Synthèse hiérarchique et programmable d'oligosaccharide d'un pot

Les glucides sont omniprésents dans la nature^1,2, mais leur présence et leur mode d’action restent un territoire inexploré, principalement en raison de l’accès difficile à cette classe de molécules³. Contrairement à la synthèse automatisée des oligopeptides et des oligonucléotides, le développement de la synthèse automatisée des oligosaccharides reste une tâche formidable, et les progrès ont été relativement lents.

Pour s’attaquer à ce problème, Wong et coll. ont mis au point la première méthode automatisée de synthèse des oligosaccharides à l’aide d’un logiciel programmable appelé Optimer⁴, qui guide la sélection des BBL à partir d’une bibliothèque de 50 BBL pour un pot séquentiel Réactions. Chaque BBL a été conçu et synthétisé avec une réactivité bien définie accordée par divers groupes de protection. Grâce à cette approche, les complexités de la protection de la manipulation et de la purification intermédiaire peuvent être réduites au minimum lors de la synthèse, qui ont été considérées comme les questions les plus difficiles à surmonter dans le développement de la synthèse automatisée. Malgré cette avancée, la méthode est encore assez limitée, car le nombre de BBL est trop petit et le programme Optimer ne peut gérer que certains petits oligosaccharides. Pour les oligosaccharides plus complexes qui nécessitent plus de BBLs et plusieurs passes de réactions d’un pot et de condensation fragmentaire, une version améliorée du logiciel, Auto-CHO⁵, a été développé.

Dans Auto-CHO, plus de 50 000 BBL avec une réactivité définie à la bibliothèque BBL ont été ajoutées, dont 154 synthétiques et 50 000 virtuels. Ces BBLs ont été conçus par l’apprentissage automatique basé sur des propriétés de base, les décalages chimiques calculés de RMN^6,7, et les descripteurs moléculaires⁸, qui affectent la structure et la réactivité des BBLs. Avec ce programme amélioré et un nouvel ensemble de BBL disponibles, la capacité de synthèse est augmentée, et comme démontré, plusieurs oligosaccharides d’intérêt peuvent être rapidement préparés. On croit que ce nouveau développement facilitera la synthèse des oligosaccharides pour l’étude de leurs rôles dans divers processus biologiques et de leurs impacts sur les structures et les fonctions des glycoprotéines et des glycolipides. On pense également que ce travail profitera considérablement à la communauté des glycosciences, étant donné que cette méthode est disponible gratuitement pour la communauté de la recherche. La synthèse du marqueur humain essentiel de cellules souches embryonnaires, SSEA-4⁵, est démontrée dans ce travail.