化学插入糖基天冬酰胺进行糖蛋白的半合成

转译后和翻译中的蛋白质修饰对于蛋白质功能的活化至关重要。举例来说，最近的研究表明，这些修饰可以调节多种疾病的进程，如癌症、阿茨海默症和帕金森氏症等。

其中可见在这些蛋白质修饰里，主要是进行糖基化，而由此产生的聚醣在其结构上表现出相当大的异质性。此外，糖蛋白存在于细胞表面和体液中，这些蛋白质被丝氨酸/苏氨酸连接的 O-聚醣或天冬酰胺连接的 N -聚醣所修饰。然而，聚醣的生物合成受糖基转移酶和糖苷酶的底物特异性调节，导致聚醣的结构相当多样化。不过，在这些情况下，反而导致我们无法确定哪些聚醣在维持特定生物事件中所发挥的作用。

所以，要了解每种聚醣结构引发的生物过程，均质糖蛋白的制备对于生物实验就显得至关重要。而主要的糖蛋白制备方法，则是通过细胞表达和化学合成来实现。

为了建立更稳健、更快速的均质糖蛋白的合成路线，最近，Osaka University的Yasuhiro Kajihara教授在J. Am. Chem. Soc.上发表了一种使用双功能硫代酸介导的反应策略，通过化学方法插入糖基天冬酰胺直接进行糖蛋白的半合成。

图片来源：J. Am. Chem. Soc.

该研究经由探讨了几个基于氨基硫代酸的关键反应发现，糖基天冬酰胺硫代酸和肽硫代酸可进行二酰基二硫化物的偶联（DDC）形成糖肽。

图片来源：J. Am. Chem. Soc.

这种高效的偶联反应是一种新的糖蛋白合成方法。例如，双功能硫代酸介导的策略，它可以将两个肽与糖基天冬酰胺硫代酸的 N 端和 C 端进行偶联。

图片来源：J. Am. Chem. Soc.

反之，过去的糖蛋白合成方法，需要在前期和随后的多种糖蛋白合成路线中，使用糖基天冬酰胺，而该研究所开发的概念则可以在几个步骤内直接把肽和糖基天冬酰胺硫代酸生成糖蛋白产物。

图片来源：J. Am. Chem. Soc.

有鉴于此，该研究实现了糖基天冬酰胺硫代酸用于稳定糖蛋白半合成的有效制备方法与应用。

参考文献：

Glycoprotein Semisynthesis by Chemical Insertion of Glycosyl Asparagine Using a Bifunctional Thioacid-Mediated Strategy

J. Am.Chem. Soc. 2021, jacs.1c02601

原文作者：Kota Nomura, Yuta Maki, Ryo Okamoto, Ayano Satoh,and Yasuhiro Kajihara*