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乳糖-N-三糖的制备方法有哪些？

2025-09-18 [77]
乳糖 - N - 三糖（LNT）的制备方法主要围绕 “化学合成"“酶催化合成" 和 “天然提取" 三大技术路径展开，不同方法在效率、纯度和应用场景上存在差异，具体如下：

1. 化学合成法

通过化学试剂调控糖苷键的形成，实现单糖单元（半乳糖、葡萄糖、N - 乙酰氨基葡萄糖）的定向连接，核心是解决糖苷键的 regioselectivity（区域选择性）和 stereoselectivity（立体选择性）问题。


  • 关键步骤：

    1. 对单糖原料的羟基进行保护（如使用乙酰基、苄基），避免非目标位点反应；

    2. 活化供体糖（如将半乳糖制成三氯乙酰亚胺酯供体），与受体糖（如乳糖或葡萄糖）在催化剂（如三氟甲磺酸三甲基硅酯）作用下形成目标糖苷键；

    3. 脱除保护基团，纯化得到乳糖 - N - 三糖。

2. 酶催化合成法

利用酶（主要是糖苷转移酶）的专一性，高效催化糖苷键形成，是目前工业级制备 LNT 的主流方向，分为 “单酶催化" 和 “多酶级联催化" 两种策略。

（1）单酶催化法

使用特定糖苷转移酶，直接将 N - 乙酰氨基葡萄糖（GlcNAc）转移到乳糖（Galβ1-4Glc）的特定羟基上，形成 LNT 的核心结构（Galβ1-4Glcβ1-3GlcNAc）。


  • 常用酶类：β-1,3-N - 乙酰氨基葡萄糖转移酶（如来自大肠杆菌的 LgtA 酶），需搭配糖核苷酸供体（如 UDP-GlcNAc，尿苷二磷酸 - N - 乙酰氨基葡萄糖）提供糖基。

  • 特点：反应特异性高，副产物少，反应条件温和（常温、近中性 pH），易控制。

（2）多酶级联催化法

通过构建 “供体合成 - 糖基转移 - 产物释放" 的酶促反应体系，解决单酶催化中 “糖核苷酸供体成本高" 的问题，实现原料（如葡萄糖、GlcNAc、ATP/UDP 等）到 LNT 的一步转化。


  • 典型体系：

    1. 葡萄糖激酶 + UDP - 葡萄糖焦磷酸化酶：将葡萄糖转化为 UDP - 葡萄糖；

    2. UDP - 葡萄糖脱氢酶：将 UDP - 葡萄糖氧化为 UDP-GlcNAc（需氨甲酰磷酸等辅助）；

    3. β-1,3-N - 乙酰氨基葡萄糖转移酶：将 UDP-GlcNAc 的 GlcNAc 转移到乳糖上，生成 LNT。

  • 特点：无需外源添加昂贵的糖核苷酸供体，降低成本，可连续化生产，适合工业规模化应用。

3. 天然提取法

从天然富含 LNT 的原料中分离纯化，主要来源是人乳（人乳寡糖中 LNT 含量约 0.5-1.5 g/L）或部分哺乳动物乳汁（如牛初乳，含量远低于人乳）。


  • 关键步骤：

    1. 原料预处理：去除乳汁中的蛋白质（如离心、酸沉）、脂肪（如脱脂）；

    2. 寡糖分离：通过超滤（去除大分子）、离子交换层析（去除带电杂质）、凝胶过滤层析（按分子量分离）等步骤富集 LNT；

    3. 纯化结晶：通过高效液相色谱（HPLC）精制，得到高纯度 LNT。


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