叶新山和熊德彩团队在基于光活性离去基的糖基化反应方面取得进展

2023年12月4日，我室叶新山和熊德彩研究团队在Nature Communications上在线发表了题为“Photosensitizer-free Visible-light-promoted Glycosylation Enabled by 2-Glycosyloxy Tropone Donors”的研究论文，报道了一种在可见光条件下实现糖基化反应的光活性糖基供体。

光促进的糖基化反应是糖化学领域引起极大关注的研究方向。目前，可见光诱导的糖基化反应通常需要借助光敏剂和化学计量的活化剂来促进离去基团的离去。然而，直接利用光活性离去基团在无光敏剂和可见光条件下的糖基化反应尚未见报道。因此，发展一种自身具有光活性离去基团的糖基供体来填补这一空白显得尤为重要。叶新山和熊德彩团队利用环庚三烯酚酮的光化学特性，设计合成了2-O-糖基环庚三烯酮供体，并考察了其在可见光促进的糖基化反应效率（图1）。

图1.研究工作概述

该研究利用光活性的2-O-糖基环庚三烯酮供体，发展了一种无需光敏剂的新型可见光介导糖基化方法。2-O-糖基环庚三烯酮供体在可见光的条件下能够高效地进行O-糖基化反应。它可与多种非糖受体和糖受体反应，以优良的收率获得相应的糖苷或寡糖。该糖基供体还能够在可见光条件下与磷酸受体进行反应，生成糖基磷酸酯或糖基磷酸寡糖。有趣的是，苄基保护的2-O-糖基环庚三烯酮供体与磷酸受体反应具有良好的立体选择性，生成α-糖基磷酸酯/糖基磷酸寡糖。氮苷的合成进一步验证了2-糖环庚三烯酚酮供体的有效性。吡喃型或呋喃环型糖基供体均能与嘧啶和嘌呤受体进行反应，以优良的产率得到相应的（类）核苷。此外，该方法还可用于对天然产物或药物进行克级规模的糖基化修饰。该研究还利用2-糖环庚三烯酚酮供体高收率地实现了六糖的合成（图2）。该研究工作为糖类化合物的合成提供了有效化学工具。

图2. 基于2-O-糖基环庚三烯酚酮供体的氧苷、氮苷、糖基磷酸和寡糖合成

该论文第一作者为北京大学药学院2020级博士生张静，通讯作者为熊德彩研究员，叶新山教授指导了研究工作的开展，课题组部分研究生同学参与了该研究工作。北京大学天然药物及仿生药物国家重点实验室为第一通讯单位。北京大学宁波海洋药物研究院为第二通讯单位。该研究得到国家自然科学基金和国家重点研发计划项目的资助。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-43786-y

【作者简介】

张静，药学院2020级化学生物学专业博士生，研究兴趣为糖方法学与糖模拟物的合成及活性评价，已在Nat. Commun.，Org. Chem. Front.等杂志上发表学术论文6篇；荣获北京大学校长奖学金等荣誉。

熊德彩，北京大学药学院研究员，博士生导师，国家人才计划青年项目入选者。主要研究方向为光/电驱动的糖化学反应、糖基化新方法和新策略、生物活性寡(聚)糖和糖模拟物的合成及活性评。在Angew. Chem. Int. Ed., Nat. Commun.等杂志发表学术论文50余篇；（完成）主持国家级科研项目7项；以第二完成人身份获国家自然科学二等奖、中国药学会科学技术一等奖、教育部高等学校自然科学二等奖；获第三届“张天民糖类药物奖”杰出青年奖、2018年绿叶生物医药杰出青年学者奖；中国疫苗行业协会糖疫苗专业委员会副秘书长，中国化学会糖化学专业委员会委员。