【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机化学合成，具体涉及一种非天然磷酸糖及其制备方法、糖代谢标记试剂盒和它们的应用。
技术介绍
1、细胞中的聚糖具有重要的功能，对聚糖进行标记，是研究、调控聚糖功能的重要手段。聚糖的合成不以核酸直接作为模板，因此，用于蛋白质和核酸研究的传统方法很难直接应用于聚糖(比如融合荧光蛋白技术)。近些年，使用带有化学报告基团(比如叠氮或者是炔基)的非天然糖对聚糖进行代谢标记，广泛地应用于糖的成像和糖组学分析。这类技术被称为非天然糖代谢标记，能用于活细胞和活体水平的研究。在非天然糖代谢标记技术中，非天然糖是必需的。在非天然糖的设计中，往往选取糖基化生物合成路径中的单糖作为母体，在该母体的合适位置引入化学报告基团，得到含有化学报告基团的非天然糖。利用细胞中糖基化相关酶的底物容忍性，这些非天然糖能被细胞摄取利用，并将化学报告基团整合到细胞的糖链中，实现特定聚糖的标记。随后，利用生物正交反应(比如点击化学)，对化学报告基团进行衍生化，如修饰上荧光分子或者是生物素亲和标签，就能实现聚糖的荧光成像和富集。因此，非天然糖的结构设计和合成路线选取，对聚糖的标记以及在此基础上开展的应用研究至关重要。
2、在实际应用中，因为非天然糖带有多个羟基，极性很大，难以跨过细胞膜，这类不带保护基的糖，需要很高的浓度才能实现有效的标记。因此，通常对非天然糖的羟基进行全乙酰化修饰，以提高非天然糖标记的效率。全乙酰化修饰的非天然糖具有较好的穿膜性质，且糖羟基上的乙酰基在细胞内非特异的酯酶作用下很容易脱除。因此，全乙酰的非天然糖应用广泛。但是最近的研究
3、目前所有用于唾液酸代谢标记的非天然糖，无论糖上的羟基不被保护、部分保护或者全部保护，都存在标记速度慢的问题。在细胞实验中，为了实现足够强的代谢标记效果，细胞往往需要利用非天然糖培养2到3天。因此，该技术不能很好地用于观察短时间内糖基化的动态变化。此外，急性的组织培养切片在生命医学研究中被大量使用，它们适宜培养的时间有限(一般在24小时之内)，传统的非天然糖难以在这些研究体系中开展应用。因此，亟需开发能进行快速代谢标记的非天然糖，并开展相关的应用研究。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种非天然磷酸糖及其制备方法和应用，以解决现有技术对聚糖的标记速度慢、不能很好地用于观察短时间内糖基化的动态变化、难以应用于科学研究中的问题。
2、本专利技术第一方面提供了一种非天然磷酸糖，所述非天然磷酸糖为六碳糖且为吡喃糖或呋喃糖结构，所述非天然磷酸糖上含有生物正交基团，所述非天然磷酸糖六位被带有保护基团的磷酸修饰。
3、优选地，非天然磷酸糖为六碳糖且为吡喃糖结构。
4、进一步地，所述保护基团为能发生酶切或者水解的保护基团，优选包括sate、aom、protide、ab或cyclosal基团中任一种或多种，更优选地，包括sate、pom或protide基团。
5、进一步地，所述非天然磷酸糖上的正交基团包括叠氮、炔基、烯基、环丙烯、反式环辛烯、环辛炔、四氮嗪中的任意一种或多种。
6、进一步地，所述吡喃糖的糖型选自氨基甘露糖、氨基葡萄糖或氨基半乳糖中任一种，优选为氨基甘露糖；
7、更优选地，所述甘露糖的结构为mannaz、mannal或mannptl中的任意一种。
8、进一步地，所述非天然磷酸具有如下式i结构：
9、
10、其中，所述r1包含c1～c12的酰基，包括但不限于包含c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11或c12个碳原子的酰基，优选为c1～c6的酰基，更优选为乙酰基；
11、所述r2、r5为磷酸保护基，独立地选自：sate、aom、protide或ab基团中任一种或多种；
12、所述r3、r4独立地选自：h或c1～c12的酰基，比如可以为c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11或c12的酰基；
13、所述x为叠氮、c2～c6的烯基或c2～c6的炔基，比如可以为c2、c3、c4、c5或c6的烯基，或者，可以为c2、c3、c4、c5或c6的炔基；
14、所述y1或y2独立地选自-o-或-nh-；
15、所述r8、r9、r10、r11或r12独立地选自：h或c1～c6的烷基，比如，可以为c1、c2、c3、c4、c5或c6的烷基。
16、进一步地，所述r1为包含c1～c6的酰基；
17、所述sate基团结构为：
18、
19、所述r6为c1～c20的烷基链或c6～c20的芳基，包括但不限于c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18、c19或c20烷基，或者，c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18、c19或c20芳基；
20、优选地，所述r6优选为c1～c14的烷基，更优选为甲基、乙基、正丁基、叔丁基或正庚基中的任意一种；
21、优选地，所述aom的结构为：其中r7为c1～c20的烷基链或c6～c20的芳基，包括但不限于c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18、c19或c20烷基，或者，c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18、c19或c20芳基；r7优选为c1～c14的烷基，更优选为甲基、乙基、正丁基、叔丁基或正庚基中的任意一种；
22、本专利技术中，所述aom的结构中，当r7为叔丁基时，所述aom为pom结构。
23、优选地，当磷酸保护基为protide基团时，r2或r5任一取代基为结构，同时，另一取代基为其中所述r13、r14、r15、r16、r17、r18或r19独立地选自：h或c1～c6的烷基，比如，可以为c1、c2、c3、c4、c5或c6的烷基；
24、所述ab基团的结构为：其中所述r20、r21、r22、r23或r24独立地选自：h或c1～c6的烷基，比如，可以为c1、c2、c3、c4、c5或c6的烷基；
25、进一步地，所述r3、r4独立地选自：h或c1～c本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非天然磷酸糖，其特征在于，所述非天然磷酸糖为六碳糖且为吡喃糖或呋喃糖结构，所述非天然磷酸糖上含有生物正交基团，所述非天然磷酸糖六位被带有保护基团的磷酸修饰。
2.如权利要求1所述的非天然磷酸糖，其特征在于，所述保护基团为能发生酶切或者水解的保护基团，包括SATE、AOM、ProTide、AB或CycloSal基团中任一种或多种。
3.如权利要求1所述的非天然磷酸糖，其特征在于，所述非天然磷酸糖上的正交基团包括叠氮、炔基、烯基、环丙烯、反式环辛烯、环辛炔、四氮嗪中的任意一种或多种。
4.如权利要求1所述的非天然磷酸糖，其特征在于，所述吡喃糖的糖型选自氨基甘露糖、氨基葡萄糖或氨基半乳糖中任一种。
5.如权利要求4所述的非天然磷酸糖，其特征在于，所述甘露糖的结构为ManNAz、ManNAl或ManNPtl中的任意一种。
6.如权利要求1～5任一项所述的非天然磷酸糖，其特征在于，所述非天然磷酸具有如下式I结构：
7.如权利要求6所述的非天然磷酸糖，其特征在于，所述R1为包含C1～C6的酰基；
8.
9.权利要求1～8任一项所述的非天然磷酸糖的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将吡喃糖或呋喃糖环上的一号位进行保护，三号位和四号位不保护，在六位选择性引入带有保护基团的磷酸基团，得到非天然磷酸糖；
10.权利要求9所述的非天然磷酸糖的制备方法，其特征在于，进一步包括：对非天然磷酸糖的羟基进一步酰基化修饰。
11.如权利要求9所述的制备方法，所述保护基为SATE或AOM基团，
12.一种糖代谢标记试剂盒，其特征在于，所述试剂盒包括权利要求1～8中任一项所述的非天然磷酸糖或权利要求9～11中任一项所述的方法制备的非天然磷酸糖。
13.权利要求1～8中任一项所述的非天然磷酸糖或权利要求9～11中任一项所述的方法制备的非天然磷酸糖，或权利要求12所述的试剂盒在糖代谢标记中的应用，所述应用为非诊断或治疗目的的。
14.根据权利要求13所述的应用，其特征在于，所述应用包括对如下任一种细胞系或者原代细胞的糖代谢进行标记：HeLa细胞、MCF-7细胞、HEK 293T细胞、MDA-MB-231细胞、A549细胞、HepG2细胞、NIH 3T3细胞、CHO细胞、COS-7细胞或原代神经元细胞。
15.根据权利要求14所述的应用，其特征在于，所述应用包括对哺乳动物器官或组织切片的糖代谢标记。
...【技术特征摘要】
1.一种非天然磷酸糖，其特征在于，所述非天然磷酸糖为六碳糖且为吡喃糖或呋喃糖结构，所述非天然磷酸糖上含有生物正交基团，所述非天然磷酸糖六位被带有保护基团的磷酸修饰。
2.如权利要求1所述的非天然磷酸糖，其特征在于，所述保护基团为能发生酶切或者水解的保护基团，包括sate、aom、protide、ab或cyclosal基团中任一种或多种。
3.如权利要求1所述的非天然磷酸糖，其特征在于，所述非天然磷酸糖上的正交基团包括叠氮、炔基、烯基、环丙烯、反式环辛烯、环辛炔、四氮嗪中的任意一种或多种。
4.如权利要求1所述的非天然磷酸糖，其特征在于，所述吡喃糖的糖型选自氨基甘露糖、氨基葡萄糖或氨基半乳糖中任一种。
5.如权利要求4所述的非天然磷酸糖，其特征在于，所述甘露糖的结构为mannaz、mannal或mannptl中的任意一种。
6.如权利要求1～5任一项所述的非天然磷酸糖，其特征在于，所述非天然磷酸具有如下式i结构：
7.如权利要求6所述的非天然磷酸糖，其特征在于，所述r1为包含c1～c6的酰基；
8.如权利要求6所述的非天然磷酸糖，其特征在于，所述非天然磷酸糖包括以下中的任意一种：1-o-ac-mannaz-6-bis-(me-sate)-p、1-o-ac-mannaz-6-bis-(et-sate)-p、1-o-ac-mannaz-6-bis-(bu-sate)-p、1-o-ac-mannaz-6-bis-(tbu-sate)-p、1-o-ac-mannaz-6-bis-(he-sate)-p、1-o-ac-mannal-6-bis-(tbu-sate)-...
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