类似千层面的分层结构可以将水分解的效率提高三倍

　　一种新的光化学反应可以在“裸”的天然糖中产生糖苷键，而不需要保护基团。

　　酶可以在不使用保护基团的情况下使天然糖功能化，这在实验室中更难以实现

　　虽然最先进的合成方法需要几个步骤，但研究人员已经开发出一种“活性中间体”，它在实验条件下稳定，并且很容易与包括蛋白质在内的各种亲核试剂偶联。2022年诺贝尔奖得主、美国斯坦福大学(Stanford University)糖化学专家卡罗琳·贝尔托齐(Carolyn Bertozzi)说:“我在研究生工作期间会直接受益于这种方法。”用其他原子取代糖苷键中的氧，比如c -糖苷中的碳原子，可以制造出更稳定的糖和糖模拟物，并应用于药物开发。

　　Bertozzi解释说，在这里，研究人员直接有效地功能化了糖，从而获得了有用的生物活性分子，由于碳-碳键的异构性，这些分子可以抵抗酶的降解。“在过去，自由基c -糖基化反应需要更多的步骤和使用有毒的金属引发剂——一点也不好玩!”她说。即使是最好的方法，也适用于天然糖，需要四到五个步骤，有时使用苛刻的试剂并产生大量浪费。Bertozzi补充说:“使用光氧化还原自由基机制是一个聪明的选择，因为化学性质温和，选择性强，与游离糖底物所需的水溶剂兼容。”

　　“这种方法直接将天然糖——自然界中最丰富的形式——转化为各种类型的糖基化合物和糖蛋白，”来自新加坡国立大学的Ming Joo Koh解释说，他是这项研究的共同负责人。“我们提供了一个强大的平台，可以直接使用天然糖作为底物。”

　　该方法的灵感来自于酶的糖基化反应，其中，以位点选择性和立体控制的方式，激活了端粒位置，然后由底物取代。在这种情况下，研究人员用一个吸电子的硫醇取代了头羟基。这种中间体很容易分离，并且足够稳定，可以在实验台上存活数月而不发生任何降解或分解。然而，一点点光就能激发它的反应性。Koh说:“巯基糖苷(中间体)具有足够的氧化还原活性，可以在蓝光、还原剂和碱的存在下进行立体控制的光诱导糖基化。”

　　该团队的新方法模拟酶来实现天然糖的位点和立体选择性的端粒功能化，而不需要保护基团(R，官能团;LG，离去基;B,基地;NTP，三磷酸核苷;NDP，二磷酸核苷;Dha, dehydroalanine)

　　英国布里斯托尔大学的糖化学专家卡门Galán解释说:“这是该领域一个非常令人兴奋的发展，特别是因为这个过程简单，使用现成的试剂非常有效。”她说:“尽管该领域取得了许多进步，但立体选择性合成糖苷仍然是一个艰巨的挑战。”

　　为了产生类似的结果，大多数糖基化反应“依赖于在端粒位置引入一个潜在的离去基，在亲核试剂的存在下被激活以进行偶联反应”，Galán解释道。此外，她解释说，通常其他保护基团提供区域和立体选择性，总是对每种糖进行战略性选择。保护、去保护和所有附加步骤的复杂性——可能还有纯化过程——在苷类化合物的合成中造成了巨大的瓶颈。在本文中，作者克服了大多数障碍。“该方法通过‘封顶反应’激活异头醇，从而产生活性中间体，从而避免了在糖基供体中使用保护基团，”Galán继续说道。中间体经过光诱导反应，与碳、硫、硒和氧形成糖苷键。她说，所有这些“高价值”化合物都来自一个“非常干净”的过程。“条件温和，可以更好地控制，副作用更少……很容易让人想起自然的酶促过程。”

　　“大自然也在做同样的事情，”英国牛津大学的本·戴维斯说，他是这项研究的共同负责人。戴维斯说:“值得注意的是，我们体内充满了udp -葡萄糖，这是一种稳定的(但)潜在的高活性糖，一直在我们体内脉动。”“但在到达合适的空间之前，它不会发生任何变化。“在打开灯之前，巯基糖苷中间体也会发生类似的反应，稳定而安全。“我们发现了另一个将潜在反应性储存在未受保护的(糖)分子中，随时准备出发的最佳地点。”

　　糖基化的多功能性延伸到蛋白质的直接功能化，直到现在，这对化学家来说也是相当复杂的。Bertozzi说:“在生物相容的条件下，蛋白质上的自由基c糖基化给我留下了深刻的印象。”她说:“这增加了用于生物技术应用的蛋白质修饰方法的工具箱。”由于“封顶”巯基糖苷中间体的长期稳定性，这一概念可以扩大规模并实现商业化。“经过优化，人们可以设想使用流动光化学反应器来进行一些报道的转化，”Galán补充道。

　　费尔南多Gomollón贝尔是一位科学作家和传播者

　　出生于英国剑桥。查看完整档案