北京大学叶新山教授团队在聚糖自动合成领域取得进展
2024/04/22
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图 多糖（1080糖）自动化合成示意
在国家自然科学基金项目（批准号：21738001、81821004）资助下，北京大学叶新山教授团队在糖类化合物的人工化学合成领域取得进展，相关成果以“自动液相乘法合成复杂聚糖到1080糖（Automated solution-phase multiplicative synthesis of complex glycans up to a 1080-mer）”为题，于2022年9月29日在《自然·合成》（Nature Synthesis）上发表。论文链接：https://doi.org/10.1038/s44160-022-00171-9。
糖类物质在自然界中无处不在，几乎参与了多细胞生物的全部生命过程。但由于糖类化合物结构固有的复杂性，结构明确均一的聚糖类化合物合成难度较大，往往需要高技能专业人员通过手工合成来完成，耗时费力，这严重制约着糖科学的发展；而分子尺寸更大、结构更为复杂的多糖类化合物合成更是一项极具挑战性的工作。聚糖的高效获取问题已成为制约糖科学发展的重要瓶颈；因此，糖类化合物的合成范式亟待变革。叶新山教授团队基于前期发展的“预活化”一釜多组分糖基化反应，研制了糖自动合成仪，在普通活化或光介导活化模式下，快速自动合成了包含各种糖型和糖苷键连接方式且具有重要生物活性的寡糖化合物库，并以克级规模高收率地自动合成了带有保护基的抗凝血糖药物磺达肝葵钠五糖。同时，以单糖为原料，成功实现了一釜十组分自动偶联反应得到聚阿拉伯十糖。在此基础上，研究团队利用液相乘法合成策略，自动合成了结构均一的阿拉伯聚糖120糖、360糖以及1080糖。其中，1080糖是目前人工合成的最长多糖分子，首次将人工合成结构均一生物大分子复杂度的单体组成数目提升到新的水平，在多糖合成领域具有里程碑意义（图）。
该新型双模式液相糖自动合成仪的成功研制有力地推动了糖自动合成技术的发展，为非专业人员提供了一个组装目标聚糖的平台，将为糖科学的发展及其在医药和材料领域的应用提供新颖有效的工具。
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