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多糖人工合成“搭楼”到了92层

北京大学叶新山教授团队创造了新的世界纪录
2017-03-19 16:29:37 | 来源:健康报 | 分享
  本报讯 (记者付东红 通讯员宋书香)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,近期在多糖人工合成上取得突破性进展,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”,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。相关论文3月16日发表在国际顶级期刊《自然·通讯》上。
 
  叶新山介绍,如果将多糖的人工全合成比作建高楼的话,每一个单糖单元代表一层楼,此前世界纪录只能建到20层~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。
 
  多糖是一类与核酸、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,合成难题长期以来困扰着合成化学家,严重制约着利用多糖在研发疫苗、药物、生物材料等领域的进展。
 
  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,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,对解决日益凸显的结核菌耐药性问题具有重要意义。
 
  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、科技部“973”计划项目的资助。

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