糖蛋白A四糖基序及其类似物的大规模化学酶法合成：抗疟药物研发的关键突破

本研究针对疟原虫入侵红细胞的关键机制，开发了Glycophorin A四糖基序(α-2,3/2,6-唾液酸化)的大规模化学酶法合成策略。通过C5/C9位修饰唾液酸(Neu5Ac)类似物，结合Pd2,6ST/PmST1酶系统实现高效α-唾液酸化，获得3-8等系列糖缀合物，为疟疾治疗提供了新型糖基探针和药物候选分子。

　　

在热带地区肆虐的疟疾每年造成近60万人死亡，其中恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)通过识别红细胞表面糖蛋白A(Glycophorin A)的唾液酸化四糖基序实现宿主入侵。这一过程依赖于疟原虫表面蛋白EBA-175与α-2,3-唾液酸(Neu5Ac)的特异性结合，但精确的分子识别机制尚未阐明。传统小规模糖合成难以满足结构-活性关系研究的需求，且C9位修饰的唾液酸类似物合成效率低下。

为解决这一难题，研究人员在《Asian Journal of Organic Chemistry》发表研究，建立了Gram级四糖基序的化学酶法合成平台。关键技术包括：1）化学合成Gal-β-1,3-GalNAc二糖核心骨架；2）利用细菌源α-2,6-唾液酸转移酶(Pd2,6ST)实现区域选择性修饰；3）C6修饰ManNAc衍生物的酶促转化体系；4）多酶级联反应实现C9位氟/甲氧基/甲基等多样化修饰。

【结果与讨论】

1. 二糖核心的规模化制备
   通过N-乙酰葡萄糖胺的C4构型反转，建立以结晶纯化为主的11步合成路线。关键步骤包括：三氯乙酰亚胺酯介导的糖苷化(收率86%)、C4位三氟甲磺酸酯的水解反转(74%)、以及Hg(CN)₂促进的乙酰溴半乳糖偶联(78%)，最终获得关键中间体1。

2. C9修饰唾液酸前体设计
   从ManNAc出发，通过TBDPS保护策略构建C6位修饰库，包括：C6-OAc(22)、C6-F(23)、C6-CH₃(24)和C6-OMe(25)。催化氢解后获得26-29等酶反应底物，其中C6-F衍生物23的合成收率较低(52%)。

3. 酶法模块化组装
   采用"一锅三酶"系统(醛缩酶/NmCSS/PmST1)，将修饰ManNAc转化为C9-取代的CMP-Neu5Ac并转移至三糖受体2。值得注意的是，C9-OMe(4)和C9-CH₃(7)修饰显著提升转移效率(79-80%)，而C9-OAc因空间位阻未能反应。Neu5Gc衍生物8获得最高收率(86%)，提示糖苷酶对天然类似物的偏好性。

该研究突破了复杂糖链规模化合成的技术瓶颈，建立的化学酶法平台具有三大优势：1）避免保护基操作，直接实现C9位多样化修饰；2）α-唾液酸化效率显著高于化学法；3）产物适用于质谱分析和蛋白互作研究。系列C9修饰糖缀合物为阐明EBA-175的糖识别机制提供了分子工具，其中高收率获得的4/7/8等衍生物可作为抗疟药物先导化合物。这项工作不仅为疟疾治疗提供新思路，其模块化合成策略更可拓展至其他病原体-宿主相互作用研究领域。