БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Том 20 * № 1 * 1994
УДК 547.593.26Г118.057
© 1994 Н. С. Шастина, Л. И, Эйнисман, А. Е. Степанов, В. И. Швец
СИНТЕЗ ПРОИЗВОДНЫХ ГЛИКОЗИЛФОСФАТИДИЛИНОЗИТА
Московская государственная академия тонкой химической технологии
им. М, В. Ломоносова
Ключевые слова: лыо-ияозит, гликозилфосфатидилинозит, окса-золиновый метод, водород-фосфонатный метод.
Недавно установлен ранее неизвестный механизм закрепления белков в плазматической мембране посредством образования ховалентной связи между белковой молекулой и гликозилфосфатидшшнозитом (ГФИ). Предположительная структура «якорных» участков таких мембранных белков содержит общий элемент — дизамещенный мио-ннозш [1, 2]:
где Я — остатки природных жирных кислот.
ГФИ приписывается также роль вторичного посредника при действии инсулина на клетку [3, 4], что делает соединения этого класса перспективными объектами для фармакологического изучения.
С целью разработки путей полного синтеза Г'ФИ нами изучен подход к получению 1{3)-0- (где-1,2-ди-0-пальмитоилглицерофосфо)-4(6)-0-(2-дезокси-2-амино-3-£>-глюкопиранозил)-$п-,м«<э-инозита (8) и его структурного изомера — 1(3}-0-(2-дезокси-2-амино-р-2>-глюкопиранозил)-4{6)-0-(гас-1,2-ди-0-паль-митоилглидерофосфо)-5л-лмо-инозита (15), в котором глюкозаминид-ный и фосфатидный остатки находятся в положениях циклитного кольца мио-инозита, не характерных для природных лилидов.
Синтез глюкозаминидного производного фосфатидилинозита (8) представлен на схеме 1. Селективное ацилирование 1(3),2;4(6),5-ди-0,0-изопропилиден-«п-лшо-инозита (1), полученного по модифицированному методу Гигта [ 5], действием левулиновой кислоты в присутствии дициклогексилкарбодиимида и хроматог-рафическое разделение продуктов реакции на силикагеле приводили к 1(3)-0-ле-вулиноильному производному (2). Выход 61%, т. пл. 147—148° С (этанол), ^0,18 на силуфоле иУ-254 (СЬетаро!, Чехо-Словакия) (вариант 1) в системе хлороформ — ацетон (9 : 2).
Для образования гехсозаминидной связи между углеводной и инозитной моле-
сн2он
-ОСО(?
X X
\Р N=¿-04-, МНАс V
С г: И=н з
г: й=соснаснасосн:1
г- -*: Н=соснасн3соснэ I—» з: И=н
^осо
(5) ♦ ^ОСО-
о-р-он-Ег-ы
I
н
о
кулами в димерном соединении (4) был выбран оксазолиновый метод гликозилирования, хорошо разработанный в олигосахаридном синтезе [6 ]; в качестве гликозильного донора использовали 2-метил-(3,4,6-три-0-ацетил-1,2-дидезокси-а-£)-глюкопирано) [2,1-йГ]-2-оксазолин (3) [7]. Гликозилирование моногидроксильного производного (2) оксазолином (3) проводили в кипящей смеси нитрометан — толуол (1:1) при каталитическом действии п-толуолсуль-фокислоты. Хроматографическое разделение реакционной смеси на силикагеле приводило к выделению димера (4), имеющего ^-конфигурацию гликозидного центра, что подтверждено характерной КССВ для Н-Г ('Н-ЯМР: /Г2, 8 Гц). Выход 40,7% (в расчете на вступивший в реакцию спирт (2)), т. пл. 98—100° С (хлороформ — петролейный эфир), Л, 0,58 (вариант 1) в системе диэтиловый эфир — метанол (10:1).
Для дальнейшей функционализации молекулы с целью введения в положение 1 (3) • циклитного кольца остатка фосфатидной кислоты необходимо было
избирательно удалить левулиноильную защитную группировку, не затрагивая при этом ацетатных защит углеводных гидроксилов и гликозидной связи. Это достигалось при действии на полностью замещенное производное (4) гидразингидрата в смеси пиридин — уксусная-кислота (4 : 1) [8]. Образующееся с выходом 96,6% соединение (5) (масло) очищали колоночной хроматографией на силикагеле, Ц 0,18 (вариант 1) в системе хлороформ — ацетон (3:1).
Для создания фосфодиэфирного узла между молекулами гликозилинозита и 1,2~дипальмитоил глицерина был использован Н-фосфонатный метод, состоящий в конденсации частично замещенного производного мио-инозита (5) с 1,2-дипальмитоил- гас-глицеро-Н-фосфонатом (6) [9] в пиридине при активирующем действии пивалоилхлорида. Через 10 мин ТСХ-анализ показывал почти количественное превращение исходных соединений в продукт реакции. Последующее окисление образующегося Н-фосфонатного диэфира (без его выделения из реакционной смеси) йодом в водном пиридине и очистка реакционной смеси хроматографией на силикагеле позволили получить фосфоинозитид (7). Выход 59%, т. пл. 107—109° С (осаждение из ацетона), Ц 0,40 на пластинах Kieselge] 60F-254 HPTLC (Merck, ФРГ) (вариант 2) в системе хлороформ — метанол — 20% водн. НН4ОН, 70: 15: 2 (система А). 31Р-Спектр соединения (7) содержит сигнал одной фосфатной группировки.
Последовательное удаление кетальных и ацетатных защитных групп действием 50% водной уксусной кислоты и спиртовым раствором гидразингидрата привело к целевому гликозилфосфатидилинозиту (8). Выход 72,5%, т. пл. >250° С (осаждение из ацетона), /£0,19 (вариант 2) в системе хлороформ — метанол — вода (65 : 25 : 4). 1Н-ЯМР-спектр (DMSO~úQ, б (м. д.): 1,12—1,16 (2с, 6Н, 2СН3), 1,46—1,74 (м, 56Н, 28СН2 пальмитоила), 1,92 (м, 7Н), 3,01—3,91 (м, 16Н, 11СН инозита и глюкозамина, 5Н глицерина), 4,55 (с, 1Н, Н-1'), 5,20 (м, 1Н, СН инозита).
Синтез соединения (15) представлен на схеме 2, Селективным ацилированием дикеталя (1) действием ß-бензоилпропионовой кислоты в присутствии дицикло-гексилкарбодиимида получили моноациальное производное (9), выделенное из реакционной смеси хроматографией на силикагеле. Выход 67%, т. пл. 186—187° С (этанол), Ц 0,15 (вариант 1) в системе хлороформ — ацетон (9:1). В свободное положение 4(6) циклитного кольца мио-инозита в соединении (9) направленно вводили остаток фосфатидной кислоты, используя Н-фосфонатный метод фосфорилирования [10]. Для этого пентазамещенное производное (9) фосфитилировали действием триимидазолилфосфита, образующегося непосредственно перед реакцией, и колоночной хроматографией на силикагеле выделяли ^ триэтиламмониевую соль Н-фосфоната (10), представляющую собой аморфное соединение. Выход 93%, Ц 0,45 (вариант 2) в системе А. 31Р-ЯМР-спектр соединения
(10) свидетельствует об образовании фосфоэфирной связи (б 6,98 м. д., JP H 642,5 Гц).
Полностью замещенное производное (10) конденсировали с 1,2-дипальмитоил-
гас-глицерином (11) в пиридине в присутствии активирующих реагентов (пивалоилхлорида или 2,4,6-триизопропилбензолсульфохлорида). Промежуточный Н-фосфонатный диэфир без выделения окисляли йодом в водном пиридине, получая с выходом 75,4% целевой фосфодиэфир (12), очищенный с помощью хроматографии на силикагеле (т. пл. 201—203° С (осаждение из ацетона), Ц 0,51 (вариант 2) в системе А).
Соединение (12) подвергали действию спиртового раствора гидразингидрата
[11] для избирательного дезацилирования положения 1(3) при сохранении жирнокислотных остатков. Образующееся при этом моногидроксильное производное (13) (выход 61%, т. пл. 219—220° С (осаждение из ацетона), Ц 0,33 (вариант 2) в системе А), выделенное из реакционной смеси хроматографией на силикагеле, гликозилировали с использованием оксазолинового метода соединением (3) в смеси нитрометан — толуол в присутствии каталитического количества п-толуолсульфокислоты.
Колоночной хроматографией выделяли полностью защищенный продукт (14) (выход 81%, т. пл. 106—108° С (осаждение из ацетона), Ц 0,38 (вариант 2) в
1 :к=н
э:к=соснаснасосвн„
к1осо
Я^ОСО-
-НО-Р-
I
н
ю: к=сосн2сн2сосвн5
1**000 к*осо -
-он
11
АгОСН
АсО
Ас
м=<!:-снз
С
1г: к=сосн2сн3сосвн,
13: к=н
^осо кгссо
о-р I
он
'4е
(?10С0-Я1ОСО -
(11-15): К^-С^вНэ,^
АсС
14
АсОСИ3
МНЛс
1В
носна
(15):
но
Т
системе А). Полученный глюкозаминид (14) имел ¡^-конфигурацию аномерного центра СН-ЯМР-спектр, б 4,62 м. д., д, 7 8 Гц, Н-1'). Двухэтапное удаление защитных группировок в соединении (14) обработкой его сначала 50% водной уксусной кислотой, а затем спиртовым раствором гидразингидрата позволило получить целевой гликозилфосфатидщшкозит (15). Выход 69;2%, т. пл. >250° С (осаждение из ацетона), Я/ 0,19 (вариант 2) в системе хлороформ — метанол — вода (65 : 25 : 4), 'Н-ЯМР-спектр (БМБО-й,), 6 (м. д.): 1,10—1,13 (2с, 6Н, 2СН3), 1,40—1,69 (м, 56Н, 28СН2пальмитоила), 1,94 (м, 7Н), 3,02—3,91 (м, 16Н, 11СН инозита иглкжозамина, 5Н глицерина), 4,57 (с, 1Н, Н-Г), 5,19—5,23 (м, 1Н, СН инозита).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Schmitz В., Klein Я A., Duncan I. А.//Biochem. and Biophys. Res. Communs. 1987. V. 146. № 3. P. 1055—1063.
2. Low M. G.//Biochim. et biophys. acta. 1989. V. 988. № 3. P. 427—454.
3. Low M. G., Saltiel A. «.//Science. 1988. V. 239. № 4837. P. 268—275.
4. Saltiel A. R„ Fox J. A., Sherline P., Cuartrecasas Р.//Science. 1986. V. 233. № 4767. P. 967.
5. Gigg J., Gigg R., Payne S., Conunt Л.//СагЬ. Res. 1985. V. 142. № 1. P. 132—134.
6. Zurabyan S. £., Antonenko N. S., Khoriin A. Ya,//C'ai'b. Res. 1970. V. 15. № 1. P. 21—27.
7. Бовин H. В., Зурабян С. Э., Хорлин А. Я.//Изв. АН СССР. Сер. хим. 1981. № 12. С. 2806—2808.
8. Koeners Н. J., Verhoeven J., van Boom J. H.//J. Royal Netherlands Chem. Soc. 1981. V. 100. № 2. P. 65—72.
9. Lindh [., Stawinski J.//L Org. Chem. 1989. V. 54. № 6. P. 1338—1342.
10. Николаев А. В., Рябцева E. В., Шибаев В. Н., Кочетков Н. К.//Биоорган, химия. 1989. Т. 15. № 12. С. 1649—1659.
11. Шевченко В. П., Лазуркина Т. Ю., Молоткозский Юл. Г., Бергельсон Л. Д.//Биоорган, химия. 1976. Т. 2. № 7. С. 923—926.
Поступило в редакции} 7.IX.1993
N. S. Shastina, L. I. Einisman, А. Е. Stepanov,
V. /. Shvets
SYNTHESIS OF GLYCOSYL PHOSPHATIDYLINOSITOL
DERIVATIVES
M. V. Lomonosov Moscow State Academy of Fine Chemical Technology, Moscow
The oxazoline method and two modifications of the hydrogenphosphonate method were used to obtain inositoi-containing glycolipids.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.