碳水化合物在多种生理和病理过程中扮演着重要角色。例如，肿瘤细胞或病原体表面的多糖可能成为治疗药物或疫苗的靶点。然而，基于碳水化合物的药物或疫苗的合成过程非常复杂，且这些物质不易被人体吸收，且分解速度过快。

环状肽（cyclopeptides），又称糖模拟物（glycomimetics），是一种短环状蛋白链，能够模拟多糖的结构和功能，可能成为有用的替代品。它们易于生产，相对稳定，且易于被人体吸收。

德国比勒费尔德大学和汉堡大学的研究团队成功合成了模拟人体自然杀伤细胞中HNK-1碳水化合物的环状肽。HNK-1在神经系统的多种发育生物学过程中起着重要作用，能够促进运动神经元轴突的生长。HNK-1通常出现在外周神经损伤后神经纤维的路径上。

研究团队首先筛选了大量具有随机氨基酸序列的线性肽链，寻找能够被HNK-1抗体识别的肽。基于两种这样的肽序列，他们合成了一系列不同的环状六肽。研究人员的巧妙之处在于，在每种环状肽中用一种D-氨基酸替换一种L-氨基酸。L-氨基酸是自然界中存在的形式，而D-氨基酸是其镜像。与“正常”环状六肽相比，含有D-氨基酸的环状肽更为稳定，能够保持一种优先的构象。此外，氨基酸L-脯氨酸也具有类似的稳定效果，因此含有该单元的环状六肽也进行了测试。

研究团队根据环状肽与HNK-1抗体结合的倾向，筛选出了几种有趣的候选物。进一步的试验表明，其中两种糖模拟物确实能够刺激运动神经元的轴突生长，且效果优于最初的线性肽链。结构分析和计算机模拟显示，环状肽的特定空间结构对其功效至关重要。

能够支持轴突再生的物质可能成为开发脊髓损伤患者治疗方法的有希望的起点。这些新的环状肽可能是朝着正确方向迈出的一步。

参考文献：

Glycomimetic Cyclic Peptides Stimulate Neurite Outgrowth Angewandte Chemie International Edition 2006, 45, No. 39, doi: 10.1002/anie.200601579