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k8凯发天生赢家一触即发|铃木史华|四川科學家實現糖化學重要進展 有望破解糖類合
近日★✿ღ,四川大學華西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★✿ღ,在《Nature》(《自然》雜志)發表題為“Catalytic Glycosylation for Minimally Protected Donors and Acceptors”(最小保護供體和受體的催化糖基化)的研究文章★✿ღ。
根據文章★✿ღ,該研究開發了一個通用平台★✿ღ,利用催化劑實現了高選擇性糖基化反應★✿ღ,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★✿ღ,有望極大降低糖類化合物合成的難度★✿ღ,為探索糖類化合物的功能提供技術支撐★✿ღ,實現了糖化學領域的重要進展★✿ღ。
糖★✿ღ,在生活中很常見★✿ღ,被認為是繼核酸鏈和蛋白多肽鏈之后的“第三條生命鏈”★✿ღ,是自然界調節蛋白質等物質功能的關鍵工具★✿ღ,在生理病理過程★✿ღ、重大疾病診斷等領域發揮著不可或缺的作用★✿ღ。
糖★✿ღ,又被認為生命科學的“黑匣子”“暗物質”★✿ღ,相較核酸★✿ღ、蛋白質★✿ღ,人類對糖的功能了解得遠遠不夠★✿ღ。
要了解★✿ღ、研究和開發糖的功能有個前提★✿ღ:需要用高效★✿ღ、簡潔的方法對結構復雜的糖分子進行化學合成★✿ღ。“也就是要合成糖鏈★✿ღ,要把糖快速铃木史华★✿ღ、精准地拼貼起來★✿ღ。”鈕大文說★✿ღ。
完成這一動作並不容易k8凯发天生赢家一触即发★✿ღ。實際上★✿ღ,長期以來★✿ღ,全球科學家在糖類合成領域裡面臨著實現“選擇性控制”的挑戰★✿ღ。
如果將蛋白質合成比作串珍珠項鏈★✿ღ,糖的合成則像立體拼圖★✿ღ。“這就導致糖拼起來難度很大★✿ღ,兩兩直接‘貼’起來的排列組合★✿ღ,遠多於蛋白質★✿ღ。”鈕大文說★✿ღ,不僅排列組合多★✿ღ,各種組合也十分相似铃木史华★✿ღ,“這意味著隻想精准地得到其中一種組合是很難的天生赢家 一触即发★✿ღ,★✿ღ,因此要進行選擇性控制★✿ღ。”
一般來說★✿ღ,科學家們通過化學操作★✿ღ,用保護基的方式排除其他拼接方式★✿ღ。“好比用保護基來堵住其他‘路’★✿ღ,隻留下一條‘路’可以走★✿ღ,從而獲得我們想要的拼接方式★✿ღ,然后再去掉‘保護基’★✿ღ。”鈕大文解釋★✿ღ。
這種“排除法”很常用★✿ღ,並且也在過去取得了很多成就★✿ღ。但對於復雜糖來說★✿ღ,操作起來繁瑣k8凯发天生赢家一触即发★✿ღ、耗時間★✿ღ。那有沒有快速★✿ღ、直接的方法呢?
大自然通過酶提供的一種模板★✿ღ,把糖“裝”進去k8凯发天生赢家一触即发★✿ღ,從而實現精准拼接★✿ღ。“但這有局限性★✿ღ。”鈕大文說★✿ღ,很多酶難以獲得★✿ღ,還存在穩定性★✿ღ、特異性等問題★✿ღ,“也就是說比較有限制★✿ღ。”
不過★✿ღ,大自然給了鈕大文團隊啟發★✿ღ。他們提出設想★✿ღ,通過模仿大自然使用酶★✿ღ,用催化劑來固定兩個糖★✿ღ,從而實現精准拼接★✿ღ。
從2019年開始k8凯发天生赢家一触即发★✿ღ,團隊逐漸建立了溫和★✿ღ、兼容的糖基化反應★✿ღ,搭建起了一個全新的通用平台★✿ღ,讓催化劑有了更多發揮★✿ღ、運作的空間★✿ღ。“這一步相當於朝著糖鏈精准連接的目標邁出了‘左腳’★✿ღ。”鈕大文說铃木史华★✿ღ。
“右腳”則是催化劑★✿ღ,但沒有現成的可用k8凯发天生赢家一触即发★✿ღ。“一旦邁出了‘左腳’★✿ღ,我們對邁出‘右腳’很有信心★✿ღ。”於是★✿ღ,團隊朝著尋找像酶一樣的催化劑繼續前進★✿ღ。
“仿佛是在黑暗中摸索★✿ღ,其間也遇到過迷茫的時刻凯发k8天生赢家一触即发官网★✿ღ,但大家對這種思路有著信心★✿ღ,只是不知道需要多少時間才能看見曙光铃木史华铃木史华★✿ღ。”團隊成員文章第一作者黨湫菂說★✿ღ。
經過1300多天的研究★✿ღ,團隊先后設計了幾百種催化劑铃木史华★✿ღ,在吳雲東教授計算化學的啟發和幫助下★✿ღ,最終找到了兩個像酶一樣的催化劑★✿ღ,實現了糖鏈的精准拼接★✿ღ。
兩隻“腳”實現並行★✿ღ,帶來的優勢十分明顯★✿ღ:催化劑比較容易獲得★✿ღ,而且穩定性★✿ღ、普適性很強★✿ღ。“此次成果是對概念的成功驗証★✿ღ,提供了一種新的★✿ღ、易借鑒的糖合成思路k8凯发天生赢家一触即发★✿ღ。”鈕大文說★✿ღ。
同時★✿ღ,該研究得到了國家自然科學基金委優青項目和創新群體★✿ღ、四川大學科研院創新領軍人才★✿ღ、四川大學華西醫院1· 3·5計劃等項目的支持★✿ღ。
在團隊看來★✿ღ,持續取得成果的關鍵★✿ღ,一方面在於團隊在糖化學領域的長期積累﹔另一方面是學校寬容的評價考核體系★✿ღ,讓他們有了更多探索★✿ღ、試錯的空間★✿ღ。
鈕大文坦言★✿ღ,此次成果距離實現最終目標——快速且精准地拼接出糖鏈★✿ღ,實現對糖功能的有效開發★✿ღ、應用和干預★✿ღ,還有很長的路要走铃木史华★✿ღ。
團隊期待★✿ღ,最終能開發出一套“工具箱”★✿ღ,裝進去越來越多的催化劑★✿ღ,隨心所欲完成不同糖之間的各種不同鏈接★✿ღ,從而破解糖合成的難題凯发一触即发★✿ღ。“不好說什麼時候才能擁有這個工具箱★✿ღ,我和團隊成員唯有持續努力★✿ღ。”鈕大文說★✿ღ。(四川日報全媒體記者 寧寧)
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