【成果探秘】
糖,对于现代生命科学而言,那是一块充满期待、却遍地荆棘的“荒蛮之地”。有一位化学家和他的研究团队,在这片“土地”上倾注了20多年心血,以拔除荆棘,为生命科学家的深入研究开辟出一条道路。
这就是中科院上海有机化学研究所生命有机化学国家重点实验室研究员俞飚及研究团队,他们的项目“具有重要生理活性的复杂糖缀合物的化学合成”获得了2010年度国家自然科学奖二等奖。
生命大分子有“三剑客”:核酸、蛋白质、糖。前两者早已为人们耳熟能详,唯独糖,人们还不甚了然。其实,糖类分子在生命体中是重要的结构分子和能量物质:人的血液中有血糖、乳汁中有乳糖;小麦的秸秆能树立,是因为有多糖纤维素;能磨成面粉的麦穗里面有淀粉——那是一种储能多糖。此外,有些中草药对疾病有疗效,也是因为植物体内含有某些特别的糖类分子。更重要的是,糖类分子具有识别功能,参与了多细胞生命的几乎所有时空过程。
生命科学家想要研究这些糖类分子,首先遭遇到的难题就是“如何得到纯净的分子”。这便是化学家的使命了。早在上世纪50年代,核酸、蛋白质的化学性质已经研究得相当清楚,同时合成技术也已解决,这才迎来了本世纪生命科学的辉煌。而糖的合成,却比核酸、蛋白质分子的合成困难得多。当核酸、蛋白质分子已实现“菜单式”定制的时候,化学家才刚能勉强地把有限的几个糖分子连接起来。
上世纪80年代末,时任中科院上海有机化学研究所研究员,而后担任科技部副部长的惠永正提出要在国内开辟糖分子研究这片“处女地”。而此时,俞飚成为了惠永正研究员的研究生,深入研究持续至今。现在,几乎所有的糖类分子,他们都能在实验室里合成出来。
然而,从“糖化学”到“糖生物学”仍旧路漫漫其修远。“当生命科学家能方便地得到所需要的糖分子样品,同时相关学科也进步到一定水准时,生命研究的‘糖时代’才能真正到来。”俞飚说,实验室里合成糖,只求能做成,不计成本、不计时间,要实现商业化还要弄清很多细节,设计优化出合理的工艺。“五十岁以后,我会以此为目标。”他希望,自己的努力能为开辟这片生命科学的“荒蛮之地”铺出一条可供后人前行的道路。
【智慧点】
他们发明了高效的糖苷化方法,解决了用已有方法难以实现的一些糖苷键的合成;他们通过控制糖基给体和受体的立体电子效应,设置出“阶梯式”的连续糖苷反应;他们在世界上迄今为止最系统地合成了上百种中草药中的皂甙、黄酮苷类化合物。
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