近日， 四川大学 生物治疗全国重点实验室/化工学院 钮大文教授团队 联合北京大学深圳研究生院吴云东教授在 Nature 发表题为「Catalytic Glycosylation for Minimally Protected Donors and Acceptors」的研究文章。 四川大学 为第一通讯单位，生物治疗全国重点实验室 博士生党湫菂 、北京大学深圳研究生院博士生邓逸辉为共同第一作者， 钮大文教授 和吴云东教授为共同通讯作者。
糖被称为第三生命链，在生理病理过程、重大疾病诊断、小分子药物研发、大分子靶向药物递送、免疫治疗等领域都发挥着不可或缺的作用。要研究和开发糖的功能，亟需高效、简洁的方法对这些结构复杂的分子进行化学合成。然而，由于糖类结构复杂，具有多个手性中心和羟基，如何实现选择性控制是糖类合成长期面临的挑战。多年来，化学家们一般通过繁琐的「保护基」操作来控制O-糖苷化过程中的选择性，这极大地增加了合成工作的复杂性。而如何摆脱保护基的依赖，实现糖苷键直接高效、高选择性构建， 是该领域长期悬而未决的科学难题 。
钮大文，四川大学生物治疗全国重点实验室教授，博士生导师，国家级高层次人才，化学工程学院副院长。长期致力于开发新方法解决糖类化合物的合成问题，同时借鉴糖化学研究中所积累的知识以解决更基础的合成化学难题。研究领域主要是针对糖化学中的位点选择性、化学选择性以及立体选择性等问题开发新反应方法学，从而以高效、快捷、易操作的策略解决糖类化合物的合成难题。曾获中国化学会青年化学奖、中国化学会糖化学青年奖、霍英东青年教师基金等奖项，在Science、Nature、Nature Chemistry、Nature Catalysis、Nature Synthesis、JACS等期刊发表论文30余篇。
党湫菂，四川大学生物治疗全国重点实验室在读博士，硕博期间导师为钮大文教授，主要研究方向糖基化选择性修饰探究。
本研究开发了一个通用平台，用于未保护或受保护程度极低的供体和受体之间进行位点、立体和化学选择性O-糖基化反应。
这项研究利用催化剂实现了高选择性糖基化反应，为糖化学领域中「选择性控制」这一长期挑战带来了全新思路， 有望极大降低糖类化合物合成的难度 ，为探索糖类化合物的功能提供技术支撑， 代表了糖化学领域的重大进展 。
（1）首次报道了基于自由基的激活方法，将稳定的烯丙基糖基磺酮转化为反应性糖基溴化物，这为进一步的糖基化反应奠定了基础。
（2）通过设计的氨基硼酸催化剂，实现了反应中间体与受体之间通过非共价氢键和可逆共价B-O键相互作用的精确结合，从而有效促进了糖基的选择性转移。
（3）成功地展示了不同氨基硼酸催化剂对于糖基化位点的控制能力，通过调节与底物的相互作用模式，实现了糖基化位置的可控切换。
（4）该方法适用于多种类型的糖，能够高效合成包括天然糖链和具有多个自由羟基的复杂糖分子，为研究和应用提供了广阔的应用前景。
（5）通过实验和计算研究，揭示了选择性结果的起源，这些结果归因于复杂的非共价和可逆共价相互作用网络，为深入理解糖基化机制提供了重要的理论支持。
该研究项目实验部分由 钮大文教授团队 完成，计算部分由吴云东教授团队完成；并得到了国家自然基金委优青项目和创新群体项目、四川大学科研院创新领军人才项目、四川大学华西医院135计划项目的支持。部分实验分析测试在川大分析测试中心王晓燕老师和川大生命科学学院质谱中心王晞华老师帮助下完成。
一直以来， 钮大文教授课题组 依托 四川大学 生物治疗全国重点实验室、四川大学化学工程学院，面向国家新药研发重大需求，聚焦糖化学前沿领域，开发可用于糖类候选药物合成的新技术。此前，2023年11月24日，钮大文教授团队曾在 science 上发表 了一篇题为「Palladium catalysis enables cross-coupling–like SN2-glycosylation of phenols」的文章，开发了一种新的激活糖基供体的模式。
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本文部分素材来源：四川大学官微、四川大学科学技术发展研究院、高分子科学前沿、iNature、华西医学时间
