Дизайн и синтез гетерогенных гликоконъюгатов на основе n-гликанов и альбумина для in vitro и in vivo визуализации целевых органов и раковых клеток тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.03, кандидат наук Сибгатуллина Регина Рифатовна

• Сибгатуллина Регина Рифатовна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Сибгатуллина Регина Рифатовна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ГЛИКОКОНЪЮГАТЫ: СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И БИОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ В ЖИВОМ ОРГАНИЗМЕ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Гликаны и гликоконъюгаты: строение и биологическая роль

1.1.1 Гликолипиды

1.1.2 Протеогликаны

1.1.3 Гликопротеины

1.2 Общие подходы к синтезу гликоконъюгатов

1.2.1 Иммобилизация гликанов на белки

1.2.2 Синтез гликоконъюгатов на основе различных платформ

1.3 Методы маркирования белков

1.3.1 Непосредственное маркирование белка органическими флуорофорами

1.3.2 Непрямое введение флуорофора с использованием биоортогональных реакций

1.4 Биораспределение гликопротеинов в живом организме

1.4.1 Инвазивный метод исследования биоповедения белков, модифицированных моносахаридами

1.4.2 Неинвазивный метод исследования биоповедения белков, модифицированных моносахаридами

1.4.3 Неинвазивный метод исследования биоповедения белков, модифицированных олигосахаридами

ГЛАВА 2. СИНТЕЗ И БИОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕТЕРОГЕННЫХ ГЛИКОКОНЪЮГАТОВ НА ОСНОВЕ Ж-ГЛИКАНОВ И АЛЬБУМИНА (ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ)

2.1 Синтез гликаназидов - прекурсоров для иммобилизации гликанов на альбумин

2.1.1 Синтез биантенных гликаназидов

2.1.2 Синтез гетерогенных гликаназидов

2.2 Синтез ненасыщенных альдегидов, используемых для получения гликоальбуминов

2.3 Синтез и изучение лектин-углеводных взаимодействий гетерогенных «произвольно-структурированных» гликоальбуминов

2.3.1 Синтез гетерогенных «произвольно-структурированных» гликоконъюгатов на основе альбумина, содержащего флуорофор TAMRA

2.3.2 Изучение эффективности распознавания раковых клеток гетерогенными «произвольно-структурированными» гликоальбуминами in vitro

2.3.3 Синтез гетерогенных «произвольно-структурированных» гликоконъюгатов на основе альбумина, содержащего флуорофор HiLyte Fluor

2.3.4 Изучение эффективности распознавания раковых клеток гетерогенными «произвольно-структурированными» гликоальбуминами in vivo

2.4 Синтез и изучение лектин-углеводных взаимодействий гетерогенных «структурно-организованных» гликоальбуминов

2.4.1 Синтез гетерогенных «структурно-организованных» гликоконъюгатов на основе альбумина, содержащего флуорофор HiLyte Fluor

2.4.2 Изучение биоповедения гетерогенных «структурно-организованных» гликоальбуминов

in vivo

2.5 Сравнение реакционной способности альдегидов 16 и 22 в синтезе N- гликоальбуминов

2.6 Определение фрагментов лизина в составе ЧСА, модифицируемых в синтезе

N-гликоальбуминов

2.7 N-Гликоальбумины как компоненты системы адресной доставки

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Физико-химические измерения

3.2 Методики синтеза исследуемых соединений

3.2.1 Синтез 2,5-диоксопирролидин-1-ил-7-азидогептаноата (4)

3.2.2 Синтез биантенных гликаназидов

3.2.3 Синтез ди-2,5-диоксопирролидин-1-ил-7,7'-((5-азидометил)-1,3-фенилен)бис(окси)) дигептаноата (11)

3.2.4 Синтез гетерогенных гликаназидов

3.2.5 Синтез ненасыщенного альдегида 22, содержащего фрагмент дидегидродибензоазоцина136

3.2.6 Синтез биантенных гликан-альдегидов

3.2.7 Синтез гетерогенных гликан-альдегидов

3.2.8 Синтез флуоресцентно-меченых альбуминов 25 и

3.2.9 Синтез гомогенных гликоальбуминов

3.2.10 Синтез гетерогенных «произвольно-структурированных» гликоальбуминов

3.2.11 Синтез гетерогенных «структурно-организованных» гликоальбуминов

3.3 Биологические эксперименты

3.3.1 Эксперименты на клетках

3.3.2 Эксперименты на живых организмах

3.4 Определение фрагментов лизина в составе ЧСА, модифицируемых в синтезе

N-гликоальбуминов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Дизайн и синтез гетерогенных гликоконъюгатов на основе n-гликанов и альбумина для in vitro и in vivo визуализации целевых органов и раковых клеток»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В настоящее время хорошо известно, что все без исключения живые клетки содержат массив ковалентно связанных моно- или олигосахаридов, так называемых гликанов. Находясь на внешней поверхности клеток и секретируемых макромолекул гликаны участвуют в различных процессах живых систем: регуляция физико-химических свойств макромолекул, межклеточные взаимодействия, рост, дифференциация клеток и передача сигналов через мембрану. Аспарагин-связанные гликаны (Ж-гликаны) и их гликоконъюгаты играют особенно важную роль в таких явлениях, как врожденный иммунный ответ, адгезия клеток и распознавание клетками друг друга, которые основаны на механизмах распознавания образов. Важной составляющей данных механизмов являются эффекты мультивалентности и гетерогенности, свойственные гликанам. Углеводно-белковые конъюгаты играют ключевую роль в фундаментальных и прикладных исследованиях. Ряд вакцин на основе полисахаридно-белковых конъюгатов, таких как «Превенар» («Prevnar»), «Менактра» («Menactra») и «HIBTiter» используются для предотвращения инвазивных бактериальных инфекций. Многие другие находятся на стадии клинических испытаний для профилактики различных инфекционных заболеваний и для лечения рака.

Несмотря на очевидную важность олигосахаридов в разнообразных биологических процессах, прогресс в понимании их специфических функций ограничен сложностью и гетерогенностью данных соединений. В наши дни достигнуты значительные успехи в генной инженерии для получения сложных белков, однако гомогенная экспрессия гликопротеинов все еще остается нерешенной проблемой. В связи с этим синтез гликопротеинов определенной структуры обладает огромными перспективами и широко изучается в последние десятилетия. Так, использование самых различных платформ в сочетании с имеющимся арсеналом синтетических методов позволяет получать практически неограниченное разнообразие гомогенных гликоконъюгатов. Однако природные гликоконъюгаты клеточной стенки представляют собой сложную комбинацию различных гликанов.

Большего подражания природным макромолекулам можно добиться с использованием гетерогенных гликоконъюгатов, несущих остатки нескольких различных гликанов. Простейшими моделями гетерогенных объектов являются гликокластеры, содержащие фрагменты двух различных гликанов. Методы их получения могут быть основаны либо на последовательном введении одного, а затем второго гликана в молекулу белка («произвольно-структурированные» гликоконъюгаты), либо на первоначальном объединении двух различных гликанов в едином структурном фрагменте с последующей иммобилизацией его на белок

(«структурно-организованные» гликоконъюгаты). На сегодняшний день в литературе практически отсутствуют сведения о синтезе и биологических свойствах гликопротеинов обоих типов.

Целью настоящей работы явилась разработка подходов к синтезу новых гетерогенных «произвольно-структурированных» и «структурно-организованных» гликоконъюгатов на основе #-гликанов и альбумина, а также изучение их биоповедения в экспериментах in vitro и in vivo.

Для достижения поставленных целей были сформулированы и решены следующие основные задачи:

- разработка метода синтеза нового прекурсора, содержащего азидную группу и две активированные карбоксильные функции, предназначенного для объединения остатков двух различных гликанов в едином структурном фрагменте;

- изучение реакций ди-2,5-диоксопирролидин-1-ил-7,7'-((5-азидометил)-1,3-фенилен)бис(окси))дигептаноата с двумя различными #-гликанами в условиях основного катализа и выделение гликаназидов в индивидуальном виде;

- оптимизация структуры и метода получения ненасыщенного альдегида - ключевого интермедиата в синтезе #-гликоальбуминов различного строения;

- синтез серии гетерогенных «произвольно-структурированных» и «структурно-организованных» гликоконъюгатов на основе ^-гликанов и альбумина, содержащих фрагменты двух различных гликанов;

- анализ биораспределения #-гликоальбуминов в живом модельном организме и исследование эффективности распознавания гликокластерами раковых клеток in vitro и in vivo;

- сравнительное изучение реакционной способности ненасыщенных альдегидов по отношению к аминогруппам альбумина в синтезе различных ^-гликоконъюгатов.

Научная новизна полученных результатов состоит в следующем:

• на основе ди-2,5-диоксопирролидин-1-ил-7,7'-((5-азидометил)-1,3-фенилен)бис(окси))-дигептаноата разработан метод синтеза новых гетерогенных гликаназидов, содержащих фрагменты двух различных ^-гликанов;

• оптимизированы структура и метод получения ключевого интермедиата в синтезе #-гликоальбуминов - ненасыщенного альдегида, несущего напряженную С=С связь;

• синтезирована серия новых гетерогенных «произвольно-структурированных» гликоконъюгатов на основе флуоресцентно-меченого альбумина, содержащих фрагменты двух различных гликанов, одним из которых является гликан с терминальным остатком а(2,3)-сиаловой кислоты;

• с помощью стратегии двух последовательных клик-реакций впервые синтезированы гетерогенные «структурно-организованные» N-гликоальбумины, содержащие одинаковое количество фрагментов двух разных гликанов;

• методом флуоресцентной микроскопии впервые изучено биоповедение гетерогенных «произвольно-структурированных» и «структурно-организованных» N-гликоконъюгатов на основе флуоресцентно-меченых альбуминов в экспериментах in vitro и in vivo;

• определены остатки лизина в молекуле человеческого сывороточного альбумина, которые с наибольшей вероятностью подвергаются модификации при проведении реакций с производными гликанов, содержащими фрагмент ненасыщенного альдегида.

Теоретическая и практическая значимость. Предложены способы синтеза гетерогенных «произвольно-структурированных» и «структурно-организованных» гликоконъюгатов на основе альбумина, содержащих фрагменты двух различных N-гликанов, представляющих интерес в качестве простейших синтетических моделей природных макромолекул. Оптимизирован метод получения гликоальбуминов, основанный на двух последовательных клик-реакциях. Характеристика in vitro и in vivo биоповедения полученных в работе гликокластеров разного типа свидетельствует о перспективности использования N-гликоальбуминов для селективного распознавания раковых клеток и в области разработки систем адресной доставки in vivo. Полученные результаты открывают возможности для создания нового класса трейсеров на базе N-гликанов для обнаружения и визуализации целевых тканей и органов, а также терапии различных заболеваний.

Методология и методы исследования. Для синтеза различных гликаназидов применен метод ацилирования аминогруппы аспарагина N-гликанов в условиях основного катализа. Для иммобилизации N-гликаназидов на альбумин применена стратегия двух последовательных клик-реакций, основанная на клик-реакции, промотируемой напряжением в цикле, и последующей реакции 6п-азаэлектроциклизации. На всех стадиях работы использован широкий набор классических методов органического синтеза и выделения целевых продуктов реакций. С помощью метода высокоэффективной жидкостной хроматографии в большинстве случаев разделены сложные реакционные смеси и индивидуализированы не только целевые, но и побочные продукты реакций. Автором использованы современные методы установления

1 13

структуры и состава синтезированных впервые соединений: спектроскопия ИК, ЯМР Н, С, HSQC, масс-спектрометрия высокого разрешения (ESI-TOF) и MALDI-TOF масс-спектрометрия. Биоповедение N-гликоальбуминов изучено методом флуоресцентной микроскопии в экспериментах in vitro и in vivo.

Положения, выносимые на защиту:

• дизайн и синтез нового производного бензилазида, содержащего две активированные карбоксильные группы, используемого для объединения фрагментов двух различных N-гликанов;

• метод синтеза гетерогенных гликаназидов, содержащих фрагменты двух различных N-гликанов;

• оптимизация структуры и метода получения ключевого интермедиата в синтезе N-гликоальбуминов - ненасыщенного альдегида, содержащего напряженную С=С связь;

• синтез гетерогенных «произвольно-структурированных» гликоконъюгатов, содержащих фрагменты двух различных олигосахаридов, путем последовательной иммобилизации N-гликанов на альбумин;

• получение гетерогенных «структурно-организованных» N-гликоальбуминов, содержащих одинаковое количество фрагментов двух разных гликанов, с использованием стратегии двух последовательных клик-реакций;

• сравнительная характеристика реакционной способности нового ненасыщенного альдегида на основе азадибензоциклооктина и литературного аналога по отношению к аминогруппам альбумина в синтезе гликоконъюгатов разного структурного типа;

• установление наиболее реакционноспособных остатков лизина в составе человеческого сывороточного альбумина, подвергающихся модификации в синтезе гликоальбуминов.

Степень достоверности результатов. Достоверность результатов, полученных в ходе исследований, подтверждается использованием комплекса современных физико-химических

1 13

методов анализа для установления структуры (спектроскопия ИК, ЯМР Н, С, HSQC) и состава (масс-спектрометрия высокого разрешения (ESI-TOF) и MALDI-TOF масс-спектрометрия) всех новых синтезированных соединений. Изучение биологических свойств соединений осуществлялось методом флуоресцентной микроскопии.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: 35th Annual meeting of the Japanese society of carbohydrate research (Коти, Япония, 2016 г.), 97th Annual meeting of the chemical society of Japan (Иокогама, Япония, 2017 г.), Всероссийской школе-конференции с международным участием БШКХ-2017 (Иркутск, 2017 г.), XVIth International seminar on inclusion compounds (Казань, 2017 г.), Международном юбилейном конгрессе, посвященном 60-летию Иркутского института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН «Фаворский-2017» (Иркутск, 2017 г.), 1st Russian-Chinese workshop on organic and supramolecular chemistry (Казань, 2018 г.), Kazan precision medicine workshop (Казань, 2018 г.), IV Всероссийской конференции «Фундаментальная гликобиология»

(Киров, 2018 г.), III Международной школе-конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Материалы и технологии XXI века» (Казань, 2018 г.), V Международной конференции «П0СТГЕН0М'2018» (Казань, 2018 г.).

Диссертационная работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ (за счет средств субсидии, выделенной в рамках государственной поддержки Казанского (Приволжского) федерального университета в целях повышения его конкурентоспособности среди ведущих мировых научно-образовательных центров).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 4 статьи в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК, и тезисы 15 докладов в материалах международных и Всероссийских конференций.

Личный вклад автора заключается в поиске и анализе литературных данных по методам синтеза различных гликоконъюгатов и их биораспределению в живом организме, обобщённых в литературном обзоре диссертации, постановке задач исследования, планировании, осуществлении экспериментальной работы, анализе данных спектральных методов для установления структуры и состава новых синтезированных соединений, а также интерпретации и обобщении полученных результатов. Все результаты, включенные в диссертацию, получены автором лично, либо при его непосредственном участии. Биологические исследования на лабораторных животных проведены в институте RIKEN (Center for life science technologies) Саяка Урано (Sayaka Urano) и доктором Цуеси Тахара (Dr. Tsuyoshi Tahara). ЖХ-МС/МС и MALDI-TOF/МС эксперименты по определению лизиновых фрагментов, подвергающихся модификации, проведены в институте RIKEN (Biomolecular characterization unit, RIKEN center for sustainable resource science) Такехиро Сузуки (Takehiro Suzuki) и доктором Наоши Дохмае (Dr. Naoshi Dohmae). Подготовка публикаций проводилась совместно с научным руководителем и соавторами работ.

Объем и структура работы.

Диссертационная работа изложена на 173 страницах текста компьютерной верстки, содержит 21 схему, 13 рисунков и 13 таблиц. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка сокращений и условных обозначений, списка цитируемой литературы из 207 наименований и Приложения.

В первой главе представлен обзор литературных данных о природных гликоконъюгатах и их биологических свойствах, о подходах к синтезу различных гликоконъюгатов, а также сведения о биораспределении синтетических гликопротеинов в живом организме. Во второй главе приведены результаты собственных исследований в области синтеза гетерогенных «произвольно-структурированных» и «структурно-организованных» гликоконъюгатов, а также изучения их биологических свойств. Экспериментальная часть, включающая описание

проведенных синтезов и спектральных исследований, составляет предмет третьей главы диссертации.

Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю Курбангалиевой Альмире Рафаэловне за всестороннюю поддержку и большую помощь в процессе подготовки диссертационной работы. Особую благодарность автор выражает профессору Кацунори Танака (RIKEN, Япония) за всестороннюю помощь на всех этапах работы, ценные дискуссии и моральную поддержку в период пребывания в Японии. Искреннюю признательность соискатель выражает Латыповой Л.З. и Хабибрахмановой А.М. за плодотворное участие в работе. Отдельная благодарность программе годичных научно-исследовательских стажировок института RIKEN (IPA program) за предоставленную возможность пройти стажировку в лаборатории биофункциональной синтетической химии. Автор благодарит всех сотрудников лаборатории биофункциональной химии Химического института им. А.М. Бутлерова КФУ и лаборатории биофункциональной синтетической химии (Biofunctional synthetic chemistry laboratory) института RIKEN за помощь и участие при обсуждении работы.

ГЛАВА 1. ГЛИКОКОНЪЮГАТЫ: СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И БИОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ В ЖИВОМ ОРГАНИЗМЕ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

Гликобиология в настоящее время является одной из наиболее актуальных и стремительно развивающихся областей естественных наук, которая имеет большое значение для многих направлений фундаментальных исследований, а также биомедицины и биотехнологии. Гликобиология в самом широком смысле изучает структуру, биосинтез, биологические свойства и эволюцию углеводов (гликанов), которые широко распространены в природе во всех формах жизни [1-3].

Каждая живая клетка в природе генерирует сложный и разнообразный массив гликанов, который имеет решающее значение для роста, развития, функционирования и выживания всех естественных биологических систем. К настоящему времени накоплен обширный материал в области геномики, химии, биохимии, биосинтеза и биологических ролях этих сложных и разнообразных молекул. Большое внимание уделяется основным принципам их возникновения и развития, их участию в межклеточном распознавании, равно как и огромной роли углеводов в нормальной и аномальной физиологии. В последние десятилетия было показано, что большинство функций простых гликанов выполняются на уровне отдельных клеток, а функции сложных гликанов задействованы, прежде всего, на многоклеточном уровне [4-6].

Молекулы индивидуальных гликанов с известной структурой являются важными исследовательскими инструментами в гликобиологии. В отличие от белков и нуклеиновых кислот, которые могут быть получены в гомогенных формах, гликаны, выделенные из биологических систем, являются гетерогенными, поэтому более перспективным является использование гомогенных синтетических гликанов заданного строения. Особый интерес вызывают исследования, посвященные выявлению взаимосвязи между структурой углеводной части гликоконъюгата и его биоповедением. Известно, что многие патологические процессы сопровождаются изменением структуры гликанового фрагмента или процесса гликозилирования [7-9]. Изучение биоповедения аналогов природных гликоконъюгатов в живом организме призвано в большей степени понять роль гликанов в жизнедеятельности организма. Отдельный активно развивающийся блок исследований в области гликобиологии посвящен разработке методов получения синтетических аналогов природных гетерогенных гликоконъюгатов и изучению их поведения in vitro и in vivo. В данном направлении могут быть использованы как химические методы синтеза, так и ферментативные [10, 11].

В соответствии с целью диссертационной работы данная глава посвящена обзору и анализу литературных данных, касающихся структуры, строения и биологических свойств природных гликоконъюгатов, методов получения их синтетических аналогов на подложках

природного и неприродного происхождения, способов визуализации гликокластеров, а также краткой характеристике их биораспределения в живых системах.

1.1 Гликаны и гликоконъюгаты: строение и биологическая роль

На ранних этапах развития молекулярной биологии ученые полагали, что биологическая информация передается от ДНК к РНК и далее к белкам. Однако со временем было обнаружено, что рассмотрения только этих трех классов соединений недостаточно для объяснения состава клеток, тканей, органов и организмов. Выявлено, что для образования клетки необходимы соединения еще как минимум двух классов, а именно, липиды и углеводы (гликаны). Данные соединения служат не только в качестве структурных компонентов клетки и интермедиатов при выработке энергии, сигнальных молекул и маркеров распознавания, но и участвуют во многих посттрансляционных модификациях белков. Все перечисленное помогает объяснить то, как относительно небольшое количество генов в типичном геноме может генерировать огромные и сложные биологические системы на разных стадиях развития, роста и функционирования живого организма [1-3, 5].

Биологическая роль гликанов особенно важна при построении многоклеточных органов и организмов, в которых происходят взаимодействия между клетками и окружающим матриксом. В живых организмах гликаны существуют в виде гликоконъюгатов, т.е. соединений, в которых гликан ковалентно связан с другими органическими молекулами. Наиболее важными среди них являются гликопротеины, протеогликаны и гликолипиды [1-3, 7].

1.1.1 Гликолипиды

Гликолипиды - это обширная группа липидов, которые образуются в результате связывания гидрофобной липидной части молекулы с гликановыми остатками посредством гликозидной связи. Гликозилфосфатидилинозиты (ГФИ) и гликосфинголипиды (СГЛ) представляют собой главную форму гликолипидов клеточной мембраны [7]. Галактоза, манноза и глюкозамин, связанные через дисахаридный фрагмент с фосфатидилинозитом, являются ключевыми и наиболее распространенными углеводными компонентами ГФИ [12]. Основная функция ГФИ заключается в формировании гликокаликса путем образования стабильных ассоциатов белковых молекул с липидным слоем, что кроме того позволяет последним участвовать в клеточной адгезии [13]. Основными представителями СГЛ являются цереброзиды и ганглиозиды. В состав цереброзидов, содержащихся в основном в белом веществе головного мозга, входит Б-галактоза, которая присоединена к сфингозину [1, 14]. Ганглиозиды имеют

более сложное строение и обычно состоят из церамида и гликановых фрагментов, несущих концевые фрагменты сиаловых кислот. Ганглиозиды преобладают в сером веществе головного мозга, а также входят в состав клеточных рецепторов. Они играют важную роль в таких процессах живых систем, как дифференцировка клеток, трансмембранная передача сигнала, клеточная адгезия, а также участвуют в иммунных реакциях [1, 7, 14].

Протеогликаны - это двухкомпонентные белки с высокой степенью гликозилирования. Они состоят из сердцевинных белков, к фрагменту серина которых присоединен гликозаминогликан посредством тетрасахарида (глюкуроновая кислота - галактоза - галактоза - ксилоза). При этом гликановая часть представляет собой длинные неразветвленные гликозаминогликановые полимерные цепи, образованные остатками гексозамина и уроновой кислоты, либо гексозамина и галактозы, которые зачастую содержат сульфатные группы в виде О-эфиров или ^-сульфатов [1, 14, 15]. Число гликозаминовых цепей в молекулах протео-гликанов варьируется в широких пределах: от единиц (декорин, люмикан) до сотни и более (версикан, аггрекан). Молекулы протеогликанов являются основным строительным веществом межклеточного матрикса соединительной ткани. Физико-химические свойства и структурные особенности протеогликанов обуславливают широкий спектр их функций. Так, можно отметить их участие в создании и поддержании формы клеток и тканей, специфическое взаимодействие с такими белками межклеточного матрикса как эластин и коллаген, а также вовлеченность в межклеточные взаимодействия. Протеогликаны являются обязательными компонентами межклеточного матрикса и создают молекулярное сито, препятствующее распространению патогенных микроорганизмов, а также служат смягчающим и смазочным материалом в суставных хрящах [1, 15]. Одной из важных функций протеогликанов является их способность к формированию тургора различных тканей. Это обусловлено тем фактом, что в полисахаридной цепи протеогликанов присутствует большое количество сульфатных групп, которые придают молекуле характер полианиона, что в свою очередь позволяет им присоединять большие количества катионов (№+, К+, Са2+). Локализуясь на внешней мембране клеток

он

он

он

он

1.1.2 Протеогликаны

данные биополимеры образуют дополнительную оболочку - гликокаликс. Несмотря на свою относительно небольшую толщину (несколько десятков нм) гликокаликс отвечает за иммунные реакции организма на обширное разнообразие микроорганизмов и, по-видимому, определяет адгезию клеток. Следует особо подчеркнуть, что данный поверхностный слой, обладая защитными свойствами, ограждает клетки от вредных, в том числе химических воздействий, а также вносит свой вклад в распознавание раковых клеток и процессы оплодотворения [6, 16].

1.1.3 Гликопротеины

Гликопротеины - это сложные белки, в молекулах которых белковая часть ковалентно связана с одной или несколькими олигосахаридными цепями, при этом уровень гликозилирования значительно ниже, чем в протеогликанах.

но

он

но-

но

но

V ,°н соон АсНЫ

но

о

Н0-| I

но—о Н°5

ип-^

НО. НО.

МНАс

оно

МНАс

ноо-3

Гликопротеин

но- I Ън но

Гликановая компонента гликопротеинов чрезвычайно разнообразна, поскольку может включать себя многообразие сахаридов в различной последовательности, с разным положением связи, конфигурацией аномерного атома углерода и разветвлением. При этом соотношение белковой и углеводной частей колеблется в широких пределах (содержание углеводной части варьируется от долей процентов до 40-50 %). Все гликопротеины содержат глюкозамин, галактозамин или оба аминосахара. Из нейтральных моносахаридов чаще всего встречаются

D-галактоза и D-манноза, значительно реже ксилоза и глюкоза. В состав некоторых гликопротеинов входят L-фукоза и глюкуроновая кислота. Весьма характерным для гликопротеинов животного происхождения является присутствие сиаловых кислот, содержание которых порой достигает 20 %. Наличие фрагментов сиаловых кислот имеет значительное влияние на биологическую активность гликопротеинов. Так, их отщепление зачастую приводит к уменьшению или даже потере специфической биологической активности [1, 3, 17].

Процесс присоединения остатков сахаров к органическим молекулам называется гликозилированием. В зависимости от характера гликозидной связи между аминокислотой белковой молекулы и гидроксильной группой полисахарида выделяют О- и #-гликопротеины. Следует отметить, что пути гликозилирования О- и ^-гликопротеинов существенно отличаются. Так, в случае ^-гликопротеинов ^-связанная углеводная цепочка образуется на липидной мембране до того, как произойдет связывание с белком в эндоплазматическом ретикулуме. О-Связанные гликаны в свою очередь формируются путем последовательного надстраивания сахаридных фрагментов на белок с использованием гликозилтрансфераз аппарата Гольджи [1]. В связи с большим различием структуры и биологической роли О- и ^-гликопротеинов данные биополимеры будут далее рассмотрены отдельно.

О-гликопротеины. Наиболее распространенной формой О-гликозилирования белков в клетках высших организмов является гликозилирование по типу муцина. Оно основано на связывании атома углерода С1 фрагмента углевода с гидроксилированными боковыми цепями серина (Ser) или треонина (Thr) в составе белка в трипептидной последовательности Asn-Y-Ser/Thr, где Y - любая аминокислота, кроме аспартата. В качестве гликановой компоненты в образовании связи участвует #-ацетилгалактозамин (GalNAc) [1, 14].

он

О-гликозилирование по типу муцина: Са1МАса1 - О - Бег/ТИг-У - Авп

Наличие свободных гидроксильных групп у атомов углерода С3 и С6 в GalNAc приводит к большому разнообразию О-гликопротеинов данного типа. Изучены 8 основных базовых структур О-гликопротеинов муцинового типа, из них наиболее распространены структуры типа

I (Galpl-3GalNAcа1-O-Ser/Thr) и II (GlcNAcpl-6(Galpl-3)GalNAcа1-O-Ser/Thr), к которым в последствии могут быть присоединены фрагменты сиаловых кислот, фукозы, галактозы или #-ацетилглюкозамина [18].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сибгатуллина Регина Рифатовна, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Varki, A. Essentials of glycobiology, third edition / A. Varki, R.D. Cummings, J.D. Esko, P. Stanley, G.W. Hart, M. Aebi, A.G. Darvill, T. Kinoshita, N.H. Packer, J.H. Prestegard, R.L. Schnaar, P.H. Seeberger. - Cold Spring Harb (NY): Cold Spring Harb. Lab. Press., 2017. - 823 p.

2. Хьюз, Р. Гликопротеины / Р. Хьюз. - М. Мир, 1985. - 140 с.

3. Kamerling, J.P. Comprehensive glycoscience. From chemistry to systems biology / J.P. Kamerling,

G.-J. Boons, Y.C. Lee, A. Suzuki, N. Taniguchi, A.G.J. Voragen. - Elsevier, 2007. - 3600 p.

4. Pratt, M.R. Synthetic glycopeptides and glycoproteins as tools for biology / M.R. Pratt, C.R. Bertozzi // Chem. Soc. Rev. - 2005. - V. 34. - № 1. - P. 58-68.

5. Varki, A. Biological roles of glycans / A. Varki // Glycobiology. - 2017. - V. 27. - № 1. - P. 3-49.

6. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников. - М: Просвещение, 1987. - 815 с.

7. Лукьянов, П.А. Современная гликобиология и медицина / П.А. Лукьянов, Н.В. Журавлева // Вестник ДВО РАН. - 2004. - № 3. - С. 24-34.

8. Bernardi, A. Multivalent glycoconjugates as anti-pathogenic agents / A. Bernardi, J. Jimenez-Barbero, A. Casnati, C. de Castro, T. Darbre, F. Fieschi, J. Finne, H. Funken, K.-E. Jaeger, M. Lahmann, T.K. Lindhorst, M. Marradi, P. Messner, A. Molinaro, P.V. Murphy, C. Nativi, S. Oscarson, S. Penades, F. Peri, R. J. Pieters, O. Renaudet, J.-L. Reymond, B. Richichi, J. Rojo, F. Sansone, C. Schaffer, W.B. Turnbull, T. Velasco-Torrijos, S. Vidal, S. Vincent, T. Wennekes,

H. Zuilhofxy, A. Imberty // Chem. Soc. Rev. - 2013. - V. 42. - № 11. - P. 4709-4727.

9. Галич, И.П. Изменение гликозилирования при онкогенезе и развитии других патологических процессов / И.П. Галич, Н.В. Евтушенко // Онкология. - 2003. - Т. 5. - № 1. - С. 4-9.

10. Mellet, C.O. Click chemistry in glycoscience: new developments and strategies. 6. Click multivalent glycomaterials: glycoclusters, glycodendrimers, glycopolymers, hybrid glycomaterials, and glycosurfaces / C.O. Mellet, A. Mendez-Ardoy, J.M.G. Fernandez. -JohnWiley Sons, Inc. V. 6, 2013. - 39 p.

11. Tanaka, K. Chemically synthesized glycoconjugates on proteins: effects of multivalency and glycoform in vivo / K. Tanaka // Org. Biomol. Chem. - 2016. - V. 14. - № 32. - P. 7610-7621.

12. Thomas, J.R. Structure, biosynthesis, and function of glycosylphosphatidylinositols / J.R. Thomas, RA. Dwek, T.W. Rademacher // Biochemistry. - 1990. - V. 29. - № 23. - P. 5413-5422.

13. McConville, M.J. The structure, biosynthesis and function of glycosylated phosphatidylinositols in the parasitic protozoa and higher eukaryotes / M.J. McConville, M.A.J. Ferguson // Biochem. J. - 1993. - V. 294. - № 2. - P. 305-324.

14. Марри, Р. Биохимия человека / Р. Марри, Д. Греннер, П. Мейес, В. Родуэлл. - М. Мир: в 2 т, 2004. - 381 c.

15. Северин, Е.С. Биохимия / Е.С. Северин. - М. ГЭОТАР-МЕД, 2004. - 784 с.

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Видершайн, Г.Я. Гликобиология: успехи, проблемы и перспективы / Г.Я. Видершайн // Биохимия. - 2013. - Т. 78. - № 7. - С. 877-900.

Helenius, A. Intracellular functions of N-linked glycans / A. Helenius, M. Aebi // Science. -2001. - V. 291. - № 5512. - P. 2364-2369.

Grogan, M.J. Homogeneous glycopeptides and glycoproteins for biological investigation / M.J. Grogan, MR. Pratt, L.A. Marcaurelle, C.R. Bertozzi // Annu. Rev. Biochem. - 2002. -V. 71. - № 1. - P. 593-634.

Калиберда, Е.Н. Ферменты для изучения углеводных структур гликопротеинов /

Е.Н. Калиберда // Биоорган. химия. - 1991. - Т. 17. - № 5. - С. 581-595.

Деревицкая, В.А. Биосинтез углеводных цепей гликопротеинов и их гетерогенность /

В.А. Деревицкая // Биоорган. химия. - 1988. - Т. 14. - № 12. - С. 1605-1625.

Gray, G. R. The direct coupling of oligosaccharides to proteins and derivatized gels / G.R. Gray

// Arch. Biochem. Biophys. - 1974. - V. 163. - № 1. - P. 426-428.

Gildersleeve, J.C. Improved procedure for direct coupling of carbohydrates to proteins via reductive amination / J.C. Gildersleeve, O. Oyelaran, J.T. Simpson, B. Allred // Bioconjug. Chem. - 2008. - V. 19. - № 7. - P. 1485-1490.

Borch, R.F. The cyanohydridoborate anion as a selective reducing agent / R.F. Borch, M.D. Bernstein, H.D. Durst // J. Am. Chem. Soc. - 1971. - V. 93. - № 12. - P. 2897-2904. Jeffrey, A.M. Affinity chromatography of carbohydrate-specific immunoglobulins: coupling of oligosaccharides to Sepharose / A.M. Jeffrey, D.A. Zopf, V. Ginsburg // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 1975. - V. 62. - № 3. - P. 608-613.

Roy, R. Improved procedures for the conjugation of oligosaccharides to protein by reductive amination / R. Roy, E. Katzenellenbogen, H.J. Jennings // Can. J. Biochem. Cell Biol. - 1984. -V. 62. - № 5. - P. 270-275.

Roy, R. N-Acetylneuraminic acid: neoglycoproteins and pseudopolysaccharides / R. Roy, C.A. Laferriere, A. Gamian, H.J. Jennings // J. Carbohydr. Chem. - 1987. - V. 6. - № 1. - P. 161-165. Stowell, S.R. Human galectin-1 recognition of poly-N-acetyllactosamine and chimeric polysaccharides / S.R. Stowell, M. Dias-Baruffi, L. Penttila, O. Renkonen, A.K. Nyame, R.D. Cummings // Glycobiology. - 2004. - V. 14. - № 2. - P. 157-167.

Boratynski, J. Dry reaction of proteins with carbohydrates at 120 °C yields neoglycoconjugates / J. Boratynski // Biotechnol. Tech. - 1998. - V. 12. - № 9. - P. 707-710.

McBroom, C.R. Carbohydrate antigens: coupling of carbohydrates to proteins by diazonium and phenylisothiocyanate reactions / C.R. McBroom, C.H. Samanen, I.J. Goldstein // Methods Enzymol. - 1972. - V. 28. - P. 212-219.

Goebel, W.F. Chemo-immunological studies on conjugated carbohydrate-proteins: I. The synthesis of ^-aminophenol P-glucoside, ^-aminophenol P-galactoside, and their coupling with

serum globulin / W.F. Goebel, O.T. Avery // J. Exp. Med. - 1929. - V. 50. - № 5. - P. 521-531.

31. Tabachnick, M. Azoproteins. II. A spectrophotometric study of the coupling of diazotized arsanilic acid with proteins / M. Tabachnick, H. Sobotka // J. Biol. - 1960. - V. 235. - P. 1051-1054.

32. Andre, S. Neoglycoproteins with the synthetic complex biantennary nonasaccharide or its a2,3/a2,6-sialylated derivatives: their preparation, assessment of their ligand properties for purified lectins, for tumor cells in vitro, and in tissue sections, and their biodistribution in tumor-bearing mice / S. Andre, C. Unverzagt, S. Kojima, X. Dong, C. Fink, K. Kayser, H.J. Gabius // Bioconjug. Chem. - 1997. - V. 8. - № 6. - P. 845-855.

33. Lee, Y.C.U. 2-Imino-2-methoxyethyl 1-thioglycosides: new reagents for attaching sugars to proteins / Y.C.U. Lee, C.P. Stowell, M.J. Krantz // Biochem. - 1976. - V. 15. - № 18. - P. 3956-3963.

34. Farkas, P. Chemical conjugation of biomacromolecules: a mini-review / P. Farkas, S. Bystricky // Chem. Pap. - 2010. - V. 64. - № 6. - P. 683-695.

35. Pieper, J.S. Development of tailor-made collagen-glycosaminoglycan matrices: EDC/NHS crosslinking, and ultrastructural aspects / J.S. Pieper, T. Hafmans, J.H. Veerkamp, T.H. van Kuppevelt // Biomaterials. - 2000. - V. 2. - № 6. - P. 581-593.

36. Lemieux, R.U. The properties of a "synthetic" antigen related to the human blood-group Lewis a / R.U. Lemieux, DR. Bundle, D A. Baker // J. Am. Chem. Soc. - 1975. - V. 97. - № 14. - P. 4076-4083.

37. Tanaka, K. Exploring a unique reactivity of 6-azaelectrocyclization to enzyme inhibition, natural products synthesis, and molecular imaging: an approach to chemical biology by synthetic chemists / K. Tanaka, K. Fukase, S. Katsumura // Synlett. - 2011. - № 15. - P. 2115-2139.

38. Ogura, A. Visualizing trimming dependence of biodistribution and kinetics with homo- and heterogeneous #-glycoclusters on fluorescent albumin / A. Ogura, T. Tahara, S. Nozaki, K. Morimoto, Y. Kizuka, S. Kitazume, M. Hara, S. Kojima, H. Onoe, A. Kurbangalieva, N. Taniguchi, Y. Watanabe, K. Tanaka // Sci. Rep. - 2016. - V. 6. - Art. № 21797.

39. Chalker, J.M. Chemical modification of proteins at cysteine: opportunities in chemistry and biology / J.M. Chalker, G.J.L. Bernardes, Y.A. Lin, B.G. Davis // Chemisrty - an Asian J. -2009. - V. 4. - № 5. - P. 630-640.

40. Chalker, J.M. A "tag-and-modify" approach to site-selective protein modification / J.M. Chalker, G.J.L. Bernardes, B.G. Davis // Acc. Chem. Res. - 2011. - V. 44. - № 9. - P. 730-741.

41. Davis, B.G. Controlled site-selective glycosylation of proteins by a combined site-directed mutagenesis and chemical modification approach / B.G. Davis, R.C. Lloyd, J.B. Jones // J. Org. Chem. - 1998. - V. 63. - № 26. - P. 9614-9615.

42. Gamblin, D.P. Glycosyl phenylthiosulfonates (glyco-PTS): novel reagents for glycoprotein synthesis / D.P. Gamblin, P. Garnier, S.J. Ward, N.J. Oldham, A.J. Fairbanks, B.G. Davis // Org. Biomol. Chem. - 2003. - V. 1. - P. 3642-3644.

43. Dondoni, A. A new ligation strategy for peptide and protein glycosylation: photoinduced thiol-

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

ene coupling / A. Dondoni, A. Massi, P. Nanni, A. Roda // Chem. - A Eur. J. - 2009. - V. 15. -№ 43. - P. 11444-11449.

Bernardes, G.J.L. Facile conversion of cysteine and alkyl cysteines to dehydroalanine on protein surfaces: versatile and switchable access to functionalized proteins / G.J.L. Bernardes, J.M. Chalker, J.C. Errey, B.G. Davis // J. Am. Chem. Soc. - 2008. - V. 130. - № 15. - P. 5052-5053. Wang, J. A biosynthetic route to dehydroalanine-containing proteins / J. Wang, S.M. Schiller, P.G. Schultz // Angew. Chem. Int. Ed. - 2007. - V. 46. - P. 6849-6851.

Seebeck, F.P. Ribosomal synthesis of dehydroalanine-containing peptides / F.P. Seebeck, J.W. Szostak // J. Am. Chem. Soc. - 2006. - V. 128. - № 22. - P. 7150-7151. Rich, D.H. General synthesis of didehydroamino-acids and peptides / D.H. Rich, G.J.A. Mathiaparanam, C. Mabuni // J. Chem. Soc. Chem. Commun. - 1974. - № 21. - P. 897-898. van Kasteren, S.I. Expanding the diversity of chemical protein modification allows post-translational mimicry / S.I. van Kasteren, H.B. Kramer, H.H. Jensen, S.J. Campbell, J. Kirkpatrick, N.J. Oldham, D C. Anthony, B.G. Davis // Nature. - 2007. - V. 446. - № 7139. - P. 1105-1109. Floyd, N. Thiyl glycosylate of olefinic proteins: ¿'-linked glycoconjugate synthesis / N. Floyd,

B. Vijayakrishnan, J R. Koeppe, B.G. Davis // Angew. Chem. Int. Ed. - 2009. - V. 48. - № 42. -P. 7798-7802.

Lin, Y.A. Olefin cross-metathesis on proteins: investigation of allylic chalcogen effects and guiding principles in metathesis partner selection / Y.A. Lin, J.M. Chalker, B.G. Davis // J. Am. Chem. Soc. - 2010. - V. 132. - № 47. - P. 16805-16811.

Chalker, J.M. A convenient catalyst for aqueous and protein Suzuki-Miyaura cross-coupling / J.M. Chalker, C.S.C. Wood, B.G. Davis // J. Am. Chem. Soc. - 2009. - V. 131. - № 45. - P. 16346-16347. Helenius, A. Roles of ^-linked glycans in the endoplasmic reticulum / A. Helenius, M. Aebi // Annu. Rev. Biochem. - 2004. - V. 73. - P. 1019-1049.

Wang, L.-X. Chemical and chemoenzymatic synthesis of glycoproteins for deciphering functions / L.-X. Wang, M.N. Amin // Chem. Biol. - 2014. - V. 21. - № 1. - P. 51-66. Wang, L.-X. Emerging technologies for making glycan-defined glycoproteins / L.-X. Wang, J.V. Lomino // ASC Chem. Biol. - 2012. - V. 7. - P. 110-122.

Witte, K. Enzymatic glycoprotein synthesis: preparation of ribonuclease glycoforms via enzymatic glycopeptide condensation and glycosylation / K. Witte, P. Sears, R. Martin,

C.-H. Wong // J. Am. Chem. Soc. - 1997. - V. 119. - № 9. - P. 2114-2118.

Wang, L.-X. Chemoenzymatic synthesis of glycopeptides and glycoproteins through endoglycosidase-catalyzed transglycosylation / L.-X. Wang // Carbohydr. Res. - 2008. - V. 343. - P.1509-1522.

Wang, L.-X. The amazing transglycosylation activity of endo-beta-#-acetylglucosaminidases / L.-X. Wang // Trends Glycosci. Glycotechnol. - 2011. - V. 23. - № 129. - P. 33-52.

58. Huang, W. Glycosynthases enable a highly efficient chemoenzymatic synthesis of ^-glycoproteins carrying intact natural #-glycans / W. Huang, C. Li, B. Li, M. Umekawa, K. Yamamoto, X. Zhang, L.-X. Wang // J. Am. Chem. Soc. - 2009. - V. 131. - P. 2214-2223.

59. Umekawa, M. Mutants of Mucor hiemalis endo-ß-#-acetylglucosaminidase show enhanced transglycosylation and glycosynthase-like activities / M. Umekawa, W. Huang, B. Li, K. Fujita, H. Ashida, L.-X. Wang, K. Yamamoto // J. Biol. Chem. - 2008. - V. 283. - № 8. - P. 4469-4479.

60. Li, B. Highly efficient endoglycosidase-catalyzed synthesis of glycopeptides using oligosaccharide oxazolines as donor substrates / B. Li, Y. Zeng, S. Hauser, H. Song, L.-X. Wang // J. Am. Chem. Soc. - 2005. - V. 127. - P. 9692-9693.

61. Orwenyo, J. Chemoenzymatic synthesis and lectin recognition of a selectively fluorinated glycoprotein / J. Orwenyo, W. Huang, L.-X. Wang // Bioorganic Med. Chem. - 2013. - V. 21. -№ 16. - P. 4768-4777.

62. Schwarz, F. A combined method for producing homogeneous glycoproteins with eukaryotic ^-glycosylation / F. Schwarz, W. Huang, C. Li, B.L. Schulz, C. Lizak, A. Palumbo, S. Numao,

D. Neri, M. Aebi, L.-X. Wang // Nat. Chem. Biol. - 2010. - V. 6. - P. 264-266.

63. Huang, W. Chemoenzymatic glycoengineering of intact IgG antibodies for gain of functions / W. Huang, J. Giddens, S. Fan, C. Toonstra, L. Wang // J. Am. Chem. Soc. - 2012. - V. 134. -P. 12308-12318.

64. Hirano, K. Design and synthesis of a homogeneous erythropoietin analogue with two human complex-type sialyloligosaccharides: combined use of chemical and bacterial protein expression methods / K. Hirano, D. Macmillan, K. Tezuka, T. Tsuji, Y. Kajihara // Angew. Chem. Int. Ed. -2009. - V. 48. - P. 9557-9560.

65. Fernandez-Gonzalez, M. Site-selective chemoenzymatic construction of synthetic glycoproteins using endoglycosidases / M. Fernandez-Gonzalez, O. Boutureira, G.J.L. Bernardes, J.M. Chalker, M.A. Young, J.C. Errey, B.G. Davis // Chem. Sci. - 2010. - V. 1. - № 6. - P. 709-715.

66. Hudak, J.E. Protein glycoengineering enabled by the versatile synthesis of aminooxy glycans and the genetically encoded aldehyde tag / J.E. Hudak, H.H. Yu, C.R. Bertozzi // J. Am. Chem. Soc. - 2011. - V. 133. - P. 16127-16135.

67. Wu, P. Site-specific chemical modification of recombinant proteins produced in mammalian cells by using the genetically encoded aldehyde tag / P. Wu, W. Shui, B.L. Carlson, N. Hu, D. Rabuka, J. Lee, C.R. Bertozzi // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. - 2009. - V. 106. - № 9. - P. 3000-3005.

68. Kowarik, M. ^-Linked glycosylation of folded proteins by the bacterial oligosaccharyltransferase / M. Kowarik, S. Numao, M.F. Feldman, B.L. Schulz, N. Callewaert,

E. Kiermaier, I. Catrein, M. Aebi // Science. - 2006. - V. 314. - P. 1148-1150.

69. Weerapana, E. Asparagine-linked protein glycosylation: from eukaryotic to prokaryotic systems / E. Weerapana, B. Imperiali // Glycobiology. - 2006. - V. 16. - № 6. - P. 91R-101R.

70. Schwarz, F. Cytoplasmic #-glycosyltransferase of Actinobacillus pleuropneumoniae is an inverting enzyme and recognizes the NX(S/T) consensus sequence / F. Schwarz, Y.-Y. Fan, M. Schubert, M. Aebi // J. Biol. Chem. - 2011. - V. 286. - № 40. - P. 35267-35274.

71. Chabre, Y.M. Design and creativity in synthesis of multivalent neoglycoconjugates / Y.M Chabre, R. Roy // Adv. Carbohydr. Chem. Biochem. - 2010. - V. 63. - № 10. - P. 165-393.

72. Perez-Balderas, F. Click multivalent homogeneous neoglycoconjugates - synthesis and evaluation of their binding affinities / F. Perez-Balderas, J. Morales-Sanfrutos, F. Hernandez-Mateo, J. Isac-Garcia, F. Santoyo-Gonzalez // European J. Org. Chem. - 2009. - № 15. - P. 2441-2453.

73. Perez-Balderas, F. Multivalent neoglycoconjugates by regiospecific cycloaddition of alkynes and azides using organic-soluble copper catalysts / F. Perez-Balderas, M. Ortega-Munoz, J. Morales-Sanfrutos, F. Hernandez-Mateo, F.G. Calvo-Flores, J.A. Calvo-Asin, J. Isac-Garcia, F. Santoyo-Gonzalez // Org. Lett. - 2003. - V. 5. - № 11. - P. 1951-1954.

74. Tejler, J. Synthesis of multivalent lactose derivatives by 1,3-dipolar cycloadditions: selective galectin-1 inhibition / J. Tejler, E. Tullberg, T. Frejd, H. Leffler, U.J. Nilsson // Carbohydr. Res.

- 2006. - V. 341. - № 10. - P. 1353-1362.

75. Chittaboina, S. One-pot synthesis of triazole-linked glycoconjugates / S. Chittaboina, F. Xie, Q. Wang // Tetrahedron Lett. - 2005. - V. 46. - № 13. - P. 2331-2336.

76. Ortega-Munoz, M. Click multivalent heterogeneous neoglycoconjugates - modular synthesis and evaluation of their binding affinities / M. Ortega-Munoz, F. Perez-Balderas, J. Morales-Sanfrutos, F. Hernandez-Mateo, J. Isac-Garcia, F. Santoyo-Gonzalez // European J. Org. Chem.

- 2009. - № 15. - P. 2454-2473.

77. de Oliveira, R.N. Efficient synthesis of some unsaturated [1,2,3]-triazole-linked glycoconjugates / R.N. de Oliveira, D. Sinou, R. Srivastava // J. Carbohydr. Chem. - 2006. - V. 25. - № 5. - P. 407-425.

78. Dondoni, A. C-Glycoside clustering on calix[4]arene, adamantane, and benzene scaffolds through 1,2,3-triazole linkers / A. Dondoni, A. Marra // J. Org. Chem. - 2006. - V. 71. - № 20. -P. 7546-7557.

79. Chwalek, M. Synthesis and biological evaluation of multivalent carbohydrate ligands obtained by click assembly of pseudo-rotaxanes / M. Chwalek, R. Auzely, S. Fort // Org. Biomol. Chem.

- 2009. - V. 7. - № 8. - P. 1680-1688.

80. Soomro, Z.H. CuAAC synthesis of resorcin[4]arene-based glycoclusters as multivalent ligands of lectins / Z.H. Soomro, S. Cecioni, H. Blanchard, J.-P. Praly, A. Imberty, S. Vidal, S.E. Matthews // Org. Biomol. Chem. - 2011. - V. 9. - № 19. - P. 6587-6597.

81. Dubber, M. Exploration of reductive amination for the synthesis of cluster glycosides / M. Dubber, T.K. Lindhorst // Synthesis. - 2001. - № 2. - P. 327-330.

82. Kaufman, R.J. Synthesis of aryl cluster glycosides by cyclotrimerization of 2-propynyl carbohydrate derivatives / R.J. Kaufman, R.S. Sidhu // J. Org. Chem. - 1982. - V. 47. - № 25. - P. 4941-4947.

83. Roy, R. Transition metal catalyzed neoglycoconjugate syntheses / R. Roy, S.K. Das, R. Dominique, M.C. Trono, F. Hernandez-Mateo, F. Santoyo-Gonzalez // Pure Appl. Chem. -1999. - V. 71. - № 4. - P. 565-571.

84. Dondoni, A. Addressing the scope of the azide-nitrile cycloaddition in glycoconjugate chemistry. The assembly of C-glycoclusters on a calix[4]arene scaffold through tetrazole spacers / A. Dondoni, A. Marra // Tetrahedron. - 2007. - V. 63. - № 27. - P. 6339-6345.

85. Touaibia, M. Mannosylated G(0) dendrimers with nanomolar affinities to Escherichia coli FimH / M. Touaibia, A. Wellens, T.C. Shiao, Q. Wang, S. Sirois, J. Bouckaert, R. Roy // ChemMedChem. - 2007. - V. 2. - P. 1190-1201.

86. Lindhorst, T.K. Cluster mannosides as inhibitors of type 1 fimbriae-mediated adhesion of Escherichia coli: pentaerythritol derivatives as scaffolds / T.K. Lindhorst, M. Dubber, U. Krallmann-Wenzel, S. Ehlers // European J. Org. Chem. - 2000. - P. 2027-2034.

87. Sengupta, S. Synthetic studies on dendritic glycoclusters: a convergent palladium-catalyzed strategy / S. Sengupta, S.K. Sadhukhan // Carbohydr. Res. - 2001. - V. 332. - P. 215-219.

88. Dondoni, A. The assembly of carbon-linked calixarene-carbohydrate structures (C-calixsugars) by multiple Wittig olefination / A. Dondoni, M. Kleban, A. Marra // Tetrahedron Lett. - 1997. -V. 38. - № 44. - P. 7801-7804.

89. Sol, V. Nitroglycosylated meso-arylporphyrins as photoinhibitors of gram positive bacteria / V. Sol, P. Branland, R. Granet, C. Kaldapa, B. Verneuil, P. Krausz // Bioorganic Med. Chem. Lett. - 1998. - V. 8. - № 21. - P. 3007-3010.

90. Camponovo, J. "Click" glycodendrimers containing 27, 81, and 243 modified xylopyranoside termini / J. Camponovo, C. Hadad, J. Ruiz, E. Cloutet, S. Gatard, J. Muzart, S. Bouquillon, D. Astruc // J. Org. Chem. - 2009. - V. 74. - № 5629. - P. 5071-5074.

91. Taichi, M. Cell surface and in vivo interaction of dendrimeric ^-glycoclusters / M. Taichi, S. Kitazume, K. Vong, R. Imamaki, A. Kurbangalieva, N. Taniguchi, K. Tanaka // Glycoconj. J. - 2015. - V. 32. - № 7. - P. 497-503.

92. Tanaka, K. Acceleration of Cu(I)-mediated Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition by histidine derivatives / K. Tanaka, C. Kageyama, K. Fukase // Tetrahedron Lett. - 2007. - V. 48. - № 37. - P. 6475-6479.

93. Pourceau, G. Oligonucleotide carbohydrate-centered galactosyl cluster conjugates synthesized by click and phosphoramidite chemistries / G. Pourceau, A. Meyer, Y. Chevolot, E. Souteyrand, J.-J. Vasseur, F. Morvan // Bioconjug. Chem. - 2010. - V. 21. - № 8. - P. 1520-1529.

94. Ghirardello, M. Thiol-ene and thiol-yne-based synthesis of glycodendrimers as nanomolar inhibitors of wheat germ agglutinin / M. Ghirardello, K. Oberg, S. Staderini, O. Renaudet, N. Berthet, P. Dumy, Y. Hed, A. Marra, M. Malkoch, A. Dondoni // J. Polym. Sci. Part A Polym. Chem. - 2014. - V. 52. - P. 2422-2433.

95 Heidecke, C.D. Iterative synthesis of spacered glycodendrons as oligomannoside mimetics and

evaluation of their antiadhesive properties / C.D. Heidecke, T.K. Lindhorst // Chem. - A Eur. J.

- 2007. - V. 13. - № 32. - P. 9056-9067.

96. Chen, Y. Sweet carbon nanostructures: carbohydrate conjugates with carbon nanotubes and graphene and their applications / Y. Chen, A. Star, S. Vidal // Chem. Soc. Rev. - 2013. - V. 42.

- № 11. - P. 4532-4542.

97. Pompeo, F. Water solubilization of single-walled carbon nanotubes by functionalization with glucosamine / F. Pompeo, D.E. Resasco // Nano Lett. - 2002. - V. 2. - № 4. - P. 369-373.

98. Hong, S.Y. Atomic-scale detection of organic molecules coupled to single-walled carbon nanotubes / S.Y. Hong, G. Tobias, B. Ballesteros, F. el Oualid, J.C. Errey, K.J. Doores, A.I. Kirkland, P.D. Nellist, M.L.H. Green, B.G. Davis // J. Am. Chem. Soc. - 2007. - V. 129. - P. 10966-10967.

99. Liu, J. Supramolecular hybrid hydrogels from noncovalently functionalized graphene with block copolymers / J. Liu, G. Chen, M. Jiang // Macromolecules. - 2011. - V. 44. - № 19. - P. 7682-7691.

100. Sudibya, H.G. Interfacing glycosylated carbon-nanotube-network devices with living cells to detect dynamic secretion of biomolecules / H.G. Sudibya, J. Ma, X. Dong, S. Ng, L.-J. Li, X.-W. Liu, P. Chen // Angew. Chem. Int. Ed. - 2009. - V. 48. - № 15. - P. 2723-2726.

101. Nierengarten, J.-F. Fullerene sugar balls / J.-F.Nierengarten, J. Iehl, V. Oerthel, M. Holler, B.M. Illescas, A. Munoz, N. Martin, J. Rojo, M. Sanchez-Navarro, S. Cecioni, S. Vidal, K. Buffet, M. Durka, S.P. Vincent // Chem. Commun. - 2010. - V. 46. - № 22. - P. 3860-3862.

102. Marradi, M. Glyconanoparticles as multifunctional and multimodal carbohydrate systems / M. Marradi, F. Chiodo, I. Garcia, S. Penades // Chem. Soc. Rev. - 2013. - V. 42. - № 11. - P. 4728-4745.

103. Kong, N. Catalyst-free cycloaddition reaction for the synthesis of glyconanoparticles / N. Kong, S. Xie, J. Zhou, M. Menendez, D. Sols, J. Park, G. Proietti, O. Ramstrom, M. Yan // ACS Appl. Mater. Interfaces. - 2016. - V. 8. - № 41. - P. 28136-28142.

104. Gabius, H.-J. The sugar code. Fundamental of glycosciences / H.-J. Gabius // WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2009. - 569 p.

105. Eissa, A.M. Glycopolymer conjugates / A.M. Eissa, N.R. Cameron // Adv. Polym. Sci. - 2013. -V. 253. - P. 71-114.

106. Ting, S.R.S. Synthesis of glycopolymers and their multivalent recognitions with lectins / S.R.S. Ting, G. Chen, M.H. Stenzel // Polym. Chem. - 2010. - V. 1. - № 9. - P. 1392-1412.

107. Fraser, C. Synthesis of glycopolymers of controlled molecular weight by ring-opening metathesis polymerization using well-defined functional group tolerant ruthenium carbene catalysts / C. Fraser, R.H. Grubbs // Macromolecules. - 1995. - V. 28. - № 21. - P. 7248-7255.

108. Aoi, K. Glycopeptide synthesis by an a-amino acid #-carboxyanhydride (NCA) method: ring opening polymerization / K. Aoi, K. Tsutsumiuchi, M. Okada // Macromolecules. - 1994. -V. 27. - № 3. - P. 875-877.

109. Gotz, H. Synthesis of lipo-glycopolymer amphiphiles by nitroxide-mediated living free-radical

polymerization / H. Gotz, E. Harth, S.M. Schiller, C.W. Frank, W. Knoll, C.J. Hawker // J. Polym. Sci. Part A Polym. Chem. - 2002. - V. 40. - № 20. - P. 3379-3391.

110. Grande, D. Glycosaminoglycan mimetic biomaterials. 2. Alkene- and acrylate-derivatized glycopolymers via cyanoxyl-mediated free-radical polymerization / D. Grande, S. Baskaran, E.L. Chaikof // Macromolecules. - 2001. - V. 34. - № 6. - P. 1640-1646.

111. Narain, R. Synthesis of low polydispersity, controlled-structure sugar methacrylate polymers under mild conditions without protecting group chemistry / R. Narain, S.P. Armes // Chem. Commun. - 2002. - № 23. - P. 2776-2777.

112. Ohno, K. Synthesis of a well-defined glycopolymer by nitroxide-controlled free radical polymerization / K. Ohno, Y. Tsujii, T. Miyamoto, T. Fukuda, M. Goto, K. Kobayashi, T. Akaike // Macromolecules. - 1998. - V. 31. - № 4. - P. 1064-1069.

113. Albertin, L. Effect of an added base on (4-cyanopentanoic acid)-4-dithiobenzoate mediated RAFT polymerization in water / L. Albertin, M.H. Stenzel, C. Barner-Kowollik, T.P. Davis // Polymer. - 2006. - V. 47. - № 4. - P. 1011-1019.

114. Toyoshima, M. Preparation of glycopolymer-substituted gold nanoparticles and their molecular recognition / M. Toyoshima, Y. Miura // J. Polym. Sci. Part A Polym. Chem. - 2009. - V. 47. -№ 5. - P. 1412-1421.

115. Slavin, S. Synthesis of glycopolymers via click reactions / S. Slavin, J. Burns, D.M. Haddleton, C.R. Becer // Eur. Polym. J. - 2011. - V. 47. - № 4. - P. 435-446.

116. Auzely-Velty, R. Galactosylated N-vinylpyrrolidone - maleic acid copolymers: synthesis, characterization, and interaction with lectins / R. Auzely-Velty, M. Cristea, M. Rinaudo // Biomacromolecules. - 2002. - V. 3. - № 5. - P. 998-1005.

117. Schmidt, U. Modification of poly(octadecene-alt-maleic anhydride) films by reaction with functional amines / U. Schmidt, S. Zschoche, C. Werner // J. Appl. Polym. Sci. - 2003. - V. 87. - P. 1255-1266.

118. Chang, P.V. Chemical tools for imaging glycans in living systems: diss. ...doctor of phylosophy. Berkeley, 2010. - 145 p.

119. Кучмий, А.А. Методы молекулярной визуализации in vivo / А.А. Кучмий, Г.А. Ефимов, С. А. Недоспасов // Биохимия. - 2012. - Т. 77. - № 12. - С. 1603-10620.

120. Toseland, C.P. Fluorescent labeling and modification of proteins / C.P. Toseland // J. Chem. Biol. - 2013. - V. 6. - № 3. - P. 85-95.

121. Chen, X. Selective chemical labeling of proteins / X. Chen, Y.-W. Wu // Org. Biomol. Chem. -2016. - V. 14. - № 24. - P. 5417-5439.

122. Coltart, D.M. Peptide segment coupling by prior ligation and proximity-induced intramolecular acyl transfer / D.M. Coltart // Tetrahedron. - 2000. - V. 56. - № 22. - P. 3449-3491.

123. Raj, M. Aldehyde capture ligation for synthesis of native peptide bonds / M. Raj, H. Wu, S.L. Blosser, M.A. Vittoria, P.S. Arora // J. Am. Chem. Soc. - 2015. - V. 137. - № 21. - P. 6932-6940.

124. Sechi, S. Modification of cysteine residues by alkylation. A tool in peptide mapping and protein identification / S. Sechi, B.T. Chait // Anal. Chem. - 1998. - V. 70. - № 24. - P. 5150-5158.

125. Kim, Y. Efficient site-specific labeling of proteins via cysteines / Y. Kim, S.O. Ho, NR. Gassman, Y. Korlann, E.V. Landorf, F.R. Collart, S. Weiss // Bioconjug. Chem. - 2008. -V. 19. - № 3. - P. 786-791.

126. Tolbert, T.J. New methods for proteomic research: preparation of proteins with ^-terminal cysteines for labeling and conjugation / T.J. Tolbert, C.H. Wong // Angew. Chem. Int. Ed. -2002. - V. 41. - № 12. - P. 2171-2174.

127. Ren, H. A biocompatible condensation reaction for the labeling of terminal cysteine residues on proteins / H. Ren, F. Xiao, K. Zhan, Y.-P. Kim, H. Xie, Z. Xia, J. Rao // Angew. Chem. Int. Ed.

- 2009. - V. 48. - № 51. - P. 9658-9662.

128. Zhang, C. Site-selective cysteine-cyclooctyne conjugation / C. Zhang, P. Dai, A.A. Vinogradov, Z.P. Gates, B.L. Pentelute // Angew. Chem. Int. Ed. - 2018. - V. 57. - № 22. - P. 6459-6463.

129. Vinogradova, E.V. Organometallic palladium reagents for cysteine bioconjugation / E.V. Vinogradova, C. Zhang, A.M. Spokoyny, B.L. Pentelute, S.L. Buchwald // Nature. - 2015.

- V. 526. - № 7575. - P. 687-691.

130. Shaunak, S. Site-specific PEGylation of native disulfide bonds in therapeutic proteins / S. Shaunak, A. Godwin, J.-W. Choi, S. Balan, E. Pedone, D. Vijayarangam, S. Heidelberger, I. Teo, M. Zloh, S. Brocchini // Nat. Chem. Biol. - 2006. - V. 2. - № 6. - P. 312-313.

131. Assem, N. Acetone-linked peptides: a convergent approach for peptide macrocyclization and labeling / N. Assem, D.J. Ferreira, D.W. Wolan, P.E. Dawson // Angew. Chem. Int. Ed. - 2015.

- V. 54. - № 30. - P. 8665-8668.

132. Lang, K. Bioorthogonal reactions for labeling proteins / K. Lang, J. W. Chin // ACS Chem. Biol.

- 2014. - V. 9. - № 1. - P. 16-20.

133. Mahal, L.K. Engineering chemical reactivity on cell surfaces through oligosaccharide biosynthesis / L.K. Mahal, K.J. Yarema, C.R. Bertozzi // Science. - 1997. - V. 276. - № 5315. - P. 1125-1128.

134. Wendeler, M. Enhanced catalysis of oxime-based bioconjugations by substituted anilines / M. Wendeler, L. Grinberg, X. Wang, P.E. Dawson, M. Baca // Bioconjug. Chem. - 2014. - V. 25. - № 1. - P. 93-101.

135. Crisalli, P. Water-soluble organocatalysts for hydrazone and oxime formation / P. Crisalli, E.T. Kool // J. Org. Chem. - 2013. - V. 78. - № 3. - P. 1184-1189.

136. Agarwal, P. A Pictet-Spengler ligation for protein chemical modification / P. Agarwal, J. van der Weijden, EM. Sletten, D. Rabuka, C.R. Bertozzi // Proc. Natl. Acad. Sci. - 2013. -V. 110. - № 1. - P. 46-51.

137. Agarwal, P. Hydrazino-Pictet-Spengler ligation as a biocompatible method for the generation of stable protein conjugates / P. Agarwal, R. Kudirka, A.E. Albers, R.M. Barfield, G.W. de Hart,

P.M. Drake, L.C. Jones, D. Rabuka // Bioconjug. Chem. - 2013. - V. 24. - № 6. - P. 846-851.

138. Sasaki, T. ^-Terminal labeling of proteins by the Pictet-Spengler reaction / T. Sasaki, K. Kodama, H. Suzuki, S. Fukuzawa, K. Tachibana // Bioorganic Med. Chem. Lett. - 2008. -V. 18. - № 16. - P. 4550-4553.

139. Kitov, P.I. Rapid, hydrolytically stable modification of aldehyde-terminated proteins and phage libraries / P.I. Kitov, D.F. Vinals, S. Ng, K.F. Tjhung, R. Derda // J. Am. Chem. Soc. - 2014. -V. 136. - № 23. - P. 8149-8152.

140. Ji, A. A highly efficient oxidative condensation reaction for selective protein conjugation / A. Ji, W. Ren, H. Ai // Chem. Commun. - 2014. - V. 50. - № 56. - P. 7469-7472.

141. Alam, J. Functionalization of peptides and proteins by Mukaiyama aldol reaction / J. Alam, T.H. Keller, T.-P. Loh // J. Am. Chem. Soc. - 2010. - V. 132. - № 28. - P. 9546-9548.

142. Pattabiraman, V.R. Chemical protein synthesis by chemoselective a-ketoacid-hydroxylamine (KAHA) ligations with 5-oxaproline / V.R. Pattabiraman, A.O. Ogunkoya, J.W. Bode // Angew. Chem. Int. Ed. - 2012. - V. 51. - № 21. - P. 5114-5118.

143. Presolski, S.I. Tailored ligand acceleration of the Cu-catalyzed azide-alkyne cycloaddition reaction: practical and mechanistic implications / S.I. Presolski, V. Hong, S.-H. Cho, M.G. Finn // J. Am. Chem. Soc. - 2010. - V. 132. - № 41. - P. 14570-14576.

144. Saxon, E. Cell surface engineering by a modified Staudinger reaction / E. Saxon, C.R. Bertozzi // Science. - 2000. - V. 287. - P. 2007-2010.

145. van Berkel, S.S. Metal-free triazole formation as a tool for bioconjugation / S.S. van Berkel, A. (Ton) J. Dirks, MF. Debets, FL. van Delft, J.J.L.M. Cornelissen, R.J.M. Nolte, F.P.J.T. Rutjes // ChemBioChem. - 2007. - V. 8. - P. 1504-1508.

146. Ning, X. Visualizing metabolically labeled glycoconjugates of living cells by copper-free and fast Huisgen cycloadditions / X. Ning, J. Guo, M. A. Wolfert, G.-J. Boons // Angew. Chem. Int. Ed. - 2008. - V. 47. - № 12. - P. 2253-2255.

147. Blackman, M.L. Tetrazine ligation: fast bioconjugation based on inverse-electron-demand Diels-Alder reactivity / M.L. Blackman, M. Royzen, J.M. Fox // J. Am. Chem. Soc. - 2008. -V. 130. - № 41. - P. 13518-13519.

148. Lang, K. Genetic encoding of bicyclononynes and trans-cyclooctenes for site-specific protein labeling in vitro and in live mammalian cells via rapid fluorogenic Diels-Alder reactions / K. Lang, L. Davis, S. Wallace, M. Mahesh, D.J. Cox, M.L. Blackman, J.M. Fox, J.W. Chin // J. Am. Chem. Soc. - 2012. - V. 134. - P. 10317-10320.

149. Niederwieser, A. Two-color glycan labeling of live cells by a combination of Diels-Alder and click chemistry / A. Niederwieser, A.-K. Spate, L.D. Nguyen, C. Jungst, W. Reutter, V. Wittmann // Angew. Chem. Int. Ed. - 2013. - V. 52. - P. 4265-4268.

150. Stockmann, H. Exploring isonitrile-based click chemistry for ligation with biomolecules /

H. Stockmann, A.A. Neves, S. Stairs, K.M. Brindle, F.J. Leeper // Org. Biomol. Chem. - 2011. -V. 9. - P. 7303-7305.

151. Ning, X. Protein modification by strain-promoted alkyne-nitrone cycloaddition / X. Ning, R.P. Temming, J. Dommerholt, J. Guo, D.B. Ania, MF. Debets, M.A. Wolfert, G.-J. Boons, F L. van Delft // Angew. Chem. Int. Ed. - 2010. - V. 49. - P. 3065-3068.

152. Zhang, X. Second generation TQ-ligation for cell organelle imaging / X. Zhang, T. Dong, Q. Li, X. Liu, L. Li, S. Chen, X. Lei // ACS Chem. Biol. - 2015. - V. 10. - № 7. - P. 1676-1683.

153. Chalker, J.M. A convenient catalyst for aqueous and protein Suzuki-Miyaura cross-coupling / J.M. Chalker, C.S.C. Wood, B.G. Davis // J. Am. Chem. Soc. - 2009. - V. 131. - № 45.- P. 16346-16347.

154. Kodama, K. Site-specific functionalization of proteins by organopalladium reactions / K. Kodama, S. Fukuzawa, H. Nakayama, K. Sakamoto, T. Kigawa, T. Yabuki, N. Matsuda, M. Shirouzu, K. Takio, S. Yokoyama, K. Tachibana // ChemBioChem. - 2007. - V. 8. - № 2. - P. 232-238.

155. Lin, Y.A. Allyl sulfides are privileged substrates in aqueous cross-metathesis: application to site-selective protein modification / Y.A. Lin, J.M. Chalker, N. Floyd, G.J.L. Bernardes, B.G. Davis // J. Am. Chem. Soc. - 2008. - V. 130. - № 30. - P. 9642-9643.

156. Ourailidou, M.E. Aqueous oxidative Heck reaction as a protein-labeling strategy / M.E. Ourailidou, J.-Y. van der Meer, B.-J. Baas, M. Jeronimus-Stratingh, A.L. Gottumukkala, G.J. Poelarends, A.J. Minnaard, F.J. Dekker // ChemBioChem. - 2014. - V. 15. - № 2. - P. 209-212.

157. Agard, N.J. A strain-promoted [3+2] azide-alkyne cycloaddition for covalent modification of biomolecules in living systems / N.J. Agard, J.A. Prescher, C.R. Bertozzi // J. Am. Chem. Soc. -2004. - V. 126. - № 46. - P. 15046-15047.

158. Baskin, J.M. Copper-free click chemistry for dynamic in vivo imaging / J.M. Baskin, J.A. Prescher, ST. Laughlin, N.J. Agard, P.V. Chang, I.A. Miller, A. Lo, J.A. Codelli, C.R. Bertozzi // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. - 2007. - V. 104. - № 43. - P. 16793-16797.

159. Medina, J.M. Cycloadditions of cyclohexynes and cyclopentyne / J.M. Medina, T.C. McMahon, G. Jimenez-Oses, K.N. Houk, N.K. Garg // J. Am. Chem. Soc. - 2014. - V. 136. - № 42. -P.14706-14709.

160. Carlson, J.C.T. BODIPY-tetrazine derivatives as superbright bioorthogonal turn-on probes / J.C.T. Carlson, L.G. Meimetis, S.A. Hilderbrand, R. Weissleder // Angew. Chem. Int. Ed. -2013. - V. 52. - № 27. - P. 6917-6920.

161. Ogura, A. Chemical glycan conjugation controls the biodistribution and kinetics of proteins in live animals / A. Ogura, A. Kurbangalieva, K. Tanaka // Mini-Rev. Med. Chem. - 2014. - V. 14. - № 13. - P. 1072-1077.

162. Ashwell, G. Carbohydrate-specific receptors of the liver / G. Ashwell, J. Harford // Annu. Rev. Biochem. - 1982. - V. 51. - P. 531-554.

163. Nishikawa, M. Design for cell-specific targeting of proteins utilizing sugar-recognition

mechanism: effect of molecular weight of proteins on targeting efficiency / M. Nishikawa, H. Hirabayashi, Y. Takakura, M. Hashida // Pharm. Res. - 1995. - V. 12. - № 2. - P. 209-214.

164. Nishikawa, M. Galactosylated proteins are recognized by the liver according to the surface density of galactose moieties / M. Nishikawa, C. Miyazaki, F. Yamashita, Y. Takakura, M. Hashida // Am. J. Physiol. - 1995. - V. 268. - № 5. - P. G849-G856.

165. Regino, C.A.S. Two-step synthesis of galactosylated human serum albumin as a targeted optical imaging agent for peritoneal carcinomatosis / C.A.S. Regino, M. Ogawa, R. Afford, K.J. Wong, N. Kosaka, M. Williams, B.J. Feild, M. Takahashi, P L. Choyke, H. Kobayashi // J. Med. Chem. - 2010. - V. 53. - № 4. - P. 1579-1586.

166. Stahl, P.D. Mannose-specific oligosaccharide recognition by mononuclear phagocytes / P.D. Stahl, T.E. Wileman, S. Diment, V.L. Shepherd // Biol. Cell. - 1984. - V. 51. - № 2. - P. 215-218.

167. Yabe, Y. Targeted delivery and improved therapeutic potential of catalase by chemical modification: combination with superoxide dismutase derivatives / Y. Yabe, M. Nishikawa, A. Tamada, Y. Takakura, M. Hashida // J. Pharmacol. Exp. Ther. - 1999. - V. 289. - № 2. - P. 1176-1184.

168. Opanasopit, P. Pharmacokinetic analysis of lectin-dependent biodistribution of fucosylated bovine serum albumin: a possible carrier for Kupffer cells / P. Opanasopit, M. Nishikawa, F. Yamashita, Y. Takakura, M. Hashida // J. Drug Target. - 2001. - V. 9. - P. 341-351.

169. Kim, S. Differential receptor targeting of liver cells using 99mTc-neoglycosylated human serum albumins / S. Kim, J.M. Jeong, M.K. Hong, J.-J. Jang, J. Lee, D.S. Lee, J.-K. Chung, M.C. Lee // Arch. Pharm. Res. - 2008. - V. 31. - № 1. - P. 60-66.

170. McCann, T.E. Biodistribution and excretion of monosaccharide-albumin conjugates measured with in vivo near-infrared fluorescence imaging / T.E. McCann, N. Kosaka, M. Mitsunaga, P.L. Choyke, J.C. Gildersleeve, H. Kobayashi // Bioconjug. Chem. - 2010. - V. 21. - P. 1925-1932.

171. Alexander, V.M. Galactosyl human serum albumin-NMP1 conjugate: a near infrared (NIR)-activatable fluorescence imaging agent to detect peritoneal ovarian cancer metastases / V.M. Alexander, K. Sano, Z. Yu, T. Nakajima, P.L. Choyke, M. Ptaszek, H. Kobayashi // Bioconjug. Chem. - 2012. - V. 23. - P. 1671-1679.

172. Unverzagt, C. Structure-activity profiles of complex biantennary glycans with core fucosylation and with/without additional a2,3/a2,6 sialylation: synthesis of neoglycoproteins and their properties in lectin assays, cell binding, and organ uptake / C. Unverzagt, S. Andre, J. Seifert, S. Kojima, C. Fink, G. Srikrishna, H. Freeze, K. Kayser, H. J. Gabius // J. Med. Chem. - 2002. -V. 45. - № 2. - P. 478-491.

173. Andre, S. Determination of modulation of ligand properties of synthetic complex-type biantennary ^-glycans by introduction of bisecting GlcNAc in silico, in vitro and in vivo / S. Andre, C. Unverzagt, S. Kojima, M. Frank, J. Seifert, C. Fink, K. Kayser, C.-W. von der Lieth, H.-J. Gabius // Eur. J. Biochem. - 2004. - V. 271. - № 1. - P. 118-134.

174. Andre, S. Introduction of extended LEC14-type branching into core-fucosylated biantennary N-glycan: glycoengineering for enhanced cell binding and serum clearance of the neoglycoprotein / S. Andre, S. Kojima, I. Prahl, M. Lensch, C. Unverzagt, H.-J. Gabius // FEBS J. - 2005. - V. 272. - № 8. - P. 1986-1998.

175. Morell, A. Physical and chemical studies on ceruloplasmin / A. Morell, G. Ashwell, A. Irvine, I. Sternlieb, I.H. Cheinberg // J. Biol. Chem. - 1970. - V. 243. - № 1. - P. 155-159.

176. Sato, M. Glycoinsulins: dendritic sialyloligosaccharide-displaying insulins showing a prolonged blood-sugar-lowering activity / M. Sato, T. Furuike, R. Sadamoto, N. Fujitani, T. Nakahara, K. Niikura, K. Monde, H. Kondo, S.-I. Nishimura // J. Am. Chem. Soc. - 2004. - V. 126. - P. 14013-14022.

177. Ogura, A. Glycan multivalency effects toward albumin enable N-glycan-dependent tumor targeting / A. Ogura, T. Tahara, S. Nozaki, H. Onoe, A. Kurbangalieva, Y. Watanabe, K. Tanaka // Bioorg. Med. Chem. Lett. - 2016. - V. 26. - № 9. - P. 2251-2254.

178. Tanaka, K. A cascading reaction sequence involving ligand-directed azaelectrocyclization and autooxidation-induced fluorescence recovery enables visualization of target proteins on the surfaces of live cells / K. Tanaka, M. Kitadani, A. Tsutsui, A.R. Pradipta, R. Imamaki, S. Kitazume, N. Taniguchi, K. Fukase // Org. Biomol. Chem. - 2014. - V. 12. - № 9. - P. 1412-1418.

179. Tanaka, K. Noninvasive imaging of dendrimer-type N-glycan clusters: in vivo dynamics dependence on oligosaccharide structure / K. Tanaka, E.R.O. Siwu, K. Minami, K. Hasegawa, S. Nozaki, Y. Kanayama, K. Koyama, W.C. Chen, J.C. Paulson, Y. Watanabe, K. Fukase // Angew. Chem. Int. Ed. - 2010. - V. 49. - № 44. - P. 8195-8200.

180. Riss-Yaw, B. Reverse anomeric effect in large-amplitude pyridinium amide-containing mannosyl[2]rotaxane molecular shuttles / B. Riss-Yaw, P. Waeles, F. Coutrot // ChemPhysChem. - 2016. - V. 17. - P. 1860-1869.

181. Якубке, Х.-Д. Аминокислоты, пептиды, белки / Х.-Д. Якубке, Х. Ешкайт. - М.: Мир, 1985. - 456 с.

182. Montalbetti, C.A.G.N. Amide bond formation and peptide coupling / C.A.G.N. Montalbetti, V. Falque // Tetrahedron. - 2005. - V. 61. - P. 10827-10852.

183. Лебедев, А.Т. Масс-спектрометрия в органической химии / А.Т. Лебедев. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. - 493 c.

184. Latypova, L. Sequential double "clicks" toward structurally well-defined heterogeneous N-glycoclusters: the importance of cluster heterogeneity on pattern recognition in vivo / L. Latypova, R. Sibgatullina, A. Ogura, K. Fujiki, A. Khabibrakhmanova, T. Tahara, S. Nozaki, S. Urano, K. Tsubokura, H. Onoe, Y. Watanabe, A. Kurbangalieva, K. Tanaka // Adv. Sci. -2017. - V. 4. - № 2. - Art. № 1600394.

185. Antoni, P. A chemoselective approach for the accelerated synthesis of well-defined dendritic architectures / P. Antoni, D. Nystrom, C.J. Hawker, A. Hult, M. Malkoch // Chem. Commun. -

2007. - V. 22. - P. 2249-2251.

186. Appel, R. Tertiary phosphane/tetrachloromethane, a versatile reagent for chlorination, dehydration, and P-N linkage / R. Appel // Angew. Chem. Int. Ed. - 1975. - V. 14. - № 12. - P. 801-811.

187. Mundy, B.P. Name reactions and reagents in organic synthesis / B.P. Mundy, M.G. Ellerd, F.G. Favaloro. - Hoboken: John Wiley & Sons, 2005. - 904 p.

188. Волков, Е.М. Промотирование депротонирующего агента оксидами железа в синтезе дифениловых эфиров / Е.М. Волков, В.Ю. Орлов, А.С. Люткин, Н.В. Дворецкий, А.Д. Котов // Баш. хим. журн. - 2011. - Т. 18. - № 3. - С. 52-54.

189. Klykov, O. Quantification of N-hydroxysuccinimide and N-hydroxysulfosuccinimide by hydrophilic interaction chromatography (HILIC) / O. Klykov, M.G. Weller // Anal. Methods. -2015. - V. 7. - № 15. - P. 6443-6448.

190. Pigge, F.C. Strain-promoted cycloadditions for development of copper-free click reactions / F.C. Pigge // Curr. Org. Chem. - 2016. - V. 20. - № 18. - P. 1902-1922.

191. Mbua, N.E. Strain-promoted alkyne-azide cycloadditions (SPAAC) reveal new features of glycoconjugate biosynthesis / N.E. Mbua, J. Guo, M.A. Wolfert, R. Steet, G.J. Boons // ChemBioChem. - 2011. - V. 12. - № 12. - P. 1912-1921.

192. Sibgatullina, R. Highly reactive "RIKEN click" probe for glycoconjugation on lysines / R. Sibgatullina, K. Fujiki, T. Murase, T. Yamamoto, T. Shimoda, A. Kurbangalieva, K. Tanaka // Tetrahedron Lett. - 2017. - V. 58. - № 20. - P. 1929-1933.

193. Debets, M.F. Aza-dibenzocyclooctynes for fast and efficient enzyme PEGylation via copper-free (3+2) cycloaddition / M.F. Debets, S.S. van Berkel, S. Schoffelen, F.P.J.T. Rutjes, J.C.M. van Hest, F.L. van Delft // Chem. Commun. - 2010. - V. 46. - № 1. - P. 97-99.

194. Debets, M.F. Nanobody-functionalized polymersomes for tumor-vessel targeting / M.F. Debets, W.P.J. Leenders, K. Verrijp, M. Zonjee, S.A. Meeuwissen, I. Otte-Holler, J.C.M. van Hest // Macromol. Biosci. - 2013. - V. 13. - № 7. - P. 938-945.

195. Воловенко, Ю.М. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса для химиков / Ю.М. Воловенко, В.Г. Карцев, И.В. Комаров, А.В. Туров, В.П. Хиля. - М.: МБФНП, 2011. - 704 с.

196. Tohma, H. Hypervalent iodine reagents for the oxidation of alcohols and their application to complex molecule synthesis / H. Tohma, Y. Kita // Adv. Synth. Catal. - 2004. - V. 346. - № 23. - P. 111-124.

197. Minghetti, P.P. Molecular structure of the human albumin gene is revealed by nucleotide sequence within 911-22 of chromosome 4 / P.P. Minghetti, D.E. Ruffner, W.-J. Kuang, O.E. Dennison, J.W. Hawkins, W.G. Beattie, A. Dugaiczyk // J. Biol. Chem. - 1986. - V. 261. -№ 15. - P. 6747-6757.

198. Chopra, A. [99mTc]-Diethylenetriaminepentaacetic acid-galactosyl human serum albumin. [электронный ресурс] Bethesda (MD): National Center for Biotechnology Information (US); 2004-2013. Режим доступа: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK23514/.

199. Ogura, A. A viable strategy for screening the effects of glycan heterogeneity on target organ adhesion and biodistribution in live mice / A. Ogura, S. Urano, T. Tahara, S. Nozaki, R. Sibgatullina, K. Vong, T. Suzuki, N. Dohmae, A. Kurbangalieva, Y. Watanabe, K. Tanaka // Chem. Comm. - 2018. - V. 54. - № 63. - P. 8693-8696.

200. Anadon, A. The role of in vitro methods as alternatives to animals in toxicity testing / A. Anadon, M. A. Martinez, V. Castellano, M.R. Martinez-Larranaga // Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. - 2014. - V. 10. - № 1. - P. 67-79.

201. Fogh, J. The nude mouse in experimental and clinical research / J. Fogh, B.C. Giovanella. -Academic press, Inc., 1978. - 502 p.

202. Hewitt, L.F. Serum proteins in normal and pathological conditions / L.F. Hewitt // Biochem. J. -1938. - V. 32. - P. 1540-1553.

203. Yang, M. Transition metal-mediated bioorthogonal protein chemistry in living cells / M. Yang, J. Li, P R. Chen // Chem. Soc. Rev. - 2014. - V. 43. - P. 6511-6526.

204. Tsubokura, K. In vivo gold complex catalysis within live mice / K. Tsubokura, K.K.H. Vong, A.R. Pradipta, A. Ogura, S. Urano, T. Tahara, S. Nozaki, H. Onoe, Y. Nakao, R. Sibgatullina, A. Kurbangalieva, Y. Watanabe, K. Tanaka // Angew. Chem. Int. Ed. - 2017. - V. 56. - № 13. -P. 3579-3584.

205. Tanaka, K. A submicrogram-scale protocol for biomolecule-based PET imaging by rapid 6n-azaelectrocyclization: visualization of sialic acid dependent circulatory residence of glycoproteins / K. Tanaka, T. Masuyama, K. Hasegawa, T. Tahara, H. Mizuma, Y. Wada, Y. Watanabe, K. Fukase // Angew. Chem. Int. Ed. - 2008. - V. 47. - № 1. - P. 102-105.

206. Гордон, А. Спутник химика / А. Гордон, Р.М. Форд. - М.: Мир, 1976. - 541 с.

207. Arora, M. Cell culture media: a review / M. Arora // Mater methods. - 2013. - V. 3. - Art. № 175.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(обязательное)

Спектральные данные (ИК, ЯМР 1Н, ЯМР 13С{1Н}, 1Н-13С HSQC, HRMS ESI, MALDI-TOF-MS) и данные метода ВЭЖХ для новых синтезированных соединений

п п го

Г\| Г\|

N I г-1

СН2СООН 3Л = 7.4

^N3 3Л = 6.9

о

Г\1

3.3 3.2 3.1 3.0 2.9 2.3 2.7 2.6 2.5 2.4 2.3 2.2

А (мд)

2.0 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3

б)

м т го

Ч I ^

СН21Ч3 3Л = 6.9

со

(Ч

I

ГМ (Ч (М

N I ^

СН2 (ЫНБ)

СН2СОО 3Л = 7.4

СН2СН2СОО 3Л = 7.4

3.3 3.2 3.1 3.0

2.5

2.4 2.3 П(мд)

Рисунок 1 - Спектры ЯМР 1Н соединений: а) 3, б) 4 (СБС1э, 400 МГц).

Рисунок 2 - ВЭЖХ хроматограммы реакционных смесей в синтезах гликаназидов: а) 5а, б) 5с, в) г) 5е. Колонка «Сosmosil 5С18-АЯ-300» для обращенно-фазового варианта ВЭЖХ, градиент В 0-100 % в течение 30 минут, детекция при 280 нм.

б)

Рисунок 3 - Масс-спектры высокого разрешения гликаназидов: а) 5d, б) 5f (общий вид спектра,

о_

фрагмент спектра, содержащий пик [М-2Н] /2, расчетные данные (программа Bruker Compass

«1 т 00 о

об о К —; сК

СП о т с^ ■о чо

О*! —1 г- и") тг ,—I

сч п —( —( —I —<

СН

N..

I I

С=О

С=С

3100

2900

2700

2500

2300

2100

1900 ст-1

1700

1500

1300

1100

900

б)

Т- О СО СО

^ со ео

СО <£> СО СО

т о V г-

^ г^ ^ со

ю т

1Г1 им СМ! СМ

Н

аром

1 1 Г" ррт 7.0

I;

ОСН2СН3 3Л = 7.1

1

3Л = 6.5

6.0

5.0

(Й

<—_ О СИ

^ ^ со

со г*- со г--

3Л = 7.5

3Л = 7.5 3Л = 6.5

ллл.

у ^ у

м А- Ь.

"Т" 4.0

3.0

ОСН2СН3 3Л=7.1

2.0

—Г-1.0

Рисунок 4 - Спектры: а) ИК, б) ЯМР 1Н (СБС1э, 400 МГц) соединения 9.

г*- □ т

б)

Н

СН2Мз

ОСН

аром

2 СН2-С(0)

СН

СНз

Аа

СН,-С(О)

СН21Ч3 ОСН2

С

аром

-50

-100

1 1 I 1 1 1 1 I 1 1 1 1 I 1 1 1 1 I 1 1 1 1 I 1 1 1 1 I 1 1 1 1 I ррт (12) 7.0 3.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0

-150

ррт (И)

'■о

(Ч

л л о а <т>

Т Ч СЭ

К? Щ К? 40 4В

Н

аром

J

1

' I ' I

8 £

тг ыэ ** п И О) о; -а- рэ с) рэ

о СО (О -Ч- п о

а ь, Он К 1С ") т

И И И <- ч-

а а ¡а & з в Я Й 8 и я "

^ I

г |

7 О

60

ОСН2СН2

СН2^

J

И

СН2-С(О)

СНгСН2-С(О)

ОСН2СН,

СН

Л

V ¥

VLт-,

Г- А Ь. -Л