英文原标题：Industrial Chemical Glycan Synthesis (ICGS): Process Intensification of Glycosylations

通讯作者：Jian Yin (尹健)，江南大学生物工程学院、糖化学与生物技术教育部重点实验室

作者：Chunjun Qin (秦春君), Junjie Fu (傅俊杰), Guangzong Tian (田光宗), Xiaopeng Zou (邹小鹏), Jing Hu (胡静), Peter H. Seeberger

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cbe.5c00135

背景介绍

生物活性糖质的工业化制备对于糖医药产品（糖药物、糖疫苗等）的研发和生产至关重要。当前，糖质化学工业合成的主要瓶颈是糖基化反应的区域选择性与立体选择性控制。因此，糖基化反应过程强化已成为糖质化学工业合成领域的紧迫任务，其目标在于提高糖基化反应效率与立体选择性、提升糖质合成自动化水平，并缩短糖质合成路线的研发周期。值得注意的是，对结构明确糖质的最大需求来自生物医药产品的研发与生产（如每剂含量在微克/毫克级糖质的高附加值疫苗和药物），而将糖基化反应提升至公斤级规模是当前糖质化学工业合成的基本目标。

文章亮点

近日，江南大学生物工程学院、糖化学与生物技术教育部重点实验室尹健教授团队，联合德国马克斯-普朗克胶体与界面研究所Peter H. Seeberger院士，应邀在国际期刊Chem & Bio Engineering上发表了题为“Industrial Chemical Glycan Synthesis (ICGS): Process Intensification of Glycosylations”的重要综述，并获选当期封面文章（Front Cover）。

本论文系统性地梳理和总结了创新性方法与技术驱动的糖基化反应过程强化，及其在推动糖质化学工业合成方面的最新进展，围绕以下五个方面展开论述：（1）糖质合成中组装序列的优化；（2）糖基化反应活性的调控；（3）反应环境参数的配置与优化；（4）自动化糖质化学合成仪的研发；（5）人工智能（AI）在糖质合成中的应用潜力。

首先，总结了糖质合成中组装序列的优化在提升糖基化反应效率方面的进展，指出该方法尤其适用于具有非重复序列或长重复单元的糖质。其次，论文总结了各反应物（包括糖基供体、活化剂及糖基受体）反应活性调控在改善糖基化反应效率方面的进展，指出取代基效应、端基离去基及活化剂体系对糖基供体的活性调控起到关键作用；而糖基受体的活性则可通过取代基效应实现有效调控。随后，论文总结了溶剂、温度、反应物配比及浓度等环境参数在提高糖基化反应效率方面的进展，指出在公斤级层面优化相关反应参数，并研发糖基化反应专用的大型反应器是进一步努力方向。此外，论文总结了自动化糖质化学合成仪研发的最新进展，目前固相和液相糖质化学合成仪均已成功问世，其中Seeberger院士团队研发的商用糖质合成仪已发展至第三代，相关新技术与设备的应用可大幅缩短糖质化学工业合成的周期。同时，论文总结了AI在应对糖基化反应过程强化这一挑战的最新进展，目前的研究重点关注糖基化反应数据集的构建与标准化，涵盖分子性质及反应记录等核心内容，并指出更大规模、更高质量数据集的管理，稳健计算模型的构建是未来重点发展方向。最后，论文展望了通过糖基化反应过程强化加速糖质化学工业合成发展的未来方向，包括AI与糖质合成仪的集成应用、糖基化专用大型反应器的研发，以及流体化学技术平台的构建等。

图1. 糖质化学工业合成：糖基化反应过程强化

总结/展望

该论文聚焦糖质化学工业合成的核心瓶颈，以糖基化反应过程强化为主线，融入自动化合成、AI等前沿技术，不仅为糖科学研究提供了重要的参考，也提示了糖质工业化生产的发展路径。作者认为，随着糖质化学工业合成技术的持续成熟，将有力赋能相关生物医药产业的高质量发展。

相关论文发表在Chem & Bio Engineering上，江南大学尹健教授为文章的通讯作者，生物工程学院秦春君副研究员为第一作者。上述研究得到了国家自然科学基金（22325803, 22477046, 22177041）和国家重点研发计划（2023YFC2308000, 2023YFA0914503）的资助。