2-C-支链-1,6-脱水吡喃葡萄糖的开环反应及吡喃烯糖的合成研究

在糖化学合成中，1,6-脱水吡喃糖不仅是合成具有生物活性低聚糖、糖共体、抗原、抗体以及天然产物等化合物重要原料，而且还是许多具有生物活性的天然产物的结构单元。同时，它还具有[3,2,1]的双环缩醛结构，使其在糖化学合成中具有高的立体选择性和区域选择性，同时减少了C-1 和C-6 位的保护和去保护的优点。此外，环内的缩醛开环后，又可以相应地在C-1 和C-6 位进行官能团转化以及糖苷化反应。 本文报道了一种新的1,6-脱水吡喃糖的合成方法，并设计合成了2-C-支链-1,6-脱水吡喃葡萄糖1-195、1-197、1-198 以及2-C-支链-6-硫代1,6-脱水吡喃葡萄糖1-225。到目前为止，1,6-脱水糖开环并进行糖苷化反应，存在选择性较差、产率低的缺点。我们发现，在乙腈做溶剂的条件下，NiCl5 能高立体选择性高产率地催化化合物1-195、1-197、1-198 开环并与ROH、RSH 发生糖苷化反应。在NiCl5-乙腈条件下，合成了一系列2-C-支链-α-糖苷和2-C-支链-β-硫代糖苷，并对2-C-支链1,6-脱水吡喃葡萄糖的生成机理以及开环机理进行了探讨。 烯糖在糖化学合成中是重要的起始原料，从Fischer 首次合成烯糖至今，一直不断地有新的合成方法出现。但目前文献报道的方法存在所用试剂有毒、价格贵和操作繁琐等缺点。我们对Fischer-Zach 方法进行了改进， 发现Zn-NaH2PO4-H2O 和Zn-PEG600-H2O 体系都能很好地合成烯糖。该方法具有条件温和、绿色环保、操作简单的优点。在Zn-NaH2PO4 溶液或Zn-PEG600 条件下，以溴代糖为原料，高产率地合成一系列的烯糖。 The 1,6-anhydrohexopyranoses are crucial subunits of myriad bioactive nature products, as well as important syntons of carbohydrate chemistry which have been extensively used to prepare the biologically potential oligosaccharides, glycoconjugates, antibiotics, and structurally varied nature products. Their particular [3.2.1] bicyclic skeleton makes them have high regio- and stereo-control in a variety of reactions, and such structure avoids protecting hydroxyl groups at C1 and C6.Additionally, the cleavage of the internal acetal under acidic conditions could be beneficial for further transformations of functional group and glycosylation of the corresponding pyranosyl sugar at the C6 or C1 site. Herein we developed a novel approach to prepare the 1,6-anhydrohexopyranose, and synthesized the 2-C-branched-1,6-anhydrohexopyranose 1-195, 1-197, 1-198 and 2-C-branched-6-thio-1,6-anhydrohexopyranose 1-225. Until now, glycosylation of 1,6-anhydrohexopyranoses has been limited because of the low yields and low stereoselectivity. In this paper, we found that NiCl5-MeCN system could selectively cleave the ring of 1,6-anhydrohexopyranoses with alcohols and thiols at room temperature in high yields. A series of 2-C-branched-α-glycosides and 2-C-branched-β-thioglycosides have been synthesized via NiCl5-catalyzed. Furthermore, we investigated the formation and ring-opening mechanism of 2-C-acetylmethyl-1,6-anhydrohexopyranose. Glycals are significant starting material in carbohydrate chemistry. After the Fischer-Zach method for forming glucal was reported for the first time, the numerous synthetic methods for glycals have been explored. However, there are several drawbacks in the existing methods, such as the usage of very expensive and toxic reagents, intricate operation, and the influence of acid-sensitive and base-sensitive functional group. We improved the Fischer-Zach method and developed a facile, mild and environmentally benign methodology towards the synthesis of the glycals in Zn-NaH2PO4-H2O or Zn-PEG600-H2O system. Our method involves the treatment of glycosyl bromides with Zn in NaH2PO4 aqueous solution or PEG600-H2O at room temperature, affording various glycals in excellent yields.

低剂量~(12)C~(6+)离子束预辐照对小鼠肝脏细胞DNA损伤和周期进程的影响

研究低剂量重离子束预辐照对小鼠肝脏辐射损伤程度的影响。分别用低剂量12C6+离子束全身均匀预辐照处理小鼠,剂量分别为0、0.05、0.1、0.25、0.5Gy,剂量率为1Gy/min,4h后用4Gy的12C6+离子束全身均匀辐照,照射8h后用流式细胞仪检测辐照小鼠肝脏细胞在各细胞周期时相的百分率,并用单细胞电泳技术检测辐照损伤小鼠肝脏细胞的DNA损伤程度。结果显示,和对照组相比,低剂量预辐射处理可以减轻辐照损伤小鼠肝脏细胞G0/G1期和G2/M的阻滞,促进肝脏细胞在S期的积累。此外,辐照小鼠肝脏细胞的拖尾率及拖尾长度也显著减少,其中以0.1Gy处理组效果最为显著(P<0.01)。提示:低剂量重离子预辐照能使细胞产生适应性反应,有效减轻辐照小鼠肝脏细胞G0/G1期和G2/M的阻滞,并显著减轻肝脏细胞DNA的辐射损伤程度。

~(12)C~(6+)离子束诱导HeLa细胞DNA损伤效应

本文研究了HeLa细胞经过12C6+离子束辐照之后的DNA损伤效应,及辐照后p53激活的分子机制。运用中性单细胞电泳技术,检测了HeLa细胞经过4Gy 12C6+离子束辐照间隔0、3、6和12h之后DNA的损伤情况,及0.5、1、2和4Gy 12C6+离子束辐照后即时的DNA损伤情况。同时运用细胞生长实时监测仪监测了HeLa细胞在经过0、0.5和1Gy 12C6+离子束辐照之后的生长变化,并运用AO/EB双染检测了辐照细胞24h后的凋亡情况。另外,利用8mmol/L的咖啡因[抑制ATM(ataxia-telangiectasia,mutated)和ATR(ATM and Rad3-related kinase)]和20μmol/L的wortmannin[抑制ATM和DNA-PK(DNA-dependent protein kinase)]处理HeLa细胞后再进行1Gy 12C6+离子束辐照,通过westernblot检测p53的表达。结果显示,12C6+离子束辐照可造成HeLa细胞的DNA损伤,损伤随剂量升高而升高但随测定间隔时间降低,诱导HeLa细胞发生凋亡;而且辐照后p53表达升高。结果证明12C6+离子束辐照可造成HeLa细胞的DNA损伤并诱导损伤修复及凋亡等效应,损伤效应相关因子p53被激活,并且激活依赖于ATM。

杜仲对~(12)C~(6+)离子束辐照小鼠防护作用的研究

<正>目的:研究杜仲对辐射损伤小鼠的保护作用。方法:照前2周给小鼠口服不同浓度的杜仲粗提物,后给予2Gy12C6+离子束全身均匀辐照。照后8h用流式细胞仪检测小鼠胸

褪黑素对~(12)C~(6+)束辐照损伤小鼠肺的防护作用研究

<正>目的:探讨褪黑素(Melatonin,MLT)对重离子辐照损伤小鼠肺的防护作用,为褪黑素的抗辐射功能[1][2]进一步提供实验依据。方法:预先给小鼠腹腔注射10mg/kg的

~(12)C~(6+)离子预辐射对小鼠胸腺脾脏细胞周期进程的影响

以0,0.05,0.1,0.25,0.5Gy12C6+离子全身预辐照昆明小鼠,间隔4h后再对小鼠进行4Gy全身辐射。辐照后12h用流式细胞仪检测小鼠胸腺脾脏细胞在各细胞周期时相的百分率,同时用单细胞电泳检测受辐射小鼠胸腺脾脏细胞DNA损伤程度。结果显示,相对于大剂量预照射组,各低剂量预照射组胸腺细胞S期细胞百分率显著减少;脾脏细胞G0/G1期细胞百分率明显减少;同时胸腺脾脏细胞的拖尾率及拖尾长度明显减少,以0.1Gy预辐照效果最为明显。这些结果表明,低剂量预辐射处理可以减弱胸腺细胞的S期阻滞及脾脏细胞的G1期阻滞,并明显减轻胸腺脾脏细胞的DNA损伤程度。

不同LET ~(12)C~(6+)离子对生防菌BJ1的辐射诱变效应

选取高低两个LET点(40和60keV/m),剂量点分别为50,100,200,400,600Gy进行辐照处理,研究了生防菌的存活率与突变率的关系,抑菌谱以及活性等。结果表明,在高LET条件下,低剂量辐照就可以得到较多的突变体,并且BJ1有较高的存活率和突变谱,有利于筛选优良的正突变体。因此高LET较低LET有更为明显的辐射诱变效应。

低剂量~(12)C~(6+)离子辐照对小鼠胸腺、脾脏细胞周期及DNA损伤的影响

研究低剂量12C6+离子全身辐照对小鼠胸腺、脾脏细胞周期进程及DNA损伤的影响。以0、10、50、75、100和250mGy12C6+离子全身辐照小鼠,照射后6h处死小鼠,用流式细胞仪检测受辐照小鼠胸腺、脾脏细胞在各细胞周期的百分率,用彗星电泳技术检测受辐照小鼠胸腺脾脏细胞的拖尾率和拖尾长度。所有照射组G0/G1期胸腺细胞百分率明显低于对照组,(p<0.05),10～100mGy照射组S期胸腺细胞百分率显著高于对照组(p<0.01),所有照射组(G2/M)期胸腺细胞百分率明显高于对照组(p<0.05);所有照射组G0/G1期脾细胞百分率明显高于对照组(p<0.01),S期脾细胞百分率显著低于对照组(p<0.05)。彗星电泳结果显示低剂量12C6+离子辐照以剂量依赖的方式引起小鼠胸腺脾脏细胞DNA迁移长度及拖尾率的增加。低剂量的碳离子辐射可促进小鼠胸腺细胞DNA合成,对小鼠脾脏细胞产生抑制作用,使其发生G1期阻滞;同时对胸腺及脾脏细胞造成具有明显剂量效应关系的DNA损伤。

硫代葡萄糖苷对~(12)C~(6+)离子束辐射损伤小鼠的保护作用研究

为研究硫代葡萄糖苷(Glucosinolate,简称硫苷)对辐射损伤小鼠的保护作用,预先给小鼠口服不同剂量的硫苷粗提物,两周后给予2Gy~(12)C~(6+)离子束全身均匀辐照。辐照后8h内用流式细胞仪检测受辐照小鼠脑、肝、肺细胞在各细胞周期的百分率,用彗星电泳技术检测受辐射小鼠脑、肝、肺细胞的拖尾率和拖尾长度。与单纯辐照未给药组相比,口服较低剂量的硫苷粗提物,可以使~(12)C~(6+)离子束全身辐照后小鼠的脑、肝、肺细胞中G_0/G_1期细胞百分比显著降低(p<0.05),G_2/M期和S期的细胞百分比明显上升(p<0.05),受辐照损伤细胞的拖尾率和拖尾长度也显著降低(p<0.05),而在中、高剂量组间差异都不显著,无统计学意义。研究表明,较低剂量的硫苷能够降低~(12)C~(6+)离子束辐照时对小鼠脑、肝、肺细胞的损伤,说明硫苷对小鼠辐射损伤具有一定的保护作用。

~(12)C~(6+)离子辐射对细胞存活增殖及模拟失重和辐射对家蚕卵发育的影响

目的:观察重离子辐射后人骨肉瘤细胞MG-63、人胚胎皮肤成纤维细胞ESF-1和人胚胎肝正常细胞HEL-1的生存和增殖情况,及重离子辐射和模拟失重环境处理后家蚕卵的孵化和发育情况,初步探讨重离子辐射对细胞及复合环境对家蚕卵的一些生物学效应.方法:利用超导磁体模拟失重环境,利用重离子加速器产生12C6+离子,用不同剂量辐射细胞和家蚕卵,检测在重离子辐射后细胞的存活和克隆形成能力及复合条件下家蚕卵的发育情况.结果:HEL-1细胞在0.1Gy时存活率已经开始降低,且随辐射剂量的增大这种影响也增加,到1.5Gy时存活率降低50%.ESF-1细胞在1.5Gy时存活率下降约20%,但辐射对骨肉瘤MG-63细胞的存活率影响不大.HEL-1和ESF-1细胞受到0.1Gy的辐射后克隆形成能力就明显降低90.2%和79.1%,而MG-63细胞一直保持较高的克隆形成率,直到1.5Gy时迅速降低75%.家蚕的出蚁率随辐射剂量的增大而降低,到30Gy时出蚁率降到2.22%.当辐射剂量为0～10Gy时,家蚕卵在两种不同重力条件下的孵化率没有明显差异.但当辐射剂量增加到15,20和30Gy时,失重环境明显促进了家蚕卵的孵化.另外,失重环境下家蚕卵的孵化时间比正常条件下缩短约3d左右.同时,高剂量的辐射处理会延迟家蚕幼虫的生长.结论:重离子辐射降低了细胞的存活和增殖能力,同时影响了家蚕从受精卵到幼虫的发育,降低了出蚁率.失重环境可以缩短家蚕卵的孵化时间.

~(12)C~(6+)重离子辐照对人肝细胞、肝癌细胞端粒酶活性表达的影响

为探索碳离子束辐照对细胞中端粒酶活性的变化,利用兰州近代物理研究所重离子研究装置(Heavy ion research facility in lanzhou,HIRFL)产生的碳离子(31MeV/μ12C6+),以人肝细胞HL-7702,肝癌细胞SMMC-7721为实验对象,用不同剂量1Gy、2Gy、3Gy、4Gy的重离子分别对两种细胞进行照射,用多聚酶链式反应-银染端粒重复序列扩增法(PCR-telomeric repeat amplification protocol,TRAP-PCR)银染端粒重复序列扩增法检测不同剂量下细胞端粒酶活性的变化。结果显示,人肝细胞HL-7702自身没有端粒酶活性,经1Gy辐照后也没有端粒酶活性,在2和3Gy处出现端粒酶活性,4Gy处端粒酶活性又消失。肝癌细胞SMMC-7721在1～3Gy处随着剂量的增大端粒酶活性升高,在4Gy处又开始下降;在1～3Gy处随着时间的推移端粒酶活性随着时间而加强(p<0.05)。分析得知,重离子辐射可以诱导人肝细胞产生端粒酶活性,也可以改变肝癌细胞的端粒酶活性。端粒酶参与细胞受辐照后DNA单链损伤的修复;辐照后DNA双链断裂导致端粒酶活性减弱。本实验使重离子在辐照治疗中的优势得以体现。

~(12)C~(6+)离子辐照对4种农作物种子出苗率及幼苗生长的研究

以能量为80MeV/u的12C6+离子为诱变源辐照油菜、胡麻、大葱和兵豆的干种子后,研究了不同剂量处理对4种农作物M1和M2代种子出苗率及幼苗生长的影响。实验结果表明:重离子所导致的M1代生物学效应因不同的物种而表现出一定的差异,适当剂量C离子辐照促进了油菜和胡麻M1代出苗率和幼苗的生长;而不同剂量的C离子辐照抑制了大葱的出苗率和幼苗的生长;兵豆3个剂量下的出苗率和对照相差很小,但90Gy辐照有利于其生长。到了M2代,4种作物辐照组的发芽率都低于各自的对照组;30Gy剂量下的油菜、胡麻和兵豆长势最好;大葱依然是对照的长势最好。

~(12)C~(6+)照射对小鼠睾丸组织脂质过氧化、SOD活性及细胞周期的影响

为评估重离子照射的生殖毒性,探讨其损伤的可能机制,用0、0.5、1、2或3Gy剂量12C6+离子对性成熟昆明雄鼠下腹部进行局部照射,6h后处死小鼠,取睾丸组织,用流式细胞术检测睾丸细胞凋亡率和细胞周期,用化学试剂盒检测组织中超氧化物岐化酶(SOD)的活性以及脂质过氧化产物丙二醛(MDA)水平。结果表明,与对照组(0Gy)相比,低剂量照射(0.5Gy)组中睾丸组织SOD活性增加(P>0.05),但SOD活力随剂量增加而下降,在2Gy和3Gy照射组中呈显著抑制作用(P<0.05);睾丸组织中MDA含量随剂量增加,2Gy和3Gy照射组呈显著性差异(P<0.05)。流式细胞术检测结果显示,1～3Gy12C6+照射可导致睾丸组织中单倍体、二倍体及四倍体细胞数量显著减少(p<0.01),凋亡率明显增加(p<0.01)以及G2/M期阻滞(p<0.01)。提示12C6+照射可能通过自由基损伤途径,诱发细胞凋亡和细胞周期异常,从而造成睾丸组织损伤,生殖能力下降。本实验结果为抗氧化剂和自由基清除剂用于临床重离子治疗中对性腺的防护提供了理论依据。