化学酶催化技术已被广泛应用于药物开发，其能够有效地弥补常规合成方法的不足。目前，该技术在实现结构复杂的聚糖的区域选择性和立体选择性构建等方面具有很好的应用价值，但其还很少被应用于开发正电子发射断层扫描(PET)示踪剂。加州大学旧金山分校David M. Wilson设计了一种将临床成像中最常用的示踪剂2-脱氧-[¹⁸F]-氟-D-葡萄糖([18F]FDG)二聚以形成[¹⁸F]标记的双糖的方法，其可通过基于细菌特异性的多糖结合来检测体内的微生物。

本文要点：

（1）有麦芽糖磷酸化酶存在时，[¹⁸F]FDG会与β-D-葡萄糖-1-磷酸发生反应，得到α-1,4-和α-1,3-连接的产物2-脱氧-[¹⁸F]-氟麦芽糖([¹⁸F]FDM)和2-脱氧-2-[¹⁸F]-氟-糖化曲二糖([¹⁸F]FSK)。此外，该方法也能够被进一步扩展，以利用海藻糖(α，α-1,1)、层状糖(β-1,3)和纤维二糖(β-1,4)磷酸化酶合成2-脱氧-2-[¹⁸F]氟-海藻糖([¹⁸F]FDT)、2-脱氧-2-[¹⁸F]氟-昆布二糖([¹⁸F]FDL)和2-脱氧-2-[¹⁸F]氟-纤维素二糖([¹⁸F]FDC)。

（2）研究者在体外对[¹⁸F]FDM和[18F]FSK进行了测试，发现其可在几种临床相关病原体(包括金黄色葡萄球菌和鲍曼不动杆菌)中积累，并证明了它们能够在体内实现特异性摄取。此外，[¹⁸F]FDM和[¹⁸F]FSK也可在人血清中稳定，并在临床前感染模型中实现高效积累。实验结果表明，易于合成且对金黄色葡萄球菌(包括耐甲氧西林(MRSA))菌株具有高敏感性的[¹⁸F]FDM和[¹⁸F]FSK示踪剂有望实现临床转化以用于感染患者的诊断。综上所述，该研究工作表明化学酶催化放射性合成[¹⁸F] FDG衍生的低聚物有望为构建PET放射性示踪剂以用于细菌感染和肿瘤的诊断提供新的途径。

Alexandre M. Sorlin. et al. Chemoenzymatic Syntheses of Fluorine-18-Labeled Disaccharides from [¹⁸F] FDG Yield Potent Sensors of Living Bacteria In Vivo. Journal of the American Chemical Society. 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c03338

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c03338