Macromolecules: 通过糖基化 N-羧酸酐的亲核开环聚合制备合成粘蛋白

念心

2022-05-23

粘液是由动物分泌的水凝胶和粘性液体，可作为粘合剂、润滑剂、半渗透屏障和矿化剂。然这些天然物质的复杂纯化、批次间差异、和潜在的寄生虫污染经常导致结构退化和不一致等问题。因此，需要这些材料的合成类似物以用于各方面。粘液的主要蛋白质成分是高度糖基化的蛋白质，称为粘蛋白，其PTS结构域对整体粘液功能至关重要。近年来，已有多方报道根据粘蛋白的一般结构合成类似粘蛋白物质，但其并不能再现再现天然模型的化学结构或没有以克为单位制备。因此，仍然需要一种合成粘蛋白，它可以复制天然分泌粘蛋白的结构和性质，并且可以以克级制备以满足对这些材料不断增长的工业、商业和学术需求。于是，纽约城市大学Adam B. Braunschweig报道了一种通过糖基化的 N-羧基酸酐 (NCA) 单体的亲核开环聚合制备糖基化多肽的方法。

本文要点：

（1）作者描述了 2,3,4,6-四乙酰基-β-半乳糖-苏氨酸 N-羧酸酐 (β-AcO-Gal-Thr-NCA) 单体的五步合成，总收率为 8%，单晶提供 X 射线结构。探讨了一系列Ni⁰基有机金属引发剂、亲核胺引发剂、助催化剂和溶剂对聚合反应的影响。更详细地研究了三种最有希望的条件的动力学。提供最高产率、低多分散性 (Đ) 和对聚合度 (X̅_n) 的出色控制，同时适合克级反应的条件涉及在非极性溶剂 CH₂Cl₂ 中的亲核引发剂六甲基二硅叠氮化锂 (LiHMDS) 和助催化剂 1,3 -双（2-羟基六氟异丙基）苯 (HFAB) 。对这种聚合的详细分析表明，两个增长反应同时进行，尽管速率大不相同。

（2）这项工作报告的合成粘蛋白反映了天然粘蛋白的高度糖基化、重复和功能关键的 PTS 结构域的结构和特性，其多功能合成制备可以为系统分析结构和物理行为之间的关系提供途径。因此，这些研究可能会产生一类新的受粘蛋白启发的聚合物，具有可定制的材料特性和生物反应。

参考文献：

Manuel A. Lema, Ilse B. Nava-Medina, Antonio R. Cerullo, Radwa Abdelaziz, Stephanie M. Jimenez, Jacob B. Geldner, Mohamed Abdelhamid, Chak-Shing Kwan, Lily Kharlamb, Michelle C. Neary, and Adam B. Braunschweig. Scalable Preparation of Synthetic Mucins via Nucleophilic Ring-Opening Polymerization of Glycosylated N-Carboxyanhydrides. Macromolecules 2022

DOI:10.1021/acs.macromol.1c02477

https://doi.org/10.1021/acs.macromol.1c02477