北大研究人員在多糖人工合成領域獲重大突破

多糖是一類在生命體中發揮著重要作用的生物大分子，但多糖的結構卻非常複雜，使多糖的合成難題長期以來一直困擾著合成化學家，令化學家望而卻步，嚴重地制約著人們對多糖的生物學功能的認識以及實現它在改善人民生活質量方面的用途。

北京大學天然藥物及仿生藥物國家重點實驗室葉新山教授研究團隊經過多年的研究積累，近期在多糖人工合成的難題上取得了突破性進展。他們選取阿拉伯半乳聚糖這個多糖為目標分子。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，具有高度分支的結構。研究人員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，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，經[31+31+30]糖基化反應，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。

阿拉伯半乳聚糖的結構示意圖

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。該多糖的化學合成不僅為結核分枝桿菌細胞壁生物合成的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。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。該研究必將為複雜多糖的合成開啟新的篇章。

上述研究結果發表在《自然-通訊》（Nature Communications, 2017, 8, 14851）雜誌上。藥學院2013級直博生吳勇是這項工作的第一作者。該工作得到了國家自然科學基金重點項目、國家科技部「973」計劃項目的資助。

原文：Total synthesis of mycobacterial arabinogalactan containing 92 monosaccharide units