Войти
A гликозидная связь или гликозидная связь - это тип ковалентной связи, соединяет молекулу углевода (сахара) с другой группой, которая может быть или не быть другим углеводом.
Образование этилглюкозида: глюкоза и этанол объединяются с образованием этил глюкозида и воды. Реакция часто способствует образованию α-гликозидной связи, как показано, из-за аномерного эффекта.Гликозидная связь образуется между полуацетальной или гемикетальной группой сахарид (или молекула, полученная из сахарида) и гидроксильная группа некоторого соединения, такого как спирт. Вещество, содержащее гликозидную связь, представляет собой гликозид.
Термин «гликозид» теперь расширен, чтобы также охватывать соединения со связями, образованными между полуацетальными (или гемикетальными) группами сахаров и несколькими химическими группами, отличными от гидроксилов, такими как - SR (тиогликозиды), -SeR (селеногликозиды), -NRR (N-гликозиды) или даже -CRRR (C-гликозиды).
В частности, в встречающихся в природе гликозидах соединение ROH, из которого был удален углеводный остаток, часто называют агликоном, а сам углеводный остаток иногда называют «гликоном».
Аденозин, компонент РНК, образуется из сахара рибозы и аденина посредством образования N-гликозидной связи (показана вертикальной линией между N и сахарным циклом) Гликозидная Связи описанной выше формы известны как O-гликозидные связи в отношении гликозидного кислорода, который связывает гликозид с агликоном или восстанавливающим концевым сахаром. По аналогии, также рассматриваются S-гликозидные связи (которые образуют тиогликозиды ), где кислород гликозидной связи заменен на атом серы. Таким же образом в N-гликозидных связях кислород гликозидной связи заменен на азот. Вещества, содержащие N-гликозидные связи, также известны как гликозиламины. С-гликозильные связи имеют гликозидный кислород, замещенный углеродом ; IUPAC считает термин "С-гликозид" неправильным и не приветствуется. Все эти модифицированные гликозидные связи имеют разную чувствительность к гидролизу, а в случае C-гликозильных структур они обычно более устойчивы к гидролизу.
Молекула β-1,6 глюкана, показывающая, как пронумерованы атомы углерода. Концевой сахарид связан через β-1,6 гликозидную связь. Все остальные связи представляют собой β-1,3. Между α- и β-гликозидными связями различают относительную стереохимию аномерного положения и стереоцентра, наиболее удаленного от C1 в сахариде. Α-гликозидная связь образуется, когда оба атома углерода имеют одинаковую стереохимию, тогда как β-гликозидная связь возникает, когда два атома углерода имеют разную стереохимию. Одна из сложных проблем заключается в том, что альфа- и бета-конформации были изначально определены на основе относительной ориентации основных составляющих в проекции Хаворта. В этом случае для D -сахаров бета-конформация будет видеть основную составляющую на каждом углероде, нарисованную над плоскостью кольца (номинально такая же конформация), в то время как альфа будет видеть аномерный составляющий под кольцом. (номинально противоположные конформации). Для L -сахаров определения тогда обязательно будут обратными. Это стоит отметить, поскольку эти старые определения все еще пронизывают литературу и могут привести к путанице.
Фармакологи часто присоединяют вещества к глюкуроновой кислоте через гликозидные связи, чтобы увеличить их растворимость в воде ; это известно как глюкуронизация. Многие другие гликозиды выполняют важные физиологические функции.
Nüchter et al. (2001) продемонстрировали новый подход к гликозидированию Фишера. Используя микроволновую печь, оборудованную дефлегматором в роторном реакторе с бомбами высокого давления, Nüchter et al. (2001) смогли достичь 100% выхода α- и β-D-глюкозидов. Этот метод можно выполнять в многокилограммовой шкале.
Джоши и др. (2006) предлагают метод Кенигса-Кнорра в стереоселективном синтезе алкил-D-глюкопиранозидов путем гликозилирования, за исключением использования карбоната лития, который менее дорог и токсичен, чем традиционный метод использования серебра. или соли ртути. D-глюкоза сначала защищается путем добавления уксусного ангидрида в уксусная кислота, а затем добавления бромистого водорода, который бромируется в 5-положении. При добавлении спирта ROH и карбоната лития OR заменяет бром, и при снятии защиты с ацетилированных гидроксилов продукт синтезируется с относительно высокой чистотой. Было предложено Joshi et al. (2001), что литий действует как нуклеофил, который атакует углерод в 5-м положении, и в переходном состоянии спирт замещает группу брома. Преимущества этого метода, а также его стереоселективность и низкая стоимость литиевой соли включают то, что его можно проводить при комнатной температуре, и его выход относительно хорошо сравнивается с традиционным методом Кенигса-Кнорра.
Гликозидгидролазы (или гликозидазы) - это ферменты, которые разрывают гликозидные связи. Гликозидгидролазы обычно могут действовать либо на α-, либо на β-гликозидные связи, но не на оба. Эта специфичность позволяет исследователям получать гликозиды в высоком эпимерном избытке, одним из примеров является превращение Вэнь-Я Лу D-глюкозы в этил-β-D-глюкопиранозид с использованием глюкозидазы природного происхождения. Стоит отметить, что Wen-Ya Lu использовал глюкозидазу обратным образом, противоположным биологической функциональности фермента:
Lu, Wen-Ya et al. Практические методы биокатализа и биотрансформации. 2010, 236-239. Перед тем, как моносахаридные единицы включаются в гликопротеины, полисахариды или липиды в живых организмах, они обычно сначала «активируются» "посредством гликозидной связи с фосфатной группой нуклеотида, такого как дифосфат уридина (UDP), гуанозиндифосфат ( GDP), тимидиндифосфат (TDP) или цитидинмонофосфат (CMP). Эти активированные биохимические промежуточные соединения известны как нуклеотиды сахара или доноры сахара. Во многих биосинтетических путях используются моно- или олигосахариды, активируемые дифосфатной связью с липидами, такие как долихол. Эти активированные доноры затем являются субстратами для ферментов, известных как гликозилтрансферазы, которые переносят сахарную единицу от активированного донора к принимающему нуклеофилу (акцепторный субстрат).
С. Bucher, R. Gilmour, Angew. Chem. 2010, ранний просмотр, DOI: 10.1002 / ange.201004467; Энгью. Chem. Int. Эд. 2010, ранний обзор, DOI: 10.1002 / anie.201004467 В последние десятилетия были разработаны различные биокаталитические подходы к синтезу гликозидов, в которых используются «гликозилтрансферазы» и «гликозидгидролазы». среди наиболее распространенных катализаторов. Первому часто требуются дорогие материалы, а второму - низкая урожайность, Де Винтер и др. исследовали использование целлобиозофосфорилазы (CP) для синтеза альфа-гликозидов в ионных жидкостях. Было обнаружено, что наилучшие условия для использования CP были в присутствии IL AMMOENG 101 и этилацетата.
Существует несколько химических подходов для повышения селективности α- и β-гликозидных связей. Высокая субстрат-специфическая природа селективности и общая активность пиранозида может создавать серьезные трудности при синтезе. Общая специфичность гликозилирования может быть улучшена путем использования подходов, которые принимают во внимание относительные переходные состояния, в которых аномерный углерод может претерпевать во время типичного гликозилирования. В частности, признание и включение моделей Фелкина-Ан-Эйзенштейна в обоснование химического дизайна в целом может обеспечить надежные результаты при условии, что преобразование может подвергаться этому типу конформационного контроля в переходном состоянии.
Фтор-направленное гликозилирование представляет собой обнадеживающее средство как для селективности B, так и для введения неприродной биомиметической C2-функциональности в углевод. Один новаторский пример, представленный Bucher et al. обеспечивает способ использования иона фтора оксония и трихлорацетимидата для усиления стереоселективности B за счет гош-эффекта. Эта разумная стереоселективность очевидна при визуализации моделей возможных форм стульев Фелкина-Ана.
Этот метод представляет собой обнадеживающий способ селективного включения B-этила, изопропила и других гликозидов с типичным химическим составом трихлорацетимидата.
Контроль иона оксония - стереоселективность Фелкина-Ана 
Контроль иона оксония - стереоселективные формы кресла Фелкина-Ана Недавно было показано, что O-связанные гликопептиды демонстрируют превосходную проницаемость для ЦНС и эффективность на нескольких моделях животных с болезненными состояниями. Кроме того, одним из наиболее интригующих аспектов этого является способность O-гликозилирования увеличивать период полужизни, уменьшать клиренс и улучшать PK / PD своего активного пептида за пределами увеличения проникновения в ЦНС. Врожденное использование сахаров в качестве солюбилизирующих фрагментов в метаболизме в фазах II и III (глюкуроновые кислоты) значительно дало эволюционное преимущество в том, что ферменты млекопитающих не эволюционируют напрямую для разложения О-гликозилированных продуктов на более крупные фрагменты.
Особенность О-связанных гликопептидов заключается в том, что существует множество примеров, проникающих в ЦНС. Считается, что фундаментальная основа этого эффекта связана с «прыжками через мембрану» или «диффузией хмеля». Считается, что процесс «диффузии хмеля», связанный с неброуновским движением, происходит из-за разрыва плазматической мембраны. «Диффузия хмеля» особенно сочетает свободную диффузию и межсравнительные переходы. Недавние примеры, в частности, включают высокую проницаемость аналогов мет-энкефалина среди других пептидов. Полный агонист mOR пентапептид DAMGO также проникает в ЦНС при введении гликозилирования.
