分层和可编程单罐寡糖合成
Summary
该协议演示如何使用 Auto-CHO 软件进行寡糖的分层和可编程单罐合成。还介绍了RV测定实验和SSEA-4单罐糖基化的一般程序。
Abstract
本文介绍了一种可编程单罐寡糖合成的通用实验方案，并演示如何使用Auto-CHO软件生成潜在的合成解决方案。可编程单罐寡糖合成方法旨在利用硫糖苷积木 （BFL） 实现大量寡糖的快速合成，并具有相对反应值 （RRV） 的适当顺序。Auto-CHO 是一款具有图形用户界面的跨平台软件，通过搜索 BBL 库（包含约 150 个经过验证的和 >50，000 个虚拟 BFL）的可编程单罐寡糖合成提供了可能的合成解决方案通过支持向量回归准确预测 RrV。分层单罐合成算法已在 Auto-CHO 中实现，并使用单罐反应生成的片段作为新的 BLL。此外，Auto-CHO 允许用户为虚拟 BFL 提供反馈，以便保留有价值的 BFL 供进一步使用。一罐合成阶段特异性胚胎抗原4（SSEA-4），这是一个多能的人类胚胎干细胞标记，证明在这项工作。
Introduction
碳水化合物在自然界1、2中无处不在，但它们的存在和作用方式仍然是一个未知的领域，这主要是因为很难获得这种分子3。与寡肽和寡核苷酸的自动合成不同，寡糖的自动合成开发仍然是一项艰巨的任务，而且进展相对缓慢。
为了解决这个问题，Wong等人开发了第一个使用名为Optimer4的可编程软件程序合成寡糖的自动化方法，该程序指导从50个BBL库中选择低核糖核酸，用于顺序单罐反应。每个BBL都设计和合成了由各种保护组调谐的清晰的反应性。使用这种方法，在合成过程中可以最大限度地减少保护操作和中间纯化的复杂性，这被认为是开发自动化合成时最难克服的问题。尽管这个进步，该方法仍然相当有限，因为BBL的数量太少，并且Optimer程序只能处理某些小的寡糖。对于更复杂的寡糖，需要更多的低核和单罐反应和片段凝结的多次传递，软件程序的升级版本，Auto-CHO5，已经开发。
在 Auto-CHO 中，添加了 50，000 多个具有定义对 BBL 库的反应性的 BLL，包括 154 个合成和 50，000 个虚拟的 BLL。这些BBL是由机器学习基于基本特性设计的，计算了NMR化学偏移6，7，和分子描述符8，这些描述符影响BBL的结构和反应。有了这个升级的程序和新的一组低息，合成能力被扩展，正如所展示的，可以迅速准备几个感兴趣的寡糖。据认为，这一新发展将促进寡糖的合成，以研究其在各种生物过程中的作用及其对糖蛋白和糖脂的结构及功能的影响。还有人认为，鉴于这种方法可供研究界免费使用，这项工作将大大有利于糖科学界。合成人类胚胎干细胞标记物SSEA-45，在这项工作中得到了证明。
Protocol
Representative Results
Discussion
Auto-CHO软件的开发是帮助化学家进行分层和可编程的单罐合成寡糖5。自动CHO是由Java编程语言构建的。它是一个 GUI 软件和跨平台，目前支持 Windows、macOS 和 Ubuntu。该软件可以免费下载的自动CHO网站在，其源代码与MIT许可证可以从GitHub在访问。
自动CHO的BBL库包含154个实验性BBL和超过50，000个…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项工作得到了中国学术界的支持，包括科学科学和技术部首脑会议计划[MOST 104-0210-09-02，MOST 105-0210-01-13-01，MOST 106-0210-01-01-15-02]和NSF（1664283）。
Materials
| Acetonitrile | Sigma-Aldrich | 75-05-8 | |
| Anhydrous magnesium sulfate | Sigma-Aldrich | 7487-88-9 | |
| Cerium ammonium molybdate | TCI | C1794 | |
| Dichloromethane | Sigma-Aldrich | 75-09-2 | |
| Drierite | Sigma-Aldrich | 7778-18-9 | |
| Ethyl acetate | Sigma-Aldrich | 141-78-6 | |
| Methanol | Sigma-Aldrich | 67-56-1 | |
| Molecular sieves 4 Å | Sigma-Aldrich | ||
| n-Hexane | Sigma-Aldrich | 110-54-3 | |
| N-Iodosuccinimide | Sigma-Aldrich | 516-12-1 | |
| Sodium bicarbonate | Sigma-Aldrich | 144-55-8 | |
| Sodium thiosulfate | Sigma-Aldrich | 10102-17-7 | |
| Toluene | Sigma-Aldrich | 108-88-3 | |
| Trifluoromethanesulfonic acid | Sigma-Aldrich | 1493-13-6 |
Referências
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