pozycji 2 związek 10 i kwas fenylboronowy 11a wymieszano, współodparowano z pir...

Tutaj prezentujemy protokoły syntezy nukleozydów disacharydowych metodą regioselektywnej O-glikozylacji rybonukleozydów poprzez tymczasową ochronę ich ugrupowań 2',3'-diolu za pomocą cyklicznego estru boronowego. Metoda ta ma zastosowanie do kilku niezabezpieczonych nukleozydów, takich jak adenozyna, guanozyna, cytydyna, urydyna, 5-metylurydyna i 5-fluorourydyna, aby uzyskać odpowiednie nukleozydy disacharydowe.

Regioselektywna O-glikozylacja nukleozydów poprzez tymczasową ochronę 2',3'-diolem przez ester boronowy do syntezy nukleozydów disacharydowych

Disaccharide nucleosides, which consist of disaccharide and nucleobase moieties, have been known as a valuable group of natural products having ...

Można się spodziewać, że metoda ta pomoże w badaniach nad odkrywaniem leków ze względu na krótki proces potrzebny do przygotowania biologicznie aktywnych nukleozydów disacharydowych w porównaniu z tradycyjnymi istniejącymi metodami. Główną zaletą tej techniki jest to, że niezabezpieczone nukleozydy mogą być stosowane do glikozylacji bez żmudnej manipulacji grupą ochronną w celu syntezy nukleozydów disacharydowych. Wizualna demonstracja tej metody dostarczy użytecznych informacji na temat skutecznej glikozylacji niezabezpieczonych nukleozydów dla naukowców i studentów, nie tylko w dziedzinie chemii, ale także w innych dziedzinach badań.Na początek zoptymalizuj warunki reakcji syntezy związku Alfa i Beta-12 zgodnie z opisem w protokole tekstowym. Następnie zastosuj zoptymalizowane warunki reakcji do syntezy Beta-22 do Beta-30, a także dla Beta-33, stosując podobną procedurę. W tym filmie pokazano syntezę związku Beta-22.Rozpocznij od tymczasowej ochrony dwóch pierwszych, trzech prime-diolu rybonukleozydu poprzez rozpuszczenie 20,4 miligrama adenozyny-13 w 0,76 mililitra bezwodnej pirydyny w 10-mililitrowej kolbie w kształcie gruszki. Następnie dodaj 80,4 miligrama dawcy galaktozylu B

regioselective-o-glycosylation-nucleosides-via-temporary-2-3-diol

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

W niniejszym artykule przedstawiono wysokoprzepustową metodę syntezy oligosacharydów oraz ich przyłączania do powierzchni nanocząsteczek polianhydrydu w celu ich dalszego wykorzystania w celowaniu w specyficzne receptory na komórkach prezentujących antygen.

Wysokoprzepustowa synteza węglowodanów i funkcjonalizacja nanocząstek polianhydrydu

Protokół opisany tutaj ma na celu wyjaśnienie i skrócenie licznych przeszkód na drodze skomplikowanej drogi prowadzącej do zmodyfikowanych trifosforanów nukleozydów. W związku z tym protokół ten ułatwia zarówno syntezę tych aktywowanych elementów budulcowych, jak i ich dostępność do praktycznych zastosowań.

Trifosforany nukleozydów - od syntezy do charakterystyki biochemicznej

Glikozydy indoksylowe są dobrze znanymi i szeroko stosowanymi narzędziami do badań przesiewowych enzymów i monitorowania aktywności enzymów. Zwłaszcza w przypadku struktur typu glukozy poprzednie syntezy okazały się trudne i mało wydajne. Nasze nowatorskie podejście wykorzystuje estry kwasów indoksylowych jako cenne produkty pośrednie, aby uzyskać znaczną liczbę glikozydów indoksylowych z dobrą wydajnością.

Synteza indoksylglikozydów do wykrywania aktywności glikozydazy

Modułowe podejście do syntezy N-glikanów do dołączania do szkiełka pokrytego tlenkiem glinu (ACG) jako mikromatrycy glikanowej zostało opracowane i zademonstrowano jego zastosowanie do profilowania przeciwciała neutralizującego wirusa HIV.

Chemoenzymatyczna synteza N-glikanów do tworzenia macierzy i profilowania przeciwciał HIV

Ten artykuł zawiera szczegółową procedurę syntezy, oczyszczania i charakterystyki dodekamerów RNA modyfikowanych w pozycji C2'-O. Analizy fotometryczne UV-vis i dichroizmu kołowego służą do ilościowego określania i charakteryzowania aspektów strukturalnych, tj. jednoniciowych lub dwuniciowych.

Protokół syntezy w fazie stałej oligomerów RNA zawierających modyfikację 2'-O-tiofenylometylu i charakterystykę za pomocą dichroizmu kołowego

Analizy biochemiczne i strukturalne glikozylowanych białek wymagają stosunkowo dużej ilości jednorodnych próbek. W tym miejscu przedstawiamy skuteczną metodę chemiczną specyficznej dla miejsca glikozylacji rekombinowanych białek oczyszczonych z bakterii poprzez celowanie w reaktywne tiole Cys.

Ukierunkowanie tioli cysteinowych na glikozylację białek rekombinowanych in vitro specyficzną dla miejsca

Ester 2-azydo-1-azotanu może zostać przekształcony w odpowiadający mu 2-azydo-1-trichloroacetimidian w procedurze jednoetapowej. Celem pracy jest wykazanie przydatności reaktora mikrofalowego w syntezie węglowodanów.

Jednodomowa konwersja anomerycznych estrów azotanów do trichloroacetimidianów w jednym garnku wspomagana mikrofalami

Przedstawiono protokół do syntezy kodowanych informacyjnie oligomerów peptoidowych oraz do sekwencyjnego samoorganizowania tych peptoidów w drabinki molekularne przy użyciu amin i aldehydów jako dynamicznych par kowalencyjnych reagentów oraz kwaśnych triflatów metali ziem rzadkich Lewisa jako odczynników wielozadaniowych.

Synteza peptydów niosących informacje i ich sekwencyjna dynamiczna samoorganizacja kowalencyjna

Tutaj proponujemy prosty protokół łączący metaboliczną inżynierię oligosacharydów, chemię kliknięć i mikroskopię ekspansji, który umożliwia bioobrazowanie wewnątrzkomórkowych sjalowanych N-glikoprotein z lepszą rozdzielczością przy użyciu rutynowego sprzętu mikroskopowego.

Wizualizacja sialilacji wewnątrzkomórkowej za pomocą chemii kliknięć i mikroskopii ekspansyjnej

Opisano metodę syntezy wrażliwych na powietrze tytanowych i wanadowych środków przeciwnowotworowych, wraz z oceną ich aktywności cytotoksycznej w stosunku do ludzkiej linii komórek rakowych za pomocą testu MTT.

Przeciwnowotworowe kompleksy metalowe: synteza i ocena cytotoksyczności za pomocą testu MTT

Poznaj metodę regioselektywnej O-glikozylacji nukleozydów z wykorzystaniem tymczasowej ochrony boronowym estry 2',3'-diolu. Technika ta umożliwia syntezę disacharydowych nukleozydów bez konieczności stosowania chroniących grup.

Regioselektywna O-glikozylacja nukleozydów poprzez tymczasową ochronę 2,3-diolem przez ester boronowy do syntezy nukleozydów disacharydowych (Wideo) | JoVE Journal

Regioselektywna O-glikozylacja nukleozydów poprzez tymczasową ochronę 2',3'-diolem przez ester boronowy do syntezy nukleozydów disacharydowych

Przeglądaj więcej filmów