[发明专利]含不饱和脂肪酸链的神经节苷脂衍生物的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及到一组含有不饱和脂肪酸链的神经节苷脂衍生物在促进神经突起生长中的应用。通过鞘脂神经酰胺N‑去酰基化酶酶法合成带有不饱和脂肪酸链的神经节苷脂衍生物库，结合经典的促神经突起生长的细胞模型，发现带有不饱和脂肪酸链的神经节苷脂衍生物具有显著提高的促神经突起生长的生物学活性，且神经节苷脂鞘氨醇碱基的碳链数量的不同也对其促神经突起生长的生物学活性有显著影响。

技术领域

本发明属于生物技术领域，更具体地，本发明涉及一组含有不饱和脂肪酸的神 经节苷脂衍生物的高效制备方法以及在促进神经突起生长上的应用。

背景技术

神经节苷脂是一类含有唾液酸残基的鞘糖脂，是神经细胞质膜的典型组成部分，具有着重要的生物学功能。神经节苷脂GM1是其中一种有代表性的重要神经节苷脂， 其具有多重神经营养性作用，可以促进细胞分化、诱导神经突产生、保护神经元受损、调节神经可塑性。在临床上，GM1已被广泛用于治疗血管性或外伤性中枢神经系统 损伤、帕金森病和阿尔茨海默病等。

神经节苷脂在哺乳动物大脑中大量存在，其中GM1、GD1a、GD1b及GT1b等是主 要成份，在人脑中约占总的神经节苷脂的97％。该类化合物结构复杂，目前获得这些 神经苷脂的主要方法便是从天然生物中提取，除哺乳动物组织外，神经节苷脂也广泛 分布于其它脊椎动物、植物、真核及原核微生物中，种类繁多、结构多样。已有不少 报道在海洋棘皮动物中，分离提取到多种具有药用活性的神经节苷脂，如在海参及海星中分离到了多种具有促神经突起生长的神经节苷脂，其中SJG-2、LLG-5、LLG-3 及GAA-7等神经节苷脂在体外实验显示其具有比GM1更高的促神经突起生长活性。然 而许多神经节苷脂在生物中含量很低，来源也有限，且天然提取的神经节苷脂可能存 在微观不均一性，以及受到病原体污染等问题。因此，难以通过天然提取的方法从品 种繁多的天然神经节苷脂中提取以及筛选具有特定药用活性的物质。

化学全合成结构复杂的神经苷脂特别困难，且涉及到许多基因的保护、去保护以及立体选择性等步骤，如LLG-3的全化学合成，供需要30步反应，且化学方法改造过程中易产生副产物，产率较低，且需要用到大量的强碱及对环境造成污染的有机溶剂， 因此也难以通过化学全合成的方法获取以及筛选具有药用活性的神经节苷脂。

越来越多的证据表明神经节苷脂神经酰胺基团中的脂肪酸链的不同对其生物 学活性有重要的影响，特别是含有不饱和脂肪酸链，会显著改变神经节苷脂的结构， 也可能带来具有不同药用价值的物质。利用鞘脂神经酰胺N去酰基化酶(Sphingolipid ceramideN-deacylase,SCDase)的催化特性，可以对神经节苷脂的脂 肪酸链进行替换，建立含有不饱和脂肪酸链的神经节苷脂衍生物库。然而，由于 SCDase自身催化可逆反应，往往造成合成反应的转化率不高。

神经突起生长是神经分化及更新的一个关键过程，其对因受伤或神经退行性疾病导致的神经功能受损具有修复作用。已有研究表明神经节苷脂GM1具有神经突起 生长活性，可以促进神经源细胞突起生长。神经节苷脂的脂肪酸链通过与脂筏及膜相关蛋白相互作用极大地影响神经节苷脂的生物学活性，而目前还没有对含有不饱 和脂肪酸链的神经节苷脂衍生物进行系统研究。不饱和脂肪酸链是否会影响神经节 苷脂的促神经突起生长活性，目前还没有相关的研究报道。

因此，亟待通过一种简便、高效的方法以获取含有不饱和脂肪酸链的神经节苷 脂衍生物库，并在此基础上进一步研究相关衍生物在神经突起生长中的作用。

发明内容

本发明利用SCDase酶法合成体系获得一系列带有不饱和脂肪酸链的神经节苷 脂衍生物，并将其应用于促进神经突起生长的生物学功能筛选上，研究发现，带有 不饱和脂肪酸链的神经节苷脂衍生物有助于神经细胞的生长与发育。

在本发明的第一方面，提供一种神经节苷脂衍生物在促神经突起生长中的应 用，所述的神经节苷脂由糖基、鞘氨醇碱基以及脂肪酸链组成，其中鞘氨醇碱基与 脂肪酸链以酰胺键相连构成神经酰胺，糖基与神经酰胺以糖苷键相连，所述的脂肪 酸为不饱和脂肪酸；