化学家专访

功能性寡糖高效合成・挖掘甜蜜背后的故事—叶新山教授

大家都知道生活中的糖类物质是我们生命活动中最不可或缺的能量之源,除此之外,许多糖类也参与其他重要的生命活动,糖类物质作为一大类生命物质,以及在天然产物中的广泛存在程度,让这门学科的研究意义不言而喻,那么糖化学家都做些什么呢?

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举个简单的例子,初高中的课本知识中,我们都学过纤维素和淀粉这一类多糖其实结构单元都是由一个个葡萄糖单糖连接起来的,可是前者不能被人体消化道内的酶消化,而后者则可以被作为人类最重要的能量源之一出现在一日三餐中,后来接触了糖化学知道这里面的区别仅仅是它们的连接方式–糖苷键的立体结构不同,前者是β构型后者是α构型,我们的身体里的酶只能消化水解α糖苷键,而对β糖苷键则束手无策。作为多糖片段的寡糖是细胞膜的必要成分,在细胞识别过程和在其他代谢活动中都扮演着重要的角色,当然也是一样,不同的立体结构在生命活动中的表现不同。从另一个角度考虑,如果我们想利用糖类能被细胞识别这一特性及低毒性,可以把寡糖分子作为载体将活性药物引入生命体内,那么必然要考虑到载体首先不能被消化,立体结构就很重要,与此同时,在糖分子的某个特定碳原子位置上引入活性官能团或者探针,才能更好的发挥作用也是糖合成化学家们面临的另一个位置选择性的问题。总的来说,就是在探索并实现高效、高选择性的构筑功能性糖分子。这类看似甜蜜的化合物,让很多化学家们为其付出了辛勤和汗水,吃蜂蜜的人知道他们的营养美味,却很难有人想起蜜蜂采蜜时的辛劳,所以今天为大家介绍的化学家就是一位糖化学界的资深“蜜蜂”—北京大学药学院叶新山教授,叶教授是由之前专访里也来自北大药学院的焦宁教授为我们推荐的。

下面是叶老师的专访

是什么样的机缘让您选择了化学研究?

高考时化学成绩比较好,所以选择了化学。后来发现学化学也挺好的,慢慢就喜欢上了。

 

如果不从事化学(科学),还有什么想做的?为什么?

如果不从事化学,我或许会从事文学创作工作,因为小时候相当长的一段时间里一直梦想着当个像鲁迅那样的文学家;又或许会从事历史方面的研究,因为我发现我对历史也有相当大的兴趣。

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图片来自网络

 

现在在做哪方面的研究?另外,准备在这块如何展开?

我现在主要从事糖的研究,“甜蜜”的研究。糖是与核酸、蛋白质同样重要的一类生物大分子,未知和要探索的东西很多。我们的研究具体包括三个方面的内容:第一、糖化学研究,发展新的方法和策略,最终使寡糖的合成效率更高,为其生物学功能的研究提供化学工具。第二、糖的化学生物学研究。生命体中很多糖链的功能是不清楚的,我们打算用化学生物学的手段对一些糖链的功能及其作用机制进行阐明,对生命过程进行更深入的理解。第三、基于糖的药物发现研究。生命体中糖的功能的解析与认知为药物研究提供了更多的新靶标,我们在此基础上发现治疗疾病的新的糖类药物先导。

 

请告诉我们对你人生影响最大的一个人是谁?为什么?

对我人生影响最大的是我求学时各个阶段的老师,如中小学老师、大学老师、研究生导师,他们是一群人,他们给我知识的火种与光亮。

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图片来自网络

 

 

在你人生中最艰难的一段时间发生在什么时候,怎么克服的?

在我读研究生的时候,有段时间课题(一个反应)做得很不顺,但我没有放弃,前后花了大半年的时间最终把这个反应做好,解决了这个课题的瓶颈问题。这个过程使我难忘,也锻炼了我今后科研工作中的坚持、乐观与信心。

 

你平时喜欢吃什么?(如果是菜肴的话在哪里吃的最好吃?)

我在吃的方面没有什么讲究,南北口味都可以。相比较而言,我比较喜欢川菜,成都的川菜最好吃。

 

平时工作以外的时间,您都做些什么?(或者回答我们如果现在突然你意外得到一周的假期,你会用它来干什么?)

如果我意外得到一周的假期,我会选择住在一个山青水秀、人不多的地方,远离都市的喧嚣,静静地欣赏大自然之美景,偶尔也会思考一下科学和人生。

 

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图片来自网络

 

 

下一次您推荐我们采访谁。(此问题回答仅限中国的化学家以及在海外的华人化学家)

南开大学席真教授、武汉大学周翔教授、清华大学李艳梅教授。

 

笔者后记

提起糖类物质,总给人感觉它甜蜜的印象,可是隐藏在这甜蜜的表象下,化学研究中的糖类物质,可真是不怎么“甜美”,很多接触过一点糖类化合物的合成化学家都知道处理纯化这些糖化合物还是很辛苦的,反正不是这方面的专家看到糖类物质绝对会望而却步的。

为什么?

首先来自生命的糖类化合物都是亲水性,羟基很多,极性大,因此在常见有机溶剂中的溶解度是个问题,还有那么多羟基在一般化合物用的硅胶柱色谱上的吸附太大,分离起来也是问题啊!

–好吧,那引入一些保护基应该会好吧,这样极性就没那么大了,便于溶解和色谱分离。

–可以是可以,但是如果不弄些共轭基团,TLC板子荧光灯都照不见啊,还得用显色剂,麻烦!

–重结晶纯化呢?合成大量反应时不也没法过柱子?

–好吧,你吃过蜂蜜吗,那些混合物在一起粘稠的程度真的就是喝不了的“蜂蜜”啊!

你说说这是不是很头疼呢,没有两下子糖化学专业方面的培训,还真是不好包揽这活儿。

以上是来自有机合成出身的笔者在接触糖合成化学的第一个月里多次抓狂,最切身的体会。

希望有机会能和叶老师请教一下这些糖化学合成的技巧和心得。

感谢叶老师百忙中为化学空间提供专访,也让我借此机会了解他的化学和他的人生,看过很多关于他的介绍,真的被他身上的一些朴实无华却坚持不懈的人格所感动,在此把网上关于叶老师的新闻和访谈整理到一起,分享给一直关注化学空间的热心网友们,希望大家从中有所收获。

最后,希望叶老师和他研究室的一群辛勤的“小蜜蜂”们通过智慧和汗水发现并采来更多更好的蜜糖。

 

叶新山教授简历

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叶新山,1963年出生,1981年至1985年在武汉大学化学系有机化学专业学习,获学士学位;1985年至1988年在武汉大学化学系有机化学专业学习,获硕士学位;1988年至1993年在华中农业大学从事教学工作;1993年至1996年在香港中文大学化学系学习,获博士学位;1996年至2000年在美国Scripps研究所做博士后研究;2000年至今在北京大学工作,现北京大学药学院教授,博士生导师,国家杰出青年科学基金获得者,“长江学者奖励计划”特聘教授。主要研究方向是药物化学和化学糖生物学。担任《有机化学》、《高等学校化学学报》、《中国药物化学杂志》、《中国新药杂志》等多个国内杂志的编委,担任Chinese Chemical Letters, Journal of Chinese Pharmaceutical Sciences杂志的副主编;担任国际杂志Carbohydrate Research的编委,ChemMedChem国际顾问编委,Current Topics in Medicinal Chemistry共同主编。

 

获奖经历 (年份倒序)

  • 2013年 国家自然科学奖二等奖等奖励。
  • 2012年 第十三届吴阶平-保罗杨森医学药学奖(吴杨奖)
  • 2012年 第四届中国侨界贡献奖(创新成果)
  • 2011年 中国药学会科学技术一等奖
  • 2010年 获教育部自然科学奖二等奖
  • 2010年 获药明康德生命化学研究奖二等奖

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土生土长西安人,本+硕在陕师大,博士在日本冈山大学取得,博后在名古屋大学ITbM研究所伊丹研究室,有机化学研究生涯3+3+3,现职于西安交通大学理学院。擅长金属催化的偶联反应,博后期间开始合成糖化学,还有碳氢键活化研究。喜欢语言,旅游,网络,音乐,当然最最喜欢的还是化学。现为化学空间员工代表,小编兼美术。 自我描述:师范大学子弟,从小就在家门口上学,也没吃过什么苦,没想到学有机化学的这些年,高强度的实验把我锻炼成了不折不挠的女汉子。硕士毕业留学日本一待就快六年,坚持下来很佩服自己,而且也越来越喜欢有机化学了。 身为化学空间的员工代表,想把化学空间做成“化学人儿”的平台,也希望更多学化学,爱化学的人加入我们,用我们的力量让更多人能感受到化学的魅力。

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