FG依赖 HC-II 的抗凝血酶活性的结构序列研究

Native fucosylated glycosaminoglycan (FG) is a mucopolysaccharide from sea cucumber composed of a chondroitin sufate E-like core with distinct sulfated fucose branches and it has potent anticoagulant activities. FG showed stronger effect on heparin cofactor II (HCII)-dependent inhibition of f.IIa activity than dermatan sulfate (DS), which is an anticoagulant drug with selective activation of HCII. The elucidation of SAR and mechanism of FG on HCII-dependent inhibition of f.IIa activity is of great value on theory and application in view of its different structure with DS. The effect of the degree of polymerization of FG derived oligosaccharides and their chemical groups on HCII-dependent inhibition of f.IIa activity were investigated in our research, as well as their interactions with target proteins.

天然来源的岩藻糖化糖胺聚糖(FG)是主链为硫酸软骨素 E (CS-E)，而连有岩藻糖侧链的结构新颖的糖胺聚糖衍生物，具有显著依赖肝素辅因子II (HC-II) 的抗凝血酶活性，且强于选择性激活 HC-II 的抗凝药物硫酸皮肤素 (DS)。鉴于FG化学结构不同于DS，研究FG依赖 HC-II 抗凝血酶活性的药理作用机制及其构效关系具有重要的理论和应用价值。本项目通过纯化寡糖研究 FG寡糖链长及官能团对其依赖HC-II的抗凝血酶活性的药效强度、选择性及药物与靶点之间相互作用的动力学特征，阐明FG类化合物依赖HC-II的抗凝血酶的最短结构序列及其构效关系，并探讨 HC-II 的激活机制及其潜在应用价值。

岩藻糖化糖胺聚糖 FG 是天然来源的具有特殊岩藻糖侧链的糖胺聚糖，具有强效抗凝血活性，其激活HC-II 强效抑制凝血酶 (factor IIa, f.IIa) 的活性强度强于选择性 HC-II 激活剂硫酸皮肤素，由于所用样品的硫酸化取代形式较为复杂，且均为混合物，尚不清楚是否存在激活 HC-II 灭活f.IIa的特征FG 结构序列。.采用具有糖苷键选择性的β消除解聚，选用岩藻糖侧链硫酸化取代类型均一的两种FG，S. variegatus来源的FG (Fuc2S4S)和H. fuscopunctata来源的FG(Fuc3S4S)为原料，采用凝胶柱层析法分离制备获得了纯化的系列FG寡糖，其化学结构均通过NMR和Q-TOF-MS解析和确证。其非还原端均为 Δ4,5U，通过控制β消除解聚过程，可分别获得还原端为GlcA-ol和GalNAc4S6S-ol的寡糖；系列寡糖化合物具有岩藻糖侧链、羧基、非还原端不饱和葡萄糖醛酸等化学基团，利用其非还原端的不饱和双键，采用羟汞化反应脱去非还原端的L-FucS-α1,3-Δ4,5GlcA，形成非还原端为D-GalNAc4S6S的系列寡糖化合物；获得了8糖的羧基还原和部分岩藻糖化的寡糖化合物。.对FG系列纯化寡糖和结构修饰衍生物进行了系统的构效关系研究，揭示了聚合度、重要取代基（如非还原端不饱和二糖结构，还原端糖基，岩藻糖侧链的硫酸化取代形式及程度）对抗凝活性及靶点选择性的影响，该系列化合物可不同程度地抑制iXase，还具有不同程度的依赖HC-II的抑制f. IIa的活性，其中Fuc2S4S取代的FG 寡糖活性要强于含 Fuc3S4S 的寡糖，提示 FG寡糖的岩藻糖侧链的硫酸酯化类型可显著影响相同链长寡糖化合物的活性强度。6、9 mg/kg FG 8糖和6、12 mg/kg的6糖可显著抑制大鼠下腔静脉血栓形成，在约72~144 mg/kg的给药剂量下对小鼠出血倾向并无显著影响，提示FG8糖和6糖具有低出血倾向的抗血栓活性特征。发现结构序列为D-GalNAc4S6S-(β1,4)- [L-Fuc2S4S-(α1,3)]D-GlcA-(β1,3)-D-GalNAc4S6S-(β1,4)-[L-Fuc2S4S-(α1,3)-] D-GlcA的6糖可能是FG类化合物强效抗凝活性的必需序列，为该类化合物的抗血栓应用提供了有用的学术资料。