生物正交化学诞生于21世纪初,当时人们越来越意识到,分解生物过程的最佳方法是在其原生环境中探测生物分子。科学家们一直在取得进展使用荧光蛋白来阐明蛋白质是如何在活细胞中运作的,但研究人员在卡罗琳·贝尔托齐的实验室我们感兴趣的是另一种鲜为人知的细胞产物:聚糖。研究这些多糖带来了一个问题,因为它们的生物合成不像蛋白质那样使它们成为基因编码的报告分子。所以他们不得不另寻他法

长期以来,研究团体忽视了糖科学。聚糖在生物学中无处不在,但它们最初被认为主要是结构而不是功能。与蛋白质和核酸相比,聚糖要复杂得多。首先,蛋白质由线性氨基酸序列组成,其中有20种可供选择。同样,核酸是四种不同碱基的组合。但说到聚糖,哺乳动物体内有30多种不同的单糖可以作为积木,每一种都有多个潜在的分支点。

这种结构的复杂性只是试图研究聚糖的复杂性之一。Bertozzi的团队和其他人在通过适当的选择性反应将标签附着在它们上的方法上取得的进展,使我们更接近于理解这些生物分子所起的作用。周边发展聚糖自动合成此外,改变细胞聚糖以研究其功能的化学酶策略也是故事的一部分。

我们现在知道,聚糖在几乎每一个生物过程中都起着关键作用。活细胞被多糖覆盖,它们参与细胞间和细胞外的信号传递。例如,除了在脂质和蛋白质中发现外,聚糖也可以作为自由化合物被发现在人类母乳中.此外,某些聚糖已被证明可以激活、缓和和抑制特定的免疫过程,包括抗癌反应。

70多年前,沃尔特·摩根发现了碳水化合物是ABH血型系统的特征。因此,在过去的几十年里,我们只将聚糖与健康和疾病联系起来,这有点令人惊讶。尽管如此,一些基于分离或合成聚糖或改变其表达和识别的分子的产品已经上市。糖科学的研究当然是复杂的,但对社会的潜在利益是广泛的。说不定还能再得一个诺贝尔奖呢。