深研院吴云东院士课题组与合作者在Nature发文报道一种全新的糖基化平台

低聚糖在生物学领域扮演着至关重要的角色,其功能繁多且不可或缺。为了深入探究这些功能,对结构复杂的低聚糖分子进行多步骤的化学合成显得尤为重要。低聚糖的组装过程涉及在碳中心与众多羟基之间构建立体控制的C-O键,这在化学领域一直是一个突出的挑战。长期以来,化学家们主要通过采用保护基团来应对这些挑战,利用它们来阻断不必要的反应位点并控制立体选择性。

随着研究的深入,无保护或最低限度保护的供体糖和受体糖展现出为选择性控制开辟新视野的潜力,它们可能带来通过传统保护基团方法难以获得的产品。

6月17日,北京大学深圳研究生院吴云东院士课题组与四川大学钮大文教授课题组在Nature杂志联合发表题为“Catalytic Glycosylation for Minimally Protected Donors and Acceptors”的研究论文。该研究报告了一个糖基化平台,该平台允许在无保护或最低限度保护的供体糖和受体糖之间实现选择性偶联,并以催化剂控制的位点选择性生成1,2-顺式-O-糖苷。

论文截图

研究团队开发了一个通用平台,该平台能够在最低限度保护的供体和受体之间实现位点、立体和化学选择性的O-糖基化。通过烯丙基砜糖基供体的自由基活化,在温和条件下形成糖基溴化物。这一活性中间体在氨基硼酸催化剂的作用下,通过非共价氢键和可逆共价B-O键的相互作用网络接近糖基受体,从而实现高效的糖基转移。不同的氨基硼酸催化剂可以通过调整其与底物的相互作用方式来改变糖基化的位点。这一方法以反应位点可切换的方式,合成了具有挑战性的顺式O-糖苷键,并且通过改变催化剂的结构,即可灵活切换反应位点。此策略的通用性和实用性在复杂的寡糖和天然存在的糖链的合成中得到了充分验证。实验和计算研究进一步揭示了选择性结果的产生机制,为未来的研究提供了宝贵的见解。

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低聚糖合成:背景、方法和反应设计(图源自Nature

该工作的计算部分在吴云东的指导下完成,吴云东课题组博士研究生邓逸辉为文章的共同第一作者、孙天宇助理研究员为文章的共同作者,钮大文及吴云东为该研究工作的共同通讯作者。

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