叶新山教授Nature子刊获多糖人工合成重大突破

【字体: 时间:2017年03月21日 来源:生物通

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  北京大学药学院叶新山教授研究团队经过多年的研究积累,近期在多糖人工合成的难题上取得了突破性进展。

  

多糖是一类在生命体中发挥着重要作用的生物大分子,但多糖的结构却非常复杂,使多糖的合成难题长期以来一直困扰着合成化学家,令化学家望而却步,严重地制约着人们对多糖的生物学功能的认识以及实现它在改善人民生活质量方面的用途。

北京大学药学院叶新山教授研究团队经过多年的研究积累,近期在多糖人工合成的难题上取得了突破性进展。这一研究成果公布在Nature Communications杂志上,文章的第一作者是北京大学药学院2013级直博生吴勇。

在这篇文章中,研究人员选取阿拉伯半乳聚糖这个多糖为目标分子。该分子由一条半乳聚糖链(A链)和两条紧密靠近的阿拉伯聚糖链(B链)组成,具有高度分支的结构。

研究人员从简单的单糖原料出发,采用他们前期所发展的基于糖基供体“预活化”的一釜寡糖合成策略,以克级规模实现了寡糖链的大量制备;并且利用构象受限的糖基供体高立体选择性地构建1,2-顺式糖苷键;随后再次使用“预活化”一釜寡糖合成策略分别完成了两条多糖链(A链和B链)的快速组装;最后采用他们自己发展的糖基化反应偶联剂,经[31+31+30]糖基化反应,顺利实现了高度分支化、由92个单糖单元所组成的阿拉伯半乳聚糖的首次全合成。

阿拉伯半乳聚糖(Arabinogalactan)是一种重要的多糖,它是结核分枝杆菌细胞壁的重要组成成分,与细菌的存活力和致病力相关。该多糖的化学合成不仅为结核分枝杆菌细胞壁生物合成的机制的阐释提供基础,而且有助于开发预防结核病的新型糖疫苗。这是迄今为止人类所合成的最大、最复杂的均一结构的多糖分子,在糖合成领域具有里程碑式的意义。该研究必将为复杂多糖的合成开启新的篇章。

作者简介:

叶新山,男,汉族,1963年出生,安徽安庆人。在武汉大学化学系取得学士和硕士学位,在香港中文大学化学系获得博士学位,1996年12月至2000年7月在美国Scripps研究所做博士后研究。现为北京大学博士生导师、"****奖励计划"特聘教授。 研究方向:有机化学、药物化学和化学糖生物学。 在博士学习期间,实现了以噻唑和炔为原料利用分子间的Diels-Alder反应构成噻吩环的反应,进而开辟了一条从有机硅化合物出发合成各种3,4-双取代噻吩的新途径;还捕获到前人未得到的活性中间体?最小的环状累积三烯,该成果被《化学的世界记录》(World Record in Chemistry; Wiley-VCH: Weinheim, 1999)一书所收录。在美国的Scripps研究所从事寡聚糖的组合合成方面的研究工作,发展了寡糖组合合成的两种新策略,即正交选择性保护-去保护策略和计算机程序化的寡糖一釜组装策略,在国际化学权威杂志《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc.)上发表了高质量的研究论文,引起了国际学术界的重视。有关成果曾先后四次被美国《科学》(Science)、《化学与工程新闻》(C&EN)等杂志予以专栏评论。已获得一项国际专利。

原文标题:

Total synthesis of mycobacterial arabinogalactan containing 92 monosaccharide units
 

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