132388-64-8 / 化學插入糖基天冬酰胺進行糖蛋白的半合成

轉譯后和翻譯中的蛋白質修飾對于蛋白質功能的活化至關重要。舉例來說，最近的研究表明，這些修飾可以調節多種疾病的進程，如癌癥、阿茨海默癥和帕金森氏癥等。

其中可見在這些蛋白質修飾里，主要是進行糖基化，而由此產生的聚醣在其結構上表現出相當大的異質性。此外，糖蛋白存在于細胞表面和體液中，這些蛋白質被絲氨酸/蘇氨酸連接的O-聚醣或天冬酰胺連接的N -聚醣所修飾。然而，聚醣的生物合成受糖基轉移酶和糖苷酶的底物特異性調節，導致聚醣的結構相當多樣化。不過，在這些情況下，反而導致我們無法確定哪些聚醣在維持特定生物事件中所發揮的作用。

所以，要了解每種聚醣結構引發的生物過程，均質糖蛋白的制備對于生物實驗就顯得至關重要。而主要的糖蛋白制備方法，則是通過細胞表達和化學合成來實現。

為了建立更穩健、更快速的均質糖蛋白的合成路線，最近，Osaka University的Yasuhiro Kajihara教授在J. Am. Chem. Soc.上發表了一種使用雙功能硫代酸介導的反應策略，通過化學方法插入糖基天冬酰胺直接進行糖蛋白的半合成。

圖片來源：J. Am. Chem. Soc.

該研究經由探討了幾個基于氨基硫代酸的關鍵反應發現，糖基天冬酰胺硫代酸和肽硫代酸可進行二酰基二硫化物的偶聯（DDC）形成糖肽。

圖片來源：J. Am. Chem. Soc.

這種高效的偶聯反應是一種新的糖蛋白合成方法。例如，雙功能硫代酸介導的策略，它可以將兩個肽與糖基天冬酰胺硫代酸的N端和C端進行偶聯。

圖片來源：J. Am. Chem. Soc.

反之，過去的糖蛋白合成方法，需要在前期和隨后的多種糖蛋白合成路線中，使用糖基天冬酰胺，而該研究所開發的概念則可以在幾個步驟內直接把肽和糖基天冬酰胺硫代酸生成糖蛋白產物。

圖片來源：J. Am. Chem. Soc.

有鑒于此，該研究實現了糖基天冬酰胺硫代酸用于穩定糖蛋白半合成的有效制備方法與應用。

參考文獻：

Glycoprotein Semisynthesis by Chemical Insertion of Glycosyl Asparagine Using a Bifunctional Thioacid-Mediated Strategy

J. Am.Chem. Soc. 2021, jacs.1c02601

原文作者：Kota Nomura, Yuta Maki, Ryo Okamoto, Ayano Satoh,and Yasuhiro Kajihara*