近日， 四川大學 生物治療全國重點實驗室/化工學院 鈕大文教授團隊 聯合北京大學深圳研究生院吳雲東教授在 Nature 發表題為「Catalytic Glycosylation for Minimally Protected Donors and Acceptors」的研究文章。 四川大學 為第一通訊單位，生物治療全國重點實驗室 博士生黨湫菂 、北京大學深圳研究生院博士生鄧逸輝為共同第一作者， 鈕大文教授 和吳雲東教授為共同通訊作者。
糖被稱為第三生命鏈，在生理病理過程、重大疾病診斷、小分子藥物研發、大分子靶向藥物遞送、免疫治療等領域都發揮著不可或缺的作用。要研究和開發糖的功能，亟需高效、簡潔的方法對這些結構復雜的分子進行化學合成。然而，由於醣類結構復雜，具有多個手性中心和羥基，如何實作選擇性控制是醣類合成長期面臨的挑戰。多年來，化學家們一般透過繁瑣的「保護基」操作來控制O-糖苷化過程中的選擇性，這極大地增加了合成工作的復雜性。而如何擺脫保護基的依賴，實作糖苷鍵直接高效、高選擇性構建， 是該領域長期懸而未決的科學難題 。
鈕大文，四川大學生物治療全國重點實驗室教授，博士生導師，國家級高層次人才，化學工程學院副院長。長期致力於開發新方法解決醣類化合物的合成問題，同時借鑒糖化學研究中所積累的知識以解決更基礎的合成化學難題。研究領域主要是針對糖化學中的位點選擇性、化學選擇性以及立體選擇性等問題開發新反應方法學，從而以高效、快捷、易操作的策略解決醣類化合物的合成難題。曾獲中國化學會青年化學獎、中國化學會糖化學青年獎、霍英東青年教師基金等獎項，在Science、Nature、Nature Chemistry、Nature Catalysis、Nature Synthesis、JACS等期刊發表論文30余篇。
黨湫菂，四川大學生物治療全國重點實驗室在讀博士，碩博期間導師為鈕大文教授，主要研究方向糖基化選擇性修飾探究。
本研究開發了一個通用平台，用於未保護或受保護程度極低的供體和受體之間進行位點、立體和化學選擇性O-糖基化反應。
這項研究利用催化劑實作了高選擇性糖基化反應，為糖化學領域中「選擇性控制」這一長期挑戰帶來了全新思路， 有望極大降低醣類化合物合成的難度 ，為探索醣類化合物的功能提供技術支撐， 代表了糖化學領域的重大進展 。
（1）首次報道了基於自由基的啟用方法，將穩定的烯丙基糖基磺酮轉化為反應性糖基溴化物，這為進一步的糖基化反應奠定了基礎。
（2）透過設計的胺基硼酸催化劑，實作了反應中間體與受體之間透過非共價氫鍵和可逆共價B-O鍵交互作用的精確結合，從而有效促進了糖基的選擇性轉移。
（3）成功地展示了不同胺基硼酸催化劑對於糖基化位點的控制能力，透過調節與受質的交互作用模式，實作了糖基化位置的可控切換。
（4）該方法適用於多種型別的糖，能夠高效合成包括天然糖鏈和具有多個自由羥基的復雜糖分子，為研究和套用提供了廣闊的套用前景。
（5）透過實驗和計算研究，揭示了選擇性結果的起源，這些結果歸因於復雜的非共價和可逆共價交互作用網路，為深入理解糖基化機制提供了重要的理論支持。
該研究計畫實驗部份由 鈕大文教授團隊 完成，計算部份由吳雲東教授團隊完成；並得到了國家自然基金委優青計畫和創新群體計畫、四川大學科研院創新領軍人才計畫、四川大學華西醫院135計劃計畫的支持。部份實驗分析測試在川大分析測試中心王曉燕老師和川大生命科學學院質譜中心王晞華老師幫助下完成。
一直以來， 鈕大文教授課題組 依托 四川大學 生物治療全國重點實驗室、四川大學化學工程學院，面向國家新藥研發重大需求，聚焦糖化學前沿領域，開發可用於醣類候選藥物合成的新技術。此前，2023年11月24日，鈕大文教授團隊曾在 science 上發表 了一篇題為「Palladium catalysis enables cross-coupling–like SN2-glycosylation of phenols」的文章，開發了一種新的啟用糖基供體的模式。
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本文部份素材來源：四川大學官微、四川大學科學技術發展研究院、高分子科學前沿、iNature、華西醫學時間
