目前市场上基于酶底物检测方法主要是显色培养基法和荧光检测法。本文合成了一种新型半乳糖酶底物1,可以通过与气相色谱联用技术来快速检测病源微生物。酶底物1的合成路线如图1所示,以五乙酰半乳糖2为原料,经溴代,亲核取代、还原和脱保护等5步有机反应,总产率为56.1% ,高产率高选择性得到目标酶底物。
图1酶底物1合成路线。
实验
实验步骤
步骤一:1-溴-2,3,4,6-O-四乙酰基-3-D-半乳糖2的合成
步骤二:2,3,4,6-O-四乙酰基-1-O-(4-甲酰基苯氧基)-3-D-半乳糖3的合成
步骤三:2,3,4,6-O-四乙酰基-1-O-(4-羟甲基苯氧基)-B-D-半乳糖4的合成
步骤四:半乳糖缀合物5的合成
步骤五:半乳糖苷酶底物1的合成
结果与讨论
该酶底物1可被微生物分泌的半乳糖酶水解,发生断裂糖苷键释放出苷元a。苷元a化学性质非常不稳定,在缓冲液中会自发断裂释放出一分子二甲胺、二氧化碳和4-羟甲基苯酚,其水解原理如图2所示。二甲胺在室温为带有氨味的气体,通过与气体检测仪如气相色谱联用可以灵敏监测酶底物的水解动态,从而可以进一步发展为微生物检测技术。
在合成过程中,对化合物4的合成方法进行了优化,发现采用LiAIH副产物较多,KBH存在反应不完全现象,只有NaBH4和THF体系反应效果更好。化合物5的合成过程中,曾采用固体三光气做为偶联活化试剂,将二甲胺和化合物4偶联,发现反应控制较难,会有大量副产物生产,产率只有28%。故改用二甲氨基甲酰氯为反应试剂,产率大幅度提升,产率高达82%。总之,本文报道了一种新型半乳糖糖苷酶底物的合成方法,采用价廉易得的五乙酰半乳糖为起始原料,通过五步有机合成反应得到目标产物,总产率高达56.1%。合成方法具有操作简便,产率高和选择性强等优点,并对半乳糖苷酶底物1的水解机理进行了探讨,其相关生物检测部分将有待进一步研究。
图2 半乳糖苷酶底物的水解。
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二氢乙锭
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2,2'-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐
10-Acetyl-3,7-dihydroxyphenoxazine
氯化硝基四氮唑兰
4-甲基伞形酮磷酸二钠盐三水
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1, 6-二磷酸果糖钠
Chromogenic Phosphatase Substrate Sampler
5-溴-4-氯-3-吲哚基磷酸酯对甲苯胺盐
BCIP Red
BCIP Pink
XTT 钠盐
Resorufin (high purity)
Resazurin, Sodium Salt
噻唑蓝
2,3-二(4-甲基苯基)-1H-四唑-3-鎓-5-甲腈氯化物
5-溴-4-氯-3-吲哚-Β-D-纤维二糖糖苷
zl 02.03