链接化学体内应用探索

论文摘要

“链接化学”是以铜催化的Husgen 1,3-偶极环加成反应为代表的一类模块化,高效,高选择性的反应类型。通过这类反应可以将两个分子（包括生物大分子,有特殊性质的基团）精准、高效地“链接”起来,因而,其广阔的应用前景近年来受到药物化学、生物化学等领域研究工作者的广泛关注。本论文围绕“链接化学”这一类反应的体内标记应用,以及解决链接化学铜催化剂生物体内承受性差的问题,研究设计了几个实验,进行了一些探索性的尝试。以4-炔基-N-乙基-1,8-萘二甲酰亚胺作为“链接”反应中的端基炔供体,利用其在发生链接化学反应前后出现荧光突变现象的性质,通过反应体系荧光现象的出现情况定性地判断反应进行的情况。以此为工具,考察了荧光突变实验对肿瘤细胞的标记的可行性,同时通过实验的对照组结果给出铜催化剂缺情况下连接反应的进行情况。随后针对“链接化学”反应的铜催化剂对生物体有毒性从而导致链接化学在生物体内应用受阻的问题,提出用含铜的天然蛋白质——半乳糖氧化酶（GAO）——来代替铜盐作为链接化学反应催化剂的构想。通过向铜缺失的链接反应体系中分别加入未处理过的GAO,加入底物处理的GAO,以及二甲基二硫代氨基甲酸酯处理过的GAO,给出了这几种半乳糖氧化酶在不同温度下对链接反应的催化效果的比较,并进一步提出对探索实验进行延伸的方向性建议。在各实验中所用到的链接化学试剂均由论文作者部分参考文献报道在实验室合成和纯化而得,本论文中也对合成过程值得注意的一些实验现象,某些类似化合物合成路线的移植情况,以及笔者自己设计的对实验过程进行的无水叠氮化反应体系的改进做了相应的描述。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 链接化学概述
• 1.1.1 “链接”化学的基本原理
• 1.1.2 “链接”化学中的环加成反应
• 1.1.3 “链接化学”的典型应用举例
• 1.2 本论文相关的几个知识背景介绍
• 1.2.1 “荧光突变实验”
• 1.2.2 “链接化学”的演变
• 1.3 含铜原子的半乳糖氧化酶
• 1.3.1 半乳糖氧化酶的氧化机理概述
• 1.3.2 半乳糖氧化酶的铜活性位点附近的结构
• 1.4 本论文的任务
• 第二章 实验设计
• 2.1 用荧光突变链接反应对肿瘤细胞进行标记
• 2.2 半乳糖氧化酶替代一价铜盐催化click chemistry 的实验
• 2.3 链接化学试剂的合成
• 4O-GlcNAz 的合成'>2.3.1 Ac₄O-GlcNAz 的合成
• 4O-GlcNAz 的合成放大实验'>2.3.2 Ac₄O-GlcNAz 的合成放大实验
• 2.3.3 4-溴-N-乙基-1,8-萘二甲酰亚胺的合成
• 2.3.4 4-炔基-N-乙基-1,8-萘二甲酰亚胺的合成
• 2.3.5 2,3,4,6-四-O-乙酰基-β-叠氮基-D-吡喃葡糖（1β）的合成
• 4OManNAz 的合成'>2.3.6 Ac₄OManNAz 的合成
• 4OGalNAz 的合成'>2.3.7 Ac₄OGalNAz 的合成
• 第三章 实验部分
• 3.1 主要原料与试剂
• 3.2 主要分析仪器
• 3.3 实验操作
• 3.3.1 对肿瘤细胞表面糖蛋白进行标记的荧光突变实验
• 3.3.2 半乳糖氧化酶替代铜盐催化click chemistry 反应的尝试
• 3.3.3 链接化学相关化合物的合成
• 第四章 结果和分析
• 4.1 对肿瘤细胞表面糖蛋白进行标记的荧光突变实验
• 4.1.1 各组的实验结果
• 4.1.2 四组实验的结果分析
• 4.1.3 实验的优化设计
• 4.2 半乳糖氧化酶替代一价铜盐催化“链接化学”反应的尝试
• 4.2.1 第一至六组实验的结果和分组分析
• 4.2.2 各组实验结果的横向比较
• 4.2.3 实验改进的进一步设想
• 4.3 链接化学相关化合物的合成
• 4O-GlucNAz 的合成'>4.3.1 Ac₄O-GlucNAz 的合成
• 4O-GlcNAz 的合成放大'>4.3.2 Ac₄O-GlcNAz 的合成放大
• 4O-GlcNAz 的同类化合物的合成'>4.3.3 Ac₄O-GlcNAz 的同类化合物的合成
• 4.3.4 2,3,4,6-四-O-乙酰基-β-叠氮基-D-吡喃葡糖（1β）的合成
• 4.3.5 4-炔基-N-乙基-1,8-萘二甲酰亚胺的合成
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录