Kemiallinen glykosylaatio vesiliuoksessa

Abstract

Soluissa glykosylaatio tapahtuu entsyymien avustamana veden läsnä ollessa. Tämän takia myös kemiallisesti suoritettavaa glykosylaatiota vesiliuoksessa halutaan kehittää. Tämä vähentää orgaanisten liuottimien käyttöä ja tekee menetelmästä ympäristöystävällisemmän vaihtoehdon. Veteen puhtaana reaktioliuottimena liittyy kuitenkin paljon haasteita. Glykosyylidonori on altis hydrolyysille ja keskeisenä kysymyksenä onkin, miten glykosyyliakseptorin (alkoholi, tioli tai amiini) nukleofiilisyyttä voidaan kasvattaa liuottimena olevaa vesimolekyyliä tehokkaammaksi. Useita menetelmiä glykosylaatiolle veden läsnä ollessa on kehitetty. Hiilihydraatin anomeerista ryhmää voidaan muokata elektronegatiivisemmaksi, jolloin elektrofiilisen promoottorin lisäys reaktioliuokseen edesauttaa reaktiota. Elektrofiiliseksi promoottoriksi valitaan yhdiste, jolla on korkea affiniteetti hiilihydraatin muokattua anomeerista substituenttia kohtaan, ja se voi olla esimerkiksi happo tai emäs. Hiilihydraatti voidaan muuntaa myös nukleofiiliksi emäksen avulla, jolloin se voi itse hyökätä elektrofiiliseen yhdisteeseen. Glykosylaatio voidaan suorittaa myös esimerkiksi dehydraatiolla, jolloin veden lohkeaminen reaktiossa saa aikaan uuden glykosidisen sidoksen. Olemassa olevia menetelmiä voidaan soveltaa aina oligosakkaridien muodostuksesta nukleosidien ja glykoproteiinien muodostukseen. Melkein kaikissa menetelmissä veden lisäksi reaktioliuokseen tarvitaan myös orgaaninen apuliuotin. Puhtaassa vedessä tapahtuvia reaktioita on huomattavasti vähemmän. Tutkielmassa käsitellään O-, N- ja S-glykosidisten sidosten muodostamista eri menetelmin veden läsnä ollessa.