三唑嵌入麦芽糖-新戊二醇（TMNG）两亲分子的设计合成及其在膜蛋白研究中的应用

针对传统非离子型去垢剂在膜蛋白(MP)研究中存在的溶解效率低、稳定性差等问题，中国研究人员通过铜催化叠氮-炔环加成(CuAAC)反应，设计合成新型三唑嵌入麦芽糖-新戊二醇(TMNG)两亲分子。该研究突破传统O-糖苷键合方式，采用N-糖苷连接提升稳定性，部分TMNG对膜蛋白的热稳定效果优于常用去垢剂LMNG，为膜蛋白结构功能研究提供新工具。

　　

膜蛋白（MP）作为生命活动的关键执行者，是约50%临床药物的作用靶点。然而相较于可溶性蛋白，人们对这类镶嵌在脂质双分子层中的"生物机器"认知严重滞后。究其原因，膜蛋白的疏水特性使其在脱离天然膜环境后极易失活，就像离开水的鱼难以存活。传统非离子型去垢剂如DDM（十二烷基麦芽糖苷）虽能形成保护性胶束，但单头单尾的结构设计常导致溶解效率低、稳定效果有限。近年来，双头双尾结构的MNG（麦芽糖-新戊二醇）类两亲分子展现出优越性能，但其合成面临糖苷化反应条件苛刻、难以规模化等瓶颈。

针对这一挑战，中国的研究团队在《Carbohydrate Research》发表创新成果。研究通过模块化设计策略，将点击化学引入膜蛋白研究工具开发领域。利用铜催化叠氮-炔环加成(CuAAC)反应的高效特性，成功构建系列三唑嵌入麦芽糖-新戊二醇(TMNG)两亲分子。这种"化学乐高"式的合成方法，巧妙地将两个麦芽糖亲水单元与双尾疏水模块精准拼接，不仅突破传统糖苷化反应的限制，更创造性地采用N-糖苷连接替代传统O-糖苷键，显著提升分子稳定性。

关键技术包括：1）通过NaH介导的缩合反应构建含季碳中心的疏水骨架；2）LiAlH₄
还原制备双尾脂质模块；3）CuAAC点击化学实现糖基与脂质模块的高效偶联；4）热稳定性实验评估去垢剂性能。

【化学合成】
研究团队以二甲基丙二酸酯为起点，与不同链长溴代烷烃在NaH/THF条件下缩合，构建含中心季碳的疏水骨架（1a-h）。经LiAlH₄
还原得到双尾醇中间体（2a-h），再通过Mitsunobu反应引入炔基手柄。亲水模块则通过1-叠氮麦芽糖的制备获得，最终通过CuAAC反应实现两模块高效拼接，获得TMNG系列化合物。

【性能评估】
热稳定性实验显示，部分TMNG对膜蛋白的稳定效果等同或优于商品化LMNG。特别是含较长烷基链（C₁₀
-C₁₂
）的衍生物，其胶束动力学特性更有利于维持膜蛋白天然构象。研究还发现N-糖苷键的引入显著增强分子在提取过程中的化学稳定性，这为解决膜蛋白提取过程中的降解问题提供新思路。

【结论与意义】
该研究开创性地将点击化学应用于膜蛋白研究工具开发，建立的TMNG合成路线具有反应条件温和、产率高、易于放大等优势。N-糖苷键的设计突破传统思维，为两亲分子工程提供新方向。研究成果不仅扩充膜蛋白研究工具库，其模块化合成策略更为定制化去垢剂设计提供普适性方案。这项工作由宁丁团队完成，获得国家自然科学基金支持，为破解膜蛋白研究中的"稳定性困境"提供重要技术支撑。