Uso di idrolasi immobilizzate nell'idrolisi regioselettiva di monosaccaridi acetilati

Oligosaccharides mediate numerous events including inflammation, cell-cell recognition, immunological response, metastasis and fertilization. Alterations of the oligosaccharide composition on the cell surface are often associated with pathological phenomena such as cancer, bacterial and viral infections. The chemical synthesis of oligosaccharides is very complex. Monosaccharides usable as natural or synthetic starting products bind to each other through glycosidic bonds that require regio- and stereoselectivity. The preparation of intermediates bearing a free hydroxyl group in a specific position with traditional methods involves the use of different protective reactions, with different protective groups, to obtain monosaccharides with only one hydroxyl in free form through different synthetic steps. This is at the expense of yield, product purity and, last but not least, high costs. The aim of this Thesis was the regioselective hydrolysis of several acetylated and functionalized monosaccharides (manno-derivatives) catalyzed by immobilized hydrolases (Candida rugosa lipase, CRL, and acetyl xylane esterase from Bacillus pumilus, AXE). For this purpose, the selectivity of the two enzymes towards the different derivatives (different substituent in an anomeric position of the substrate) was studied. The monodeprotected compounds obtained were completely characterized by nuclear magnetic resonance (NMR) and mass spectrometry (MS).

Gli oligosaccaridi mediano numerosi eventi tra i quali l’infiammazione, il riconoscimento cellula-cellula, la risposta immunologica, le metastasi e la fecondazione. Alterazioni della composizione oligosaccaridica sulla superficie delle cellule sono spesso associate a fenomeni patologici come il cancro, le infezioni batteriche e quelle virali. La sintesi chimica degli oligosaccaridi è molto complessa. Monosaccaridi utilizzabili come prodotti di partenza naturali o sintetici si legano tra loro attraverso legami glicosidici che richiedono regio- e stereoselettività. La preparazione di intermedi recanti un gruppo ossidrilico libero in una specifica posizione con metodologie tradizionali prevede il ricorso a diverse reazioni di protezione, con gruppi protettivi differenti, per ottenere monosaccaridi con un solo ossidrile in forma libera attraverso diversi step sintetici. Ciò a discapito della resa, purezza del prodotto e, non ultimo, costi elevati. L’obiettivo di questo lavoro di tesi è stata l’idrolisi regioselettiva di diversi monosaccaridi (manno-derivati) acetilati e funzionalizzati in posizione anomerica catalizzata da idrolasi immobilizzate (lipasi da Candida rugosa, CRL, e acetil xilano esterasi da Bacillus pumilus, AXE). A tal fine, la selettività dei due enzimi nei confronti dei diversi derivati (diverso sostituente in posizione anomerica del substrato) è stata studiata. I composti monodeprotetti ottenuti sono stati completamente caratterizzati mediate risonanza magnetica nucleare (NMR) e spettrometria di massa (MS).