糖化學合成研究取得系列進展

 

 

糖類化合物在許多生命過程中扮演了非常重要的角色，如細菌和病毒的感染、細胞生長和增殖、免疫反應等。與通過基因調控的生物合成蛋白質和脫氧核糖核酸（DNA）相比，糖類化合物的生物合成不是基因調控的，而是在內質網和高爾基體中通過逐步的和酶的後翻譯修飾的過程，從而導致了糖類化合物的非均一性和極其多樣的結構。從自然界中分離提取純的和結構均一的多糖是一項非常艱巨的工作。化學合成是一種有效的和可規模化的方法來得到純的和結構確定的糖類化合物，從而可以深入研究其功能和發展新的治療藥物。然而，與通過自動化固相合成儀方便製備核苷酸和多肽相比，糖類分子的化學合成要落後得多，困難得多。

中國科學院昆明植物研究所天然產物合成化學團隊肖國志課題組主要從以下兩方面開展糖化學合成研究工作：（1）發展糖化學合成的新方法和新策略；（2）對具有重要生物活性的糖類天然產物進行化學合成和生物活性研究。

2019年該課題組報導了基於糖基鄰炔基苯甲酸酯（俞氏糖苷化反應）的正交一鍋糖苷化反應策略（Org. Lett. 2019， 21， 2335）。此策略解決了之前基於硫苷的正交一鍋法合成所存在的硫苷苷元轉移，離去基團幹擾和硫醇味道大的問題，大大擴寬了其應用範圍。此研究成果第一作者為博士研究生張雲琴。

今年初，該課題組發展了一種新穎的糖苷化反應，可以實現對氧苷和核苷的高效合成（Nat. Commun. 2020， 11， 405）。此方法採用易於製備而且穩定的糖基鄰1-苯基烯基苯甲酸酯(PVB)為新穎的糖基給體，N-碘代丁二醯亞胺（NIS）和三氟甲磺酸三甲基矽酯（TMSOTf）為便宜易得的促進劑，同時，具有反應條件溫和、寬廣的底物範圍和良好到優秀的糖苷化反應收率。值得一提的是，PVB給體可以與三氯乙醯亞胺酯(TCAI)給體(Schmidt糖苷化反應)、糖基鄰炔基苯甲酸酯（ABz）給體（俞氏糖苷化反應）結合進行正交一鍋糖苷化反應，實現各種具有重要生理活性的寡糖的高效合成。同時，PVB給體也可以成功應用於核苷類抗生素藥物卡培他濱、加洛他濱和去氧氟尿苷高效合成中。此研究成果第一作者為博士研究生李朋華、博士何海清和博士研究生張雲琴。

近日，肖國志課題組報導了採用之前發展的正交一鍋糖苷化反應策略實現了具有強抗糖尿病番石榴多糖的19糖重複單元和子結構的高效合成，從而可以深入研究其生物活性，為將來開發治療糖尿病藥物打下堅實基礎。此研究成果在線發表於Angew. Chem. Int. Ed. (DOI： 10.1002/anie.202000992)。此研究成果第一作者為博士研究生張雲琴、陳子汐和黃盈盈。(生物谷Bioon.com）