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N-(4-戊炔酰基)-1,2,3,6-O-四乙酰-D-半乳糖胺 (Ac4GalNAl) 是糖生物学与化学生物学领域的关键代谢探针试剂。作为半乳糖胺的化学修饰衍生物，该化合物通过整合炔基报告基团和乙酰保护基团，实现了对细胞代谢途径的高效、特异性标记与追踪。其设计模拟天然糖代谢前体，为研究糖基化动态、细胞表面工程及疾病机制提供了强大工具，推动了从基础科学到转化医学的进展。

化学信息

• 化学名称： N-(4'-戊炔酰基)-1,2,3,6-O-四乙酰-D-半乳糖胺
• 通用名： N-(4-pentynoyl)-galactosamine tetraacylated (Ac4GalNAl)
• 化学式： C19H25NO10
• 分子量： 427.41 g/mol
• CAS号： 1658458-26-4
• 分类： Metabolic Probe Reagents

结构特点

• 炔基官能团： 分子中的4-戊炔酰基侧链引入末端炔基，允许通过铜催化的叠氮-炔环加成反应（点击化学）与叠氮修饰的报告分子（如荧光染料、生物素）发生高效、生物正交的连接。该反应特异性强、条件温和，最小化对生物体系的干扰。
• 乙酰化修饰： 半乳糖胺环上的1,2,3,6位羟基被乙酰基保护，显著提高脂溶性和细胞膜渗透性。进入细胞后，乙酰基可被细胞内酯酶水解，释放活性半乳糖胺衍生物，从而参与天然代谢流程。
• 前体分子特性： Ac4GalNAl是一种生物相容性前体分子，可被细胞摄取并经糖核苷酸合成途径转化为UDP-半乳糖胺类似物，进而被糖基转移酶用于糖蛋白和糖脂合成，实现代谢标记精准定位到新合成糖缀合物。

主要应用与优势

1. 代谢标记与成像的核心工具
   Ac4GalNAl广泛应用于细胞表面糖缀合物标记。细胞摄取该化合物后，将其代谢整合到膜蛋白和脂质糖链中，通过点击化学与荧光探针偶联，可实现高对比度成像，用于免疫细胞追踪、肿瘤微环境可视化及神经细胞网络研究。炔基标记的惰性确保了活细胞中的长期稳定性，允许时间分辨追踪糖基化动态，为代谢调控提供关键见解。
2. 糖生物学与疾病研究的推进器
   作为半乳糖胺代谢探针，Ac4GalNAl帮助阐明糖基转移酶和糖苷酶功能，揭示糖链在细胞识别、信号转导和病原体相互作用中的角色。在感染生物学中，该化合物可用于标记宿主细胞糖基化变化，研究病原体粘附机制。异常糖基化与癌症、自身免疫疾病相关，使用Ac4GalNAl进行标记可筛选疾病相关糖生物标志物，为早期诊断提供新策略。
3. 药物开发与靶向治疗的助力者
   基于Ac4GalNAl的代谢特性，可设计靶向药物递送系统。例如，将治疗性分子通过点击化学偶联到代谢标记的细胞上，实现细胞特异性靶向，增强疗效并减少副作用，在癌症免疫治疗中具有潜力。此外，该化合物可用于构建细胞基础筛选模型，识别调节糖代谢的小分子抑制剂或激活剂，助力代谢性疾病如糖尿病的疗法开发。

结语
N-(4-戊炔酰基)-半乳糖胺四乙酰酯 (Ac4GalNAl) 代表了化学生物学与糖科学交叉领域的成就。其分子设计拓展了代谢标记技术边界，为基础研究和转化医学提供多维探索平台。从解码生命过程到开发下一代治疗手段，Ac4GalNAl持续赋能科学发现，预示着在精准医疗和系统生物学中的广阔前景。

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