リソグリコリンゴ脂質産生のためのスフィンゴ脂質セラミドN-デアシラーゼの反応平衡を制御するための容易な方法

グリコリンゴ脂質（GSL）のnデアシル型型であるLyso-Glycosphing脂質（Lyso-GSLS）は、GSL類似体の調製のための重要な合成中間体です。スフィンゴ脂質セラミドN-デアシラーゼ（SCDase）を使用して天然GSLSを加水分解することによりLyso-GSLSは生成できますが、SCDaseも逆反応を触媒し、最終的に加水分解と合成の間の平衡を確立するため、この反応の収率は通常低くなります。本研究では、酵素反応系に二価金属カチオンと洗剤を導入することにより、反応平衡を制御するための効率的な方法を開発しました。Ca（2+）とタウロデオキシコレートの両方の水和物の両方の存在下で、生成された脂肪酸は不溶性ステアレート塩の形成と加水分解に対する反応均衡を押し進めることによって沈殿しました。GM1加水分解の収率は96％に達することができ、非最適化された状態と比較して最大45％の改善が得られます。準備規模では、75 mgのLyso-GM1が90％の収量で100 mgのGM1から得られました。この方法は、さまざまなGSLおよびスフィンゴミエリンの効率的な加水分解にも使用できます。したがって、この方法は、さらなるGSL研究を促進するために、Lyso-GSL生産のための容易で簡単にスケーラブルで一般的なツールとして機能する必要があります。

Lyso-glycosphingolipids (lyso-GSLs), the N-deacylated forms of glycosphingolipids (GSLs), are important synthetic intermediates for the preparation of GSL analogs. Although lyso-GSLs can be produced by hydrolyzing natural GSLs using sphingolipid ceramide N-deacylase (SCDase), the yield for this reaction is usually low because SCDase also catalyzes the reverse reaction, ultimately establishing an equilibrium between hydrolysis and synthesis. In the present study, we developed an efficient method for controlling the reaction equilibrium by introducing divalent metal cation and detergent in the enzymatic reaction system. In the presence of both Ca(2+) and taurodeoxycholate hydrate, the generated fatty acids were precipitated by the formation of insoluble stearate salts and pushing the reaction equilibrium toward hydrolysis. The yield of GM1 hydrolysis can be achieved as high as 96%, with an improvement up to 45% compared with the nonoptimized condition. In preparative scale, 75 mg of lyso-GM1 was obtained from 100 mg of GM1 with a 90% yield, which is the highest reported yield to date. The method can also be used for the efficient hydrolysis of a variety of GSLs and sphingomyelin. Thus, this method should serve as a facile, easily scalable, and general tool for lyso-GSL production to facilitate further GSL research.