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Acides sialiques et oligosaccharides sialylés
bolique dans ces organismes, mais elle fonctionne dans le sens synthétique en présence d’un excès de pyruvate. Elle est commercialement accessible à un prix
acceptable et son clonage a été breveté. L‘enzyme immobilisée sur agarose
conserve encore 80 % de son activité après quatre utilisations consécutives et
permet la synthèse de l’acide N-acétylneuraminique à l’échelle de la vingtaine de
grammes. En raison du prix élevé de la N-acétylmannosamine pure, on utilise
comme produit de départ le mélange de N-acétylmannosamine et N-acétylglucosamine obtenu par épimérisation alcaline de ce dernier sucre (dont le prix est
négligeable). L‘épimère D-glum n’étant rigoureusement pas substrat, l’enzyme
n’utilise que la N-acétylmannosamine131. L‘aldolase immoblisée a également permis de préparer en quantité appréciable un certain nombre des acides sialiques du
tableau 12.2. Le produit de départ est un dérivé 2-azido-2-déoxy-P-D-munno qui
permet, en jouant sur les groupements protecteurs d’obtenir des mannosamines
diversement substituées en 2, 4 et 6. Ainsi ont été préparés les acides N-acétylés
NeuS,9Ac2 et NeuSAc9Lac, les acides N-glycollylés Neu5Gc et Neu9Ac5Gc et
un acétate de NeuSGc, N~u~(COCH,OAC)[~]. Ces acides sont très répandus chez
les animaux, mais non séparables à partir des sources naturelles en quantité suffisante pour une étude complète. L‘aldolase accepte donc d’autres substrats que
Man Ac, un point sur lequel nous reviendrons ci-dessous. Une autre adaptation de
la synthèse enzymatique de l’acide sialique utilise la N-acétylglucosamine comme
substrat et un système de deux enzymes, qui associe à la sialyl aldolase une épiméruse. Celle-ci met en équilibre la N-acétylglucosamine et son épimère manno
dans le réacteur, à un pH (7,O - 8,O) compatible avec le fonctionnement de l’aldolase. Ces deux enzymes ne sont pas immobilisées, mais en solution aqueuse et
sont retenues dans le réacteur par une membrane semi-perméable, qui laisse passer substrats et
Une installation de ce type a permis la préparation de
3 3 kg d’acide sialique.
Nous allons maintenant revoir le problème de la spécificité de l’enzyme. I1 est
instructif de revenir sur le KDN, 12.5. La sialyl aldolase le met en équilibre avec
ses deux produits de rupture aldolique, le D-mannose et le pyruvate. La conversion peut être orientée dans le sens synthétique et on peut préparer très efficacement le KDN avec cette enzyme, à partir de ces deux produits très communs, à
n’importe quelle échelle161. En fait le D-mannose est au moins aussi bon substrat
que ManAc. Ceci suggère que la nature du substituant en 2 est peu importante,
pourvu qu’il soit axial[7] ‘*I. Effectivement, ce principe a permis de préparer des
acides nonulosonique avec des substituants variés en 5 , tels les acides 5-déoxy,
12.6, 5-azido, 12.7, et 5-phényl, 12.8. Les << mannoses désoxygénés >> en 2, 4, 5
ou 6 donnent avec un bon rendement les acides nonulosoniques 5-, 7-, 8-, ou 9déoxy. Le sucre obtenu en supprimant la chaîne latérale du D-mannopyranose,
c’est-à-dire le D-lyxopyranose, donne l’acide octulosonique 12.11. Son produit de
désoxygénation sur C(2), le 2-déoxy-D-rhréo-pentose est le substrat le plus simple
connu à ce jour : il donne l’acide 12.12 d’une façon préparative.
Parmi les non-substrats nous avons noté GlcNAc, mais, fait remarquable, I’acide sialique des étoiles de mer NeuSGcSMe, 12.9, résiste à l’aldolase. Le produit
Acides sialiques et oligosaccharides sialylés
bolique dans ces organismes, mais elle fonctionne dans le sens synthétique en présence d’un excès de pyruvate. Elle est commercialement accessible à un prix
acceptable et son clonage a été breveté. L‘enzyme immobilisée sur agarose
conserve encore 80 % de son activité après quatre utilisations consécutives et
permet la synthèse de l’acide N-acétylneuraminique à l’échelle de la vingtaine de
grammes. En raison du prix élevé de la N-acétylmannosamine pure, on utilise
comme produit de départ le mélange de N-acétylmannosamine et N-acétylglucosamine obtenu par épimérisation alcaline de ce dernier sucre (dont le prix est
négligeable). L‘épimère D-glum n’étant rigoureusement pas substrat, l’enzyme
n’utilise que la N-acétylmannosamine131. L‘aldolase immoblisée a également permis de préparer en quantité appréciable un certain nombre des acides sialiques du
tableau 12.2. Le produit de départ est un dérivé 2-azido-2-déoxy-P-D-munno qui
permet, en jouant sur les groupements protecteurs d’obtenir des mannosamines
diversement substituées en 2, 4 et 6. Ainsi ont été préparés les acides N-acétylés
NeuS,9Ac2 et NeuSAc9Lac, les acides N-glycollylés Neu5Gc et Neu9Ac5Gc et
un acétate de NeuSGc, N~u~(COCH,OAC)[~]. Ces acides sont très répandus chez
les animaux, mais non séparables à partir des sources naturelles en quantité suffisante pour une étude complète. L‘aldolase accepte donc d’autres substrats que
Man Ac, un point sur lequel nous reviendrons ci-dessous. Une autre adaptation de
la synthèse enzymatique de l’acide sialique utilise la N-acétylglucosamine comme
substrat et un système de deux enzymes, qui associe à la sialyl aldolase une épiméruse. Celle-ci met en équilibre la N-acétylglucosamine et son épimère manno
dans le réacteur, à un pH (7,O - 8,O) compatible avec le fonctionnement de l’aldolase. Ces deux enzymes ne sont pas immobilisées, mais en solution aqueuse et
sont retenues dans le réacteur par une membrane semi-perméable, qui laisse passer substrats et
Une installation de ce type a permis la préparation de
3 3 kg d’acide sialique.
Nous allons maintenant revoir le problème de la spécificité de l’enzyme. I1 est
instructif de revenir sur le KDN, 12.5. La sialyl aldolase le met en équilibre avec
ses deux produits de rupture aldolique, le D-mannose et le pyruvate. La conversion peut être orientée dans le sens synthétique et on peut préparer très efficacement le KDN avec cette enzyme, à partir de ces deux produits très communs, à
n’importe quelle échelle161. En fait le D-mannose est au moins aussi bon substrat
que ManAc. Ceci suggère que la nature du substituant en 2 est peu importante,
pourvu qu’il soit axial[7] ‘*I. Effectivement, ce principe a permis de préparer des
acides nonulosonique avec des substituants variés en 5 , tels les acides 5-déoxy,
12.6, 5-azido, 12.7, et 5-phényl, 12.8. Les << mannoses désoxygénés >> en 2, 4, 5
ou 6 donnent avec un bon rendement les acides nonulosoniques 5-, 7-, 8-, ou 9déoxy. Le sucre obtenu en supprimant la chaîne latérale du D-mannopyranose,
c’est-à-dire le D-lyxopyranose, donne l’acide octulosonique 12.11. Son produit de
désoxygénation sur C(2), le 2-déoxy-D-rhréo-pentose est le substrat le plus simple
connu à ce jour : il donne l’acide 12.12 d’une façon préparative.
Parmi les non-substrats nous avons noté GlcNAc, mais, fait remarquable, I’acide sialique des étoiles de mer NeuSGcSMe, 12.9, résiste à l’aldolase. Le produit