Мы демонстрируем, как использовать наше недавно разработанное программное обеспечение, Auto-CHO, для иерархического и программируемого синтеза олигосахарида в одном горшке. Auto-CHO включает в себя алгоритмы на расширенных строительных блоках, с относительными значениями реактивности, прогнозируемыми с помощью машинного обучения. Программное обеспечение Auto-CHO обеспечивает ценное руководство для выбора строительного блока, а также иерархический план для нескольких один горшок синтез более сложных гликанов через фрагмент композиции.
Последствия этого метода распространяются на терапию рака или инфекционных заболеваний с помощью терапевтических средств на основе углеводов. Прежде чем использовать Auto-CHO, пожалуйста, убедитесь, что среда Java Runtime была установлена на ПК или Mac. Визуальная демонстрация манипуляций с программным обеспечением Auto-CHO и связанного с ними эксперимента по определению значения реактивности помогут химикам следовать протоколу и быстро приступить к эксперименту.
Для выполнения инициализации программного обеспечения среды Java Runtime перейдите на веб-сайт Auto-CHO и загрузите программное обеспечение в соответствии с операционной системой. В настоящее время Auto-CHO поддерживает Windows, macOS и Ubuntu. Последнее руководство для пользователей PDF представлено на веб-сайте Auto-CHO.
Для пользователей Windows, распаковать Auto-CHO Windows. молнии, и двойной щелчок на Auto-CHO. банку в папке Auto-CHO Windows для запуска программы.
Вввнесите желаемую структуру гликан. Выберите нарисовать структуру гликан или прочитать существующий файл структуры. Чтобы ввести, рисуя, нажмите на редактировать гликан glycanBuilder, или область нажмите здесь, чтобы редактировать синтетическую цель, чтобы нарисовать и отредактировать структуру запроса GlycanBuilder.
Не следует игнорировать информацию о связи и хиральности. Нажмите на кнопки Globo-H, SSEA-4 или OligoLacNAc для отображения примеров. Закройте диалог GlycanBuilder для полного редактирования.
Определите параметры поиска во вкладке параметров, чтобы получить разумные результаты поиска. Нажмите на кнопку "Хорошо", чтобы включить новые настройки. Параметр по умолчанию заключается в поиске только экспериментальной библиотеки.
При желании искать как экспериментальные, так и виртуальные библиотеки, выберите вкладку библиотеки виртуального строительного блока. Выберите использовать экспериментальные и виртуальные библиотеки, а также применять фильтрацию для отображения виртуальных строительных блоков с определенными критериями. Экспериментальные и виртуальные строительные блоки могут работать вместе, чтобы повысить способность к поиску Auto-CHO.
В настоящее время Auto-CHO предоставляет более 50 000 виртуальных строительных блоков, с прогнозируемыми RRVs в библиотеке. Проверьте один или несколько желаемых виртуальных строительных блоков, которые пользователь хотел бы использовать для поиска. Нажмите на выбранной на выставке кнопку виртуальных строительных блоков, чтобы показать только выбранные виртуальные строительные блоки.
Нажмите на кнопку отфильтрованных виртуальных строительных блоков, чтобы показать только виртуальные строительные блоки с определенными критериями, определенными пользователем. Нажмите на кнопку «Показать все виртуальные строительные блоки», чтобы показать все доступные виртуальные строительные блоки и сбросить фильтр. Выберите вкладку структуры запроса и нажмите кнопку библиотеки блока поиска, чтобы найти синтетические решения для структуры запроса.
Затем подтвердите настройки параметра. Поиск результата зрителя. Результат поиска отображается во вкладке визуализации результатов.
В столбце уменьшения конечного приемора различных номеров остатков отображаются в столбце конечных приемов. Далее выберите конечный прием на конец. Решения отображаются в списке синтетических решений.
Фрагменты показаны в списке фрагментов, чтобы предложить, сколько фрагментов должно быть использовано в синтезе. Система предоставляет подробную информацию о каждом фрагменте, включая РРВ фрагмента, вычислительную урожайность, а также о том, какая защитная группа должна быть депротекирована для использования фрагмента в реакции одного горшка. Также отображаются строительные блоки, используемые для сборки выбранного фрагмента, и информация о подключении фрагментов.
Для экспериментальных строительных блоков, просматривать и проверять химические структуры выбранных строительных блоков в химической структуре области строительного блока, а также увидеть подробную информацию строительного блока браузера. В 10-миллилитровой круглой нижней колбе смешайте двух тиогликозидных доноров, абсолютный метанол и ддририт в DCM. Затем перемешать при комнатной температуре в течение одного часа.
Возьмите 30-микролитер aliquot этой смеси и ввести смесь в высокой производительности жидкой хроматографии в три отдельных инъекций. Измерьте коэффициент между поглощением и концентрацией молекулы донора в базовых условиях разделения. Добавьте раствор 0,5 молярного N-Iodosuccinimide в ацетонитриле в реакционной смеси, а затем добавление 0,1 моларного трифторометанесульфонового кислотного раствора.
Перемешать смесь при комнатной температуре в течение двух часов. Затем разбавьте реакционной смесь четырьмя миллилитровами DCM. Фильтр и промыть реакцию с насыщенным аквеозным тиосульфатом натрия, содержащим 10% карбоната водорода натрия.
Теперь извлекайте aqueous слой 3 времени с 5 миллилитров DCM. Смешайте все органические слои и вымойте пятью миллилитров рассола. Затем высушите комбинированные слои примерно 200 миллиграммами сульфата ангидроя магния.
Встряхните смесь мягко в течение 30 секунд, и фильтровать его через воронку с рифленой фильтровальной бумагой для того, чтобы удалить сульфат магния. Затем соберите фильтрат в 25-миллилитровую круглую нижнюю колбу. Удалите растворитель, используя роторный испаритель.
Растворите остаток в одном миллилитре DCM. Возьмите 30-микролитер aliquot этой смеси, и ввести его в высокой производительности жидкой хроматографии в три отдельных инъекций. Измерьте концентрацию остальных доноров HPLC при тех же условиях разделения.
Измерьте относительную реактивность. Исходя из относительного значения реактивности DR4, относительное значение реактивности DX1 составляет три. Результат поиска Auto-CHO, основанный на параметрах параметра по умолчанию, указывает на то, что SSEA-4 может быть синтезирован реакцией два плюс один плюс три.
При выборе эндоприема трисакхарида программа показывает четыре потенциальных решения для запроса. Первое решение имеет один фрагмент, а его расчетная доходность составляет около 94%Фрагмент может быть синтезирован двумя строительными блоками. RRV первого disaccharide строительного блока 1462, и RRV второго monosaccharide 32.0.
Показана также химическая структура первого предложенного строительного блока, используемого в реакции одного горшка. Эксперимент с одним горшком показывает, что SSEA-4 может быть успешно синтезирован в 43%yield этим предложением. SSEA-4 может быть синтезирован тремя единицами, предложенными Auto-CHO.
Эти единицы включают силеле disaccharide строительный блок один, monosaccharide строительный блок два, и сокращение конца приемной три. Для параметров мы предлагаем установить параметры с более строгими критериями в начале. Для выбора библиотеки строительного блока мы предлагаем искать экспериментальную библиотеку только в первую очередь.
Благодаря этой демонстрации, мы надеемся, что более важные гликаны, такие как связанные с опухолью углеводные антигены, могут быть синтезированы одним горшком подход для дальнейших исследований. После этой процедуры, синтез всех таких антигенов может быть выполнен для того, чтобы разработать углеводной основе вакцин против рака. Мы также надеемся, что искусственный интеллект и компьютерные алгоритмы могут облегчить автоматизированный синтез гликан в интересах лечения и профилактики заболеваний.
