崔艳丽，黄健升，毛建卫，胡信全

（1.浙江大学化学系，浙江 杭州310027；2.浙江工业大学化学工程与材料学院，浙江 杭州310014；3.浙江省农产品化学与生物加工技术重点实验室，浙江 杭州310023）

糖簇分子能被糖蛋白识别，在细胞识别过程中扮演着相当重要的角色。细胞膜上的糖蛋白与特殊的糖基分子间的相互作用，是细胞识别、免疫应答、病毒传染和癌细胞转移等生物过程中的关键步骤［1］。糖簇分子连接上具有空腔的大环分子作为主体分子，能包结客体分子，如药物分子，通过设计糖簇分子结构，可以将药物包结在其中，然后通过糖蛋白和特殊糖分子的识别作用，将药物分子传递到指定的生物受体中［2］。

环糊精是无致免疫性的天然大环分子，本身具有低的药物毒性和很高的生物相容性。以环糊精作为药物载体可以增强药物的稳定性，同时在人体吸收后能减缓药物的代谢［3］。再者，用环糊精包结药物可以提高其水溶性［4］，改善药物的苦臭味，减少刺激性，降低毒副作用［5］。通过特殊官能团修饰的环糊精能够将活性药物传输到一些特定的细胞受体（如位于细胞表面的凝集素）中，从而使药物具有靶向性。

环糊精的糖基修饰主要分为主面修饰和次面修饰。主面糖基修饰的环糊精可使其具有靶向性，次面糖基修饰的环糊精可扩大环糊精空腔尺度，从而提高其载物容量。

1 主面糖基修饰的环糊精衍生物

主面糖基修饰的环糊精包括全取代糖基修饰的环糊精和单取代糖基修饰的环糊精。一般情况下，全取代糖基修饰的环糊精比单取代糖基修饰的环糊精具有更好的生物活性，但包结能力较低［6］，如在红细胞凝集中，全取代糖基修饰的环糊精比单取代糖基修饰的环糊精对血红蛋白具有更好的亲和性［7－8］；不同的糖配体（如葡萄糖、半乳糖、甘露糖、乳糖等）能被不同的糖蛋白识别；而糖配体与环糊精之间往往需要一个长链肩臂连接，不同链长度及不同官能团的肩臂对其生物活性都有影响，其中糖基与环糊精间由2～5个原子相连的环糊精衍生物的生物活性较佳［9－10］。

1.1 全取代糖基修饰的环糊精衍生物

2000年，Furuike等［11］利用3－（3－硫乙酰基－丙 酰胺基）丙基与糖基和C－6全碘代环糊精合成C－6全取代环糊精衍生物。在进行血细胞凝集抑制测试时发现，N－乙酰基葡萄糖和N－乙酰基乳糖修饰的环糊精衍生物对小麦胚芽凝集素的抑制活性分别是N－乙酰基葡萄糖和N－乙酰基乳糖的4倍和40倍。随后Furuike等［12］合成了C－6全唾液酸（sialyl－Lewis X）环糊精衍生物，再与内皮选择素和含有多个sialyl－Lewis X残基的拟糖蛋白（SLeXn－BSA）作用，结果发现，该环糊精衍生物对连有SLeXn－BSA片段的内皮选择素有很好的抑制活性（IC50＝1.5mmol·L－1），而sialyl－Lewis X在相同条件下却没有明显的活性。

另一种糖基修饰环糊精的合成策略是通过硫脲键使糖基部分和环糊精相连。Ortiz－Mellet等［13－14］合成了C－6全取代糖基硫脲基－β－环糊精衍生物，该环糊精衍生物比天然环糊精具有更好的水溶性；以其包结抗瘤药物多西他赛后，水溶性较糖基硫脲基环糊精和天然环糊精包结的更好。通过酶联凝集素测定发现单取代甘露糖基硫脲基环糊精衍生物对伴刀豆球蛋白的抑制活性要比全取代的高出许多（IC50分别为800μmol·L－1和2 000μmol·L－1）。

Gómez－García等［7］通过硫脲基连接环糊精，3个糖组成1个糖簇通过硫脲基连接合成全取代环糊精衍生物。研究表明，3个甘露糖基取代时，能被伴刀豆球蛋白识别，而3个葡萄糖基、3个乳糖基取代时却不能被伴刀豆球蛋白识别。全取代一－甘露糖基－二－葡萄糖基［（man）1－（glu）2］、全取代 一－甘露糖基－二－乳糖基［（man）1－（lac）2］、全取代二－甘露糖基－一－葡萄糖基［（man）2－（glu）1］、全取代二－甘露糖基－一－乳糖基［（man）2－（lac）1］硫脲基环糊精衍生物对伴刀豆球蛋白的抑制活性比全取代三－甘露糖基硫脲基环糊精衍生物高8倍。

2010年，Lampropoulou等［15］分别用甘露糖基、N－乙酰胺基葡萄糖基、半乳糖基、葡萄糖基修饰全6－氨基－乙胺基－6－去氧－β－环糊精，并对合成的环糊精衍生物进行了凝集素识别能力测试及细胞膜穿透实验。

2011年，Díaz－Moscoso等［16］合成了肩臂较长且具有阳离子部分和糖基部分的两亲性环糊精衍生物。该化合物可与DNA片段自组装成纳米粒子，并能有效地传递到相应的目标细胞中，从而用于基因治疗。连接的糖基部分能被细胞表面的凝集素识别，使整个体系很好地穿透细胞，起到治疗作用。

2012年，Gómez－García等［17］合成了C－6三个不同糖基全取代的环糊精衍生物，糖基部分为α－甘露糖基－二－β－乳糖基，肩臂部分以2－氨基－2－羟甲基－丙二醇为结点、6－硫代乙胺基－6－去氧－β－环糊精为骨架。酶联凝集素测定结果显示，β－乳糖基片段的存在增强了α－甘露糖基与含甘露糖残基的伴刀豆球蛋白凝集素的结合力。而均相的三－乳糖基环糊精衍生物不能被伴刀豆球蛋白凝集素识别。同样α－甘露糖基片段的存在也增强了β－乳糖基对花生凝集素的结合。

1.2 单取代糖基修饰的环糊精衍生物

1994年，Attioui等［9］通过直链的二酰胺键与糖基和单取代C－6氨基环糊精合成单取代糖基修饰的环糊精衍生物，并进行了生物活性测试。结果发现，半乳糖修饰的环糊精对含半乳糖残基的红细胞凝集具有抑制活性，而其它糖基修饰的环糊精和天然环糊精对红细胞凝集却没有抑制作用；半乳糖修饰的环糊精对人类的直肠肿瘤（HRT－18）细胞具有更高的细胞毒性效应，在4nmol·L－1浓度下，能够抑制95%的酶活性。

全取代糖基修饰的环糊精由于含有多个糖基，与凝集素作用具有更好的亲和性，而单取代糖基修饰的环糊精往往具有更好的结合能力［6］，为了兼具两者的优势，单取代多糖基修饰的环糊精衍生物被合成出来。

1992年，Lancelon－Pin等［18］通过酰胺键连接，首次合成了C－6单取代二－半乳糖基、C－6单取代二－甘露糖基环糊精衍生物。这两种环糊精衍生物能分别被蓖麻凝集素和伴刀豆球蛋白识别。单取代二－半乳糖基环糊精衍生物对保加利亚克鲁维酵母菌凝集的最小抑制浓度为2.0mmol·L－1。2000年，Baussanne等［19］以C－6单取代氨基β－环糊精作为母核，1，2，3－三氨基丙基作为分支支链，甘露糖基异硫氰酸酯作为糖基配体，6－叠氮基己酰氯作为肩臂长链合成了C－6单取代多糖基环糊精衍生物。由于糖簇效应的影响，合成的单取代多糖基环糊精的IC50比全取代的高出20倍左右，而且其水溶性也明显提高。包结抗瘤药物多西他赛后，活性比未经环糊精包结的原料药多西他赛高出2倍多。

2 次面糖基修饰的环糊精衍生物

次面糖基修饰的研究还较少，一方面是由于环糊精次面羟基位阻大，选择性糖基修饰较困难；另一方面次面一般是用亲酯性基团修饰以提高环糊精衍生物的亲酯性，使其具有两亲性，从而更具生物相容性。2004年，Mazzaglia等［20］合成了主面被烷硫基全取代、次面C－2被半乳糖巯基－乙基乙二醇全取代的两亲性环糊精，该两亲性环糊精能自组装成纳米粒子、囊泡，与凝集素结合表现出多元效应。当主面的烷烃链较长时，其形成的囊泡与凝集素的结合能力比烷链较短的环糊精衍生物形成的纳米粒子更强。

3 展望

环糊精衍生物作为药物载体，最先是用于提高药物的水溶性，随着研究的深入，发现环糊精可作为糖簇分子的骨架，连接糖配体后参与到生物识别过程，可作为具有靶向性的药物载体。同时糖基修饰的环糊精衍生物还可自组装成纳米粒子、囊泡等，这为研究糖蛋白的相互作用及新的生物材料提供了新的方法。糖基修饰的环糊精衍生物可望在生物传感器、靶向释药载体及组织再生的骨架材料上得到应用。研究者对氨基酸、糖基修饰的环糊精衍生物的研究已取得喜人的成果，但由于功能性环糊精合成复杂，该领域的研究仍然

是一项挑战。

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