Advancing structural and isomeric characterization of human milk oligosaccharides using 1H-15N NMR spectroscopy
Garádi Zsófia
Gyógyszertudományok
Dr. Zelkó Romána
Semmelweis Egyetem Elméleti Orvostudományi Központ Hári Pál Előadóterem
2025-07-11
A gyógyszerészeti tudományok korszerű kutatási irányai
Dr. Antal István
Dr. Béni Szabolcs
Mazákné Dr. Kraszni Márta
Dr. Timári István
Dr. Tábi Tamás
Dr. Pálla Tamás
Dr. Szalainé Ágoston Bianka
A disszertációban anyatej oligoszacharidok átfogó szerkezeti és izomer jellemzését végeztük el 1H-15N NMR spektroszkópia alkalmazásával. Az 1H-15N HSQC és HSQC-TOCSY technikák integrálásával elsőként igazoltuk ezen módszerek alkalmasságát HMO izomerek megkülönböztetésére.
Elsőként alkalmaztunk 2D heteronukleáris 15N NMR technikákat HMO izomerek karakterizálására, különös figyelmet fordítva az N-acetilglükózamin és az N-acetilneuraminsav egységek 1H és 15N kémiai eltolódásainak vizsgálatára. Az 1H-15N korrelációk megfigyelésével új megközelítést vezettünk be a tri-, tetra- és pentaszacharid szerkezeti izomer HMOk (3’SL, 6’SL, LNT, LNnT, LNFP II, LNFP III, LSTa, LSTb) megkülönböztetésére. Eredményeink azt mutatják, hogy a GlcNAc és Neu5Ac molekularészek érzékeny riporteregységként szolgálnak, tükrözve a különböző anyatej oligoszacharidokon belüli kémiai környezetet.
Az 1H-15N HSQC módszer alkalmazását kiterjesztettük komplexebb, anyatejből izolált hexa-, hepta- és oktaszacharidokra (LNH, LNnH, MFLNH III, MFLNnH I, MFLNnH II, DFLNnH) is. Ezáltal betekintést nyertünk olyan finomszerkezeti jellemzőkre, mint a fukozilációs mintázatok, a glikozidos kötések típusa, valamint az elágazás jelenléte a redukáló láncvégen található galaktóz egység 6-os pozíciójában. Nagy hangsúlyt fektettünk a Lewis X (LeX) motívum vizsgálatára, melyen keresztül bemutattuk, hogy a GlcNAc egységek 1H-15N kémiai eltolódásai információval szolgálnak az elágazási és fukozilációs mintázatok szerkezeti sajátságairól. Az 1H-15N HSQC spektrumokban megfigyelhető karakterisztikus mintázatok lehetővé tették a GlcNAc-alapú alegységek osztályozását is, elősegítve a HMOk gyors és pontos azonosítását.
Továbbá demonstráltuk, hogy az 1H-15N HSQC technika alkalmazható HMO-keverék szerkezetvizsgálatára is, ami új lehetőséget nyújt a komplex oligoszacharid minták gyors és megbízható elemzésére.
Eredményeink hozzájárulnak a glikokémiai kutatásokhoz azáltal, hogy új, roncsolásmentes és nagy felbontású analitikai megközelítést kínálnak a bioaktív oligoszacharidok szerkezetvizsgálatához és izomerjeinek megkülönböztetéséhez.
