作者:崔雪芹 付东红 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/3/20 18:12:19
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北大叶新山团队在多糖人工合成领域获重大突破

 

北京大学天然药物及仿生药物国家重点实验室叶新山教授研究团队经过多年的研究积累,在多糖人工合成的难题上取得了突破性进展,其研究结果“由92个单糖单元组成的分枝杆菌阿拉伯半乳聚糖的全合成”3月16日发表在《自然-通讯》杂志上,可望为复杂多糖的合成开启新的篇章。

记者了解到,多糖是一类同核酸、蛋白质一样重要的生物大分子。例如,多糖参与了包括细胞识别、细胞分化、发育、信号转导、免疫应答等多种重要生命活动。科学家需要用多糖来探索它在生命过程中的奥秘,而多糖由于在自然界来源受限和分离困难,人工合成便成为解决其来源的主要途径。可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于多糖在改善人民生活质量方面(比如用作疫苗、治疗药物、生物材料等)的用途的实现。

叶新山团队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)所组成,具有高度分支的结构。研究人员从简单易得的单糖原料出发,采用高效的合成策略,实现了实验室寡糖链的较大规模的制备,并完成了两条多糖链(A链和B链)的快速组装及精准对接,顺利实现了由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密切相关。该多糖的化学合成有助于开发预防结核病的新型糖疫苗,对克服目前日显突出的结核病的耐药性具有重要意义。

据叶新山介绍,如果将多糖的人工全合成比作建高楼、每一个单糖单元代表一层楼的话,那么此前世界纪录只能建到20-30层,而北京大学天然药物及仿生药物国家重点实验室的这项研究使多糖这座大楼成功建造到92层!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,创造了新的世界纪录,在糖合成领域具有里程碑式的意义,可望为复杂多糖的合成开启新的篇章。

北京大学药学院博士生吴勇是这项工作的第一作者,叶新山为通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金重点项目、国家科技部“973”计划项目的资助。

 
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