
四川在线记者 高杲
一场微观世界的精密化学重构悄然开启。12月16日上午9点,中国科学院成都生物研究所(以下简称“成都生物所”)国家天然药物工程技术研究中心的实验室内,一排排装着淡黄色液体的反应瓶整齐排列,工作人员将反应瓶缓缓送入专用仪器,瓶中的糖分子开始“进化”,解锁治病新功能。

工作人员在进行实验(图片由成都生物所提供)
这一切,来源于一项糖科学领域的新进展——近日,成都生物所研究员马小锋团队公布,通过光氧化还原催化技术,首次实现糖分子C1和C2位的同步、精准碳基修饰,该技术为结构多样的复杂糖类药物研发提供了解决方案,按下了糖基药物研发的“加速键”。
糖,在大众印象中,是甜味的载体,但在现代研发领域,也是治病的“利器”。不管是治疗糖尿病的恩格列净,还是抗凝血药物磺达肝癸钠,它们的核心成分都是经过精准修饰的糖分子。
“所谓修饰,就像是给有潜力的‘糖士兵’配备装备。”马小锋打了一个比方:未经修饰的糖分子如同赤手空拳的士兵,修饰能为其装上“铠甲”和“武器”,赋予细胞识别、信号传递等治病功能,让它精准对接病灶、高效发挥药效。
在业内,单一位点的糖分子修饰技术已趋于成熟,多位点的精准修饰却是难啃的硬骨头。
马小锋坦言,糖分子的多位点精准修饰面临双重挑战:一方面,糖分子的结构远比核酸、蛋白质复杂,各个位点紧密相连、牵一发而动全身,想要同时嵌入多个不同的功能模块,难度堪比在精密钟表上添加新齿轮;另一方面,药物疗效对糖分子的立体构型要求极为严苛,传统技术无法精准控制,导致有效产物占比极低。“有时候,团队忙活几周,有用的产物寥寥无几,大部分都是无法使用的废料,既耗时又耗力。”
为破解这一“甜蜜的烦恼”,马小锋团队另辟蹊径,提出双重立体控制反应机制。
“相当于给整个反应过程装上了导航和模具。”团队成员、成都生物所青年副研究员谢德盟,进一步拆解技术核心:糖烯C3位取代基的空间导向作用如同精准导航系统,能锁定修饰位点的立体化学,确保反应不跑偏、不缺位;自由基Smiles重排过程中的顺式稠合双环过渡态,像量身定制的精密模具,将产物的立体构型牢牢固定,保证其符合药效要求。“这套双重保障机制,从根本上解决了传统技术‘修饰不准、构型混乱’的核心痛点。”
更令人惊喜的是,这项技术还具备超强的兼容性和实用性:无论是葡萄糖、半乳糖等常见单糖,纤维二糖、乳糖等复杂二糖,还是含有游离羟基的糖烯,都能高效参与反应。
“就像打造了一条万能装配线,能根据不同药物的研发需求,灵活搭配装备。”团队成员杨建介绍,卤素、酮基、酰胺基等多种功能模块,以及糖、氨基酸、肽等复杂结构片段,都能轻松嵌入糖分子中。这一特性为构建结构多样的复杂糖衍生物库提供了充足原料,让科研人员能快速筛选出活性更高、疗效更优的候选药物。
作为治疗领域的“潜力股”,糖类药物在抗肿瘤、降糖、抗感染等方面作用明显。此次技术突破,不仅成功破解多位点差异化修饰的行业瓶颈,还有望大幅加速糖基抗肿瘤药物、降糖药物的研发进程。
“成果发布后,我们已经接到不少企业和科研机构的合作咨询电话。”马小锋说,这让团队对技术落地应用和后续推广信心十足。
从单点位修饰到双位点精准改造,这场发生在微观世界的“装备升级”,让小小的糖分子释放出更大的医药价值。在成都生物所的实验室里,一个个反应瓶中,正孕育着更多“甜蜜的可能”。