Structural Analysis of the Unusual Sugar-Containing Oligosaccharides Formed by the Selective Cleavage of Weakly Acidic Polysaccharide

약산성 다당의 선택적 분해 과정에서 얻어진 특이당 함유 Oligo당의 구조적 분석

By sequential degradation using partial acid hydrolysis of a weakly acidic polysaccharide (GL-4IIb2'), two acidic oligosaccharide fragments, PA-2' and PA-1-III were isolated and their structures were characterized. PA-2' consisted of almost equal proportion of a rhamnose (Rha) and an unusual sugar, 3-deoxy-D-manno-2-octurosonic acid (Kdo). When permethylated oligosaccharide-alditol derived from PA-2' was analyzed by GC-MS, the peak gave the fragment ions at m/z 189 $(bA_1,\;6-deoxyhexose)$ and at m/z 308 $(aJ_2,\;alditol\;from\;Kdo)$. The peak also gave the characteristic ion at m/z 162 but it did not give the fragment ion at m/z 177, suggesting that Kdo is substituted at C5 but not at C4. Methylation analysis also indicated that PA-2' was composed mainly of terminal Rhap and 5-substituted Kdo. When the reduced product from PA-2' was analyzed by $^1H-NMR$, it gave a signal at 5.09 ppm due to an anomeric proton of ${\alpha}-L-Rha$. These results indicated that PA-2' mainly contained ${\alpha}-L-Rhap-(1{\rightarrow}5)-Kdo$. On the other hand, PA-1-III mainly comprised Rha and Kdo in addition to small proportions of arabinose (Ara) and 3-deoxy-D-lyxo-2-heptulosaric acid (Dha). MS analysis of permethylated oligosaccharide-alditols from PA-1-III suggested that the major peak 1P was $Rhap-(1{\rightarrow}5)-Kdo$ whereas the minor peaks 2P and 3P possessed $Araf-(1{\rightarrow}5)-Dha$ unit and these peaks were produced as epimers during reduction of carbonyl groups in Dha.

약산성 다당 GL-4IIb2'에 대해 연속적 부분 산가수 분해 과정을 거쳐, 2종의 oligo당 획분 PA-2' 및 PA-1-III를 분리하고 그들의 구조분석을 행하였다. PA-2'는 주요 구성당으로 Rha 와 특이당 Kdo를 동일한 비율로 함유하고 있었으며, permethylated oligosaccharide-alditol로 전환시켜, GC-MS로 분석한 결과, m/z 189$(bA_1)$및 m/z 308 $(aJ_2)$에서 6-deoxyhexose와 Kdo에 기인하는 fragment ion이 관찰되었다. 이 peak는 m/z 162에서 특징적인 ion을 나타낸 반면 m/z 177 ion이 관찰되지 않음으로써 Kdo의 C4위치가 아닌 C5위치가 치환되어 있음을 알 수 있었다. 한 methyl화 분석 결과, PA-2'은 환원말단 Rhap와 5-substituted Kdo가 높은 비율로 검출되었으며 환원 형태의 PA-2'를 대상으로 $^1M-NMR$ 분석을 하였을 때 ${\delta}$ 5.09 ppm에서 ${\alpha}-L-Rha$의 anomeric proton에 기인한 단일 signal이 관찰되었다. 이상의 결과로 부터 PA-2'는 주로 ${\alpha}-L-Rhap-(1{\rightarrow}5)-Kdo$로 구성되었다는 사실을 알 수 있었다 한편. PA-1-III는 소량의 Ara 믹 Dha와, 다량의 Rha 및 Kdo가 주요 구성당으로 나타났으며, PA-1-III 획분의 permethylated oligosaccharide-alditol 유도체는 GC상에서 3개의 peak (1P, 2P 및 3P)로 분리되었다. 이들의 MS 분석 결과, 높은 비율로 검출된 1P는 $Rhap-(1{\rightarrow}5)-Kdo$의 구조로 나타났으며 반면 낮은 비율의 2P및 3P는 $Araf-(1{\rightarrow}5)-Dha$의 동일구조를 갖는 것으로 확인되었는데 이는 Dha의 carbonyl 환원과정 중 생성된 epimer로 판단되었다.