第一个镜像环糊精像乐高积木一样聚集在一起
第一个l -环糊精是在实验室合成的——这些由6到8个糖单位组成的环是更常见的d -环糊精的镜像结构。美国西北大学的弗雷泽·斯托达特(Fraser Stoddart)的研究小组使用了简单的一锅策略,将这些物质制成半克的量。
d -环糊精已经被发现了130多年,但直到现在还没有人能够制造l -环糊精
合成这些化合物的吴勇说:“我们以一种非常有效和可扩展的方式制造了l -环糊精。”“我们优化了很多条件,取得了相当显著的成绩。这种策略非常直接,就像乐高一样。”
斯托达特在接受《化学世界》采访时表示:“环糊精拼图缺失部分的发现为科学家探索天然环糊精的镜像世界奠定了基础。”他强调的一个重要可能性是l -环糊精在生物学上可能比d -环糊精更稳定。
到目前为止,还没有制造l -环糊精的途径。原料直链淀粉和用于制造天然d -对映体环糊精的环糊精葡聚糖转移酶都没有镜像形式。
发现于130多年前,d -环糊精被广泛应用于从稳定护肤品到配制药物的应用中。他们还制造出能发出圆偏振光的发光材料,这种材料中的电磁波会围绕光的传播方向旋转。然而,斯托达特团队的前成员亚瑟·大卫(Arthur David)曾听到科学家抱怨说,这种应用受到限制,因为只有d -环糊精可用。
吴之前曾研究过一锅糖基化策略,其产量令人印象深刻,例如制造长碳水化合物链,如92糖单位阿拉伯半乳聚糖。将其应用于l -环糊精,他从l -葡萄糖中制造了两个不同的单糖构建块,一个是供体,一个是受体,旨在连接在一起。激活供体后,Wu将其与受体偶联,生成新的二糖供体。
Stoddart的团队使用x射线晶体学对l -环糊精进行了表征
Wu再次从双糖给体制备了一个双糖受体,并将它们偶联形成一个四糖给体。通过在四糖供体上添加额外的双糖和单糖受体,他得到了六到八个糖单位的链。激活这些链可以使它们环化成环,在脱保护后分别产生α-、β-和γ- l -环糊精,从l -葡萄糖基构建块最多只需要8步。
来自丹麦技术大学的Sophie Beeren解释说,科学家们已经制作了常见生物分子的镜像,如L-DNA、d -肽和d -蛋白质。她说:“但是很少有合成天然低聚糖镜像的例子,很可能是因为低聚糖的合成是出了名的困难。”“斯托达特和同事们已经在环糊精方面取得了令人印象深刻的成就。”
科学作家
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