我國學者在多糖人工合成領域取得重要突破

摘要

在國家自然科學基金重點項目（項目編號：21232002）等資助下，北京大學醫學部葉新山課題組在多糖人工合成領域取得重要突破。相關研究結果發表在2017年第8期Nature Communications上。2013級博士生吳勇是論文的第一作者。

多糖是一類像核酸、蛋白質的生物大分子，在生命過程中發揮著重要的作用。由於多糖的結構複雜而且存在微觀不均一性，其合成又沒有像核酸和蛋白質那樣有固定的模板可以遵循，因此多糖的合成問題長期困擾著合成化學家。阿拉伯半乳聚糖（Arabinogalactan）是一種重要的多糖，它是結核分枝桿菌細胞壁的重要組成成分，與細菌的存活力和致病力相關。該分子由一條半乳聚糖鏈（A鏈）和兩條緊密靠近的阿拉伯聚糖鏈（B鏈）所組成（見下圖），具有高度分支的結構，其化學合成不僅為結核分枝桿菌細胞壁生物合成機制的闡釋提供基礎，而且有助於開發預防結核病的新型糖疫苗。正因為如此，該多糖分子近二十年來一直吸引著國內外糖化學研究小組的興趣，然而該分子結構複雜，其人工合成存在巨大的挑戰性。

北京大學醫學部葉新山課題組從簡單的單糖原料出發，採用他們前期所發展的基於糖基供體「預活化」的一釜寡糖合成策略（Angew. Chem. Int. Ed., 2004, 43, 5221），以克級規模實現了寡糖鏈的大量製備，並且利用構象受限的糖基供體高立體選擇性地構建1,2-順式糖苷鍵，隨後再次使用「預活化」一釜寡糖合成策略分別完成了兩條多糖鏈（A鏈和B鏈）的快速組裝，最後採用他們自己發展的糖基化反應偶聯劑（Synlett, 2006, 2846），經[31+31+30]糖基化反應將兩條B鏈與A鏈定點對接，順利實現了高度分支化、由92個單糖單元所組成的阿拉伯半乳聚糖的首次全合成。這是迄今為止人類所合成的最大、最複雜的均一結構的多糖分子，在糖合成領域具有里程碑式的意義。該研究將為複雜多糖的合成開啟新的篇章，也有益於新型結核疫苗的研製。

圖 阿拉伯半乳聚糖的結構示意圖

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