α-选择性糖基化反应方法技术

本发明专利技术涉及在作为单糖、或者二糖以上的低聚糖或糖链的还原末端的、６碳糖以上的糖结构体的４位和６位的羟基上，环状地形成甲硅烷基乙缩醛结构的保护基团，在此基础上，通过在该糖结构体和上述醇性羟基或硫羟基之间进行糖基化反应，以高比率得到含有α－糖苷的糖结构体糖苷的α－选择性糖基化反应方法。通过以上的构成，能够用简单且方便的方法实现糖结构体中的高度选择性α－糖基化反应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及α-选择性糖基化反应方法，更具体而言，涉及具有半乳糖及其他一定基本结构的糖结构体或其衍生物化合物、或者在还原末端具有这些糖结构体或衍生物化合物的二糖或二糖以上的低聚糖乃至糖链中的选择性α-糖基化反应方法。
技术介绍
近年来，迎来了后染色体组(post-genome)时代，作为多细胞生物、尤其是高等生物的细胞内外的膜成分以及细胞外分子而存在的含糖链高分子，因与其在生物体内的功能的关系，而尤其受人关注。作为含糖链高分子的代表性一例，可举出糖蛋白。虽然有一定的例外，但以人为首的大多数动物的细胞表面膜或血清蛋白的大部分为糖蛋白。抗体、受体、激素、酶等也大多不是单纯的蛋白质，而是糖蛋白。而且，以往关于这些糖蛋白在生物体内的功能，仅从蛋白质结构方面进行说明的例子很多。但是，自从发现ABO(H)式血液型抗原的特异性由糖链部分的微妙的结构差异决定这一事实以来，在多细胞生物的成立和维持所必需的各种识别现象中，糖链在糖蛋白中作为信号的作用逐渐变大，为人们大书特书。即自从发现在动植物的组织、器官中广为分布的糖蛋白中，通过遗传信息表达蛋白质后，通过糖基化(糖链的加成)，对蛋白质自身的功能赋予了极其特异的生物学选择性。鉴于糖链在糖蛋白中的这种重要性，已经累积了以例如来源于糖链的癌症特异性抗原的研究等大范围、且庞大的研究，与此同时糖链结构(其序列或立体结构)的解析也获得飞越性进展。糖蛋白糖链可大致分为与构成多肽的氨基酸残基的L-天冬酰胺相结合的N-糖苷结合型(Asn结合型)、以及与L-丝氨酸或L-苏氨酸相结合的O-糖苷结合型(O结合型)。其中，O结合型的糖链在各种粘液蛋白、血清蛋白、膜蛋白等中广泛被发现。作为这样的O结合型的糖链，通过以N-乙酰基-D-半乳糖胺为供体、以L-丝氨酸或者L-苏氨酸的醇性羟基为受体的亲核反应而形成α-O-糖苷键的糖链为其代表性例子。但是，对作为糖蛋白糖链、或者特异性识别糖蛋白糖链的功能性蛋白质而受人关注的外源凝集素等进行研究·分析发现，需要准备例如微克数量级以上的量的糖蛋白作为试样。但是，通常在动植物的组织或细胞等中，作为目标的糖蛋白，仅以纳克/毫升数量级这一极其微小的量存在，因此要准备必需量的糖蛋白试样是很难的。因此，Asn结合型或O结合型的糖蛋白的化学合成研究，在世界各国均一直在积极进行。Asn结合型糖蛋白的化学合成研究暂且不提，在O结合型的糖蛋白的化学合成中，由对易与糖化学适应的O-糖苷键进行处理这一点来讲，参照糖残基之间的糖基化反应方法的技术开发，迄今为止已经提出了种种方法。但是，在O结合型的糖蛋白的化学合成中，存在如何还原末端的半乳糖胺和氨基酸的醇性羟基之间的糖基化反应α-选择性地进行这一难关。即，在N-乙酰基-D-半乳糖胺的糖基化反应中，2位的N-乙基氨基通过相邻基团参与(隣接基関 而干扰糖基化反应，因此存在以相当高的比率进行β-糖基化反应的问题。对于这个问题，Paulsen等提出了利用2-叠氮基衍生物的方法。该方法如图1所示，通过叠氮基阴离子使1，6；2，3-二脱水糖(i)立体特异性地开裂，得到2-叠氮化物(ii)后，对其进行转化，合成α-溴化物(iv)，接着通过用氯化四乙基铵对其进行处理，得到β-氯化物(V)。由此，在Keenigs-Knorr反应条件下，生成α-糖苷。然后，Lemieux和Ractcliffe开发出了简便的2-叠氮基糖的合成方法，如图2所示，Ferrari和Pavia对利用该合成法而得到的(x)化合物进行了转化，制备出β-氯化物(xi)，接着使用汞盐作为助催化剂(promoter)尝试与L-丝氨酸的缩合，以66％的收率得到了α-糖苷(xii)。上述的Paulsen等为了对图2中的化合物(xi)中不需要的正位异构化作用进行抑制，在非极性的二氯甲烷/甲苯混合溶剂中，将高氯酸银-碳酸银(1∶10)用在助催化剂中。而且，通过该方法，得到了收率85％、αβ选择性为19∶1的结果。以上的各种合成方法，尤其是Paulsen等的将高氯酸银-碳酸银用于助催化剂的方法，就使糖基化反应α选择性地进行这一问题本身而言，获得了优异的效果，但是在供体的制备阶段、或反应控制的难度等方面，仍存在缺乏实际的广泛应用性这一共同的缺点。本专利技术的目的在于使包括O结合型糖蛋白的化学合成在内，在一定的糖结构体中高度选择性的α-糖基化反应，能够通过简单且方便的方法进行。
技术实现思路
本专利技术人发现仅在半乳糖等的糖结构体中的一定的羟基上形成甲硅烷基乙缩醛(silyl acetal)结构的保护基团，就能够对糖链受体引发高度选择性的α-糖基化反应。本申请的第1专利技术，是在作为供体的糖结构体和受体化合物的醇性羟基或硫羟基(thiol group)之间进行糖基化反应的方法，其中(1)作为上述糖结构体，使用满足如下结构条件的糖结构体，其为单糖或者二糖或二糖以上的低聚糖或糖链的还原末端的6碳糖或6碳糖以上的糖结构体，并且至少在4位和6位具有羟基，且4位的羟基是直立键，5位的基团是平伏键，(2)在该糖结构体的4位和6位羟基上，环状地形成甲硅烷基乙缩醛结构的保护基团，在此基础上，(3)通过在该糖结构体和上述醇性羟基或硫羟基之间进行糖基化反应，(4)得到在α/β比中以80％或以上的比率含有α-糖苷的糖结构体糖苷。根据第1专利技术的α-选择性糖基化反应方法，在规定糖结构体的4位和6位羟基上环状地形成甲硅烷基乙缩醛结构的保护基团的基础上，通过与作为受体化合物的醇性羟基或硫羟基之间进行糖基化反应这一极为简单的方法，能够引发高度选择性的α-糖基化反应。得到的糖苷中的α-端基异构体的比例通常为80％或以上。在本申请的专利技术人发现该效果的合成实验中，作为供体的N-乙酰基半乳糖胺中，除上述甲硅烷基乙缩醛结构的保护基团外，还存在2，2，2-三氯乙氧基羰基(Troc基)等，受体化合物为二唾液酸半乳糖(disialylgalactose)。但是，在实施例中，如后文所述，通过按顺序对这些要素进行验证实验，确认能够使高度的α-选择性糖基化反应成为可能的条件是形成上述甲硅烷基乙缩醛结构的保护基团。该α-选择性糖基化反应方法，如后文所述，不会受到在O结合型的糖蛋白的化学合成中一直成问题的N-乙酰基氨基对糖基化反应的干扰。进而，与根据同一观点而提出的现有技术，例如上述Paulsen等的利用2-叠氮基衍生物的方法、Ferrari和Pavia的改良方法等相比，是操作极为简便、具有实际的广泛实用性的化学合成法。因此，能够通过简单的化学合成，制备对糖蛋白糖链或外源凝集素等进行研究·分析时作为研究试样的糖蛋白。此外，第1专利技术的α-选择性糖基化反应方法，通常在具有给定条件的糖结构体(供体)和至少具有醇性羟基或硫羟基的受体化合物之间成立，并不限于上述O结合型的糖蛋白的合成。即，供体可以为单糖或者低聚糖，作为受体化合物，只要具有醇性羟基或硫羟基，可以使用氨基酸、肽链、单糖、糖链以及其他种类的任意的有机化合物。在本专利技术的第2专利技术中，上述第1专利技术涉及的糖结构体为下述(a)～(d)中的任一个(a)D-半乳糖或者L-半乳糖；(b)D-古洛糖或者L-古洛糖；(c)2-脱氧-D-半乳糖或者2-脱氧-L-半乳糖；(d)以上述(a)～(c)中的任一个为基本结构的7碳糖。在α-选本文档来自技高网...

【技术保护点】
α－选择性糖基化反应方法，该方法是在作为供体的糖结构体和受体化合物的醇性羟基或硫羟基之间进行糖基化反应的方法，其中（１）作为上述糖结构体，使用满足如下结构条件的糖结构体，即，该糖结构体为单糖或二糖或二糖以上的低聚糖或糖链的还原末端的 ６碳糖或６碳糖以上的糖结构体，至少在４位和６位上具有羟基，且４位的羟基为直立键，５位的基团为平伏键，　（２）在该糖结构体的４位和６位的羟基上，环状地形成甲硅烷基乙缩醛结构的保护基团，在此基础上，（３）通过在该糖结构体和上述醇 性羟基或硫羟基之间进行糖基化反应，（４）得到在α／β比中以８０％或８０％以上的比率含有α－糖苷的糖结构体糖苷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安藤弘宗，今村彰宏，木曾真，石田秀治，
申请(专利权)人：独立行政法人科学技术振兴机构，
类型：发明
国别省市：JP[日本]