Síntese de Oligosacárido de um pote programável e hierárquica
Summary
Este protocolo demonstra como usar o software auto-CHO para a síntese hierárquica e programável de um pote de oligossacarídeos. Descreve também o procedimento geral para experimentos de determinação de RRV e glicosilação de um pote de SSEA-4.
Abstract
Este artigo apresenta um protocolo experimental geral para a síntese programável do oligosaccharide do um-potenciômetro e demonstra como usar o software de auto-CHO para gerar soluções sintéticas potenciais. A aproximação programável do oligosaccharide do um-potenciômetro da síntese é projetada capacitar a síntese rápida do Oligosaccharide das grandes quantidades usando blocos de edifício do thioglycoside (BBLs) com a ordem sequencial apropriada de valores relativos da reactividade (RRVs). O auto-CHO é um software multi-plataforma com uma interface gráfica de usuário que fornece possíveis soluções sintéticas para síntese de oligosacárido de um pote programável, pesquisando uma biblioteca BBL (contendo cerca de 150 validadas e > 50000 BBLs virtuais) com com precisão previu RRVs por regressão vetorial de suporte. O algoritmo para síntese de um pote hierárquico foi implementado em auto-CHO e usa fragmentos gerados por reações de um pote como novos BBLs. Além disso, o auto-CHO permite aos usuários dar feedback para BBLs virtuais para manter os valiosos para uso posterior. A síntese do um-potenciômetro do antígeno embrionário estágio-específico 4 (ssea-4), que é um marcador embrionário humano pluripotente da pilha de haste, é demonstrada neste trabalho.
Introduction
Os carboidratos são onipresentes na natureza1,2, massua presença e modo de ação permanecem um territóriodesconhecido, principalmentedevido ao difícil acesso a essa classe de moléculas3. Diferentemente da síntese automatizada de oligopeptídeos e oligonucleotídeos, o desenvolvimento da síntese automatizada de oligossacarídeos continua sendo uma tarefa formidável, e o progresso tem sido relativamente lento.
Para resolver este problema, Wong et al. desenvolveram o primeiro método automatizado para a síntese de oligossacarídeos usando um programa de software programável chamado Optimer4, que orienta a seleção de bbls de uma biblioteca de ~ 50 bbls para seqüencial de um pote Reações. Cada BBL foi projetado e sintetizado com reatividade bem definida sintonizada por vários grupos de proteção. Usando essa abordagem, as complexidades de proteger a manipulação e a purificação intermediária podem ser minimizadas durante a síntese, que foram consideradas as questões mais difíceis de superar no desenvolvimento da síntese automatizada. Apesar deste avanço, o método ainda é bastante restrito, pois o número de BBLs é muito pequeno e o programa Optimer só pode lidar com certos oligossacarídeos pequenos. Para oligossacarídeos mais complexos que exigem mais BBLs e vários passes de reações de um pote e condensação de fragmento, uma versão atualizada do programa de software, auto-CHO5, foi desenvolvida.
Em auto-CHO, mais de 50.000 BBLs com reatividade definida para a biblioteca BBL foram adicionados, incluindo 154 sintético e 50.000 virtual ones. Estes bbls foram projetados pelo aprendizado de máquina baseado em propriedades básicas, os deslocamentos químicos calculados de NMR6,7, e os descritores moleculares8, que afetam a estrutura e a reactividade dos bbls. Com este programa atualizado e novo conjunto de BBLs disponíveis, a capacidade de síntese é expandida, e como demonstrado, vários oligossacarídeos de interesse podem ser rapidamente preparados. Acredita-se que este novo desenvolvimento facilitará a síntese de oligossacarídeos para o estudo de seus papéis em vários processos biológicos e seus impactos sobre as estruturas e funções das glicoproteínas e glicolipídeos. Pensa-se também que este trabalho beneficiará significativamente a comunidade de glicociência, uma vez que este método está disponível para a comunidade de pesquisa de forma gratuita. A síntese do marcador embrionário humano essencial da pilha de haste, SSEA-45, é demonstrada neste trabalho.
Protocol
Representative Results
Discussion
O software auto-CHO foi desenvolvido para auxiliar os químicos a prosseguir a síntese hierárquica e programável de um pote de oligossacarídeos5. Auto-CHO foi construído pela linguagem de programação Java. É um software GUI e multi-plataforma, que atualmente suporta Windows, macOS e Ubuntu. O software pode ser baixado gratuitamente para o site da auto-CHO em , e seu código-fonte com licença MIT pode ser acessado a partir do GitHub em < https…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi apoiado pela Academia Sinica, incluindo o programa Summit, Ministério da ciência e tecnologia [MOST 104-0210-01-09-02, MOST 105-0210-01-13-01, MOST 106-0210-01-15-02], e 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 |
References
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