唾液酸化和岩藻糖基化是复杂天然糖链结构中最常见的糖基化修饰形式。众多具有重要生物学功能的糖链骨架上存在位点特异性的α2,6-唾液酸化或α1,3-岩藻糖基化修饰。生物体内糖链的α2,6-唾液酸化或α1,3-岩藻糖基化是由相应的唾液酸转移酶或岩藻糖基转移酶操控的,但是目前已知的所有α2,6-唾液酸转移酶或α1,3-岩藻糖基转移酶均不能在含有多个唾液酸化位点或多个岩藻糖基化位点的糖链骨架实现位点专一性的唾液酸化修饰或岩藻糖基化修饰,只能催化得到不同唾液酸化或不同岩藻糖基化程度的糖链混合物。为了深入探究位点特异性α2,6-唾液酸化或α1,3-岩藻糖基化修饰的复杂糖链的生物学功能,需要发展在复杂天然糖链区域选择性地引入α2,6-唾液酸化或α1,3-岩藻糖基化修饰的方法。为了解决含多个唾液酸化或岩藻糖基化位点复杂糖链的区域选择性挑战,本论文以位点专一性构建α2,6-唾液酸糖苷键和α1,3-岩藻糖苷键为目标,主要完成了以下工作:针对实现复杂天然糖链结构位点专一性的α2,6-唾液酸化修饰,我们发展了一种氧化还原反应控制的底物工程策略。该策略通过半乳糖氧化酶参与的氧化模块选择性地将糖链非还原末端半乳糖成N-乙酰氨基半乳糖残基的C6位羟基氧化为醛基,使其不能被美人鱼发光杆菌来源的α2,6-唾液酸转移酶（Photobacterium damselae α2,6-sialyltransferase,Pd2,6ST）识别,不被唾液酸化修饰,同时在需要引入唾液酸的半乳糖和/或N-乙酰氨基半乳糖单元上直接进行α2,6-唾液酸化修饰。最后,通过NaBH4将醛基还原为羟基,实现含多唾液酸化位点复杂糖链的定点精准唾液酸化修饰。我们精心设计了 7个酶法组装模块,涉及7种糖苷键的合成,分别针对半乳糖、N-乙酰氨基半乳糖、N-乙酰氨基葡萄糖和唾液酸4种单糖的引入。仅从简单单糖出发,高效、简捷地完成了相应糖苷键的构建。利用发展的氧化还原策略,结合酶法模块化组装策略,精准实现了含有不同唾液酸化程度、不同唾液酸类型（Neu5Ac、Neu5Gc和Kdn）修饰以及含有LacNAc、LNB、LacDiNAc和GNB等常见二糖单元骨架糖链的位点专一性α2,6-唾液酸化产物的多样化合成。本论文还利用氧化还原反应控制的底物工程策略实现了复杂天然糖链结构位点专一性的α1,3-岩藻糖基化修饰。该策略运用半乳糖氧化酶参与的氧化模块选择性地将糖链非还原末端LacNAc单元上的半乳糖C6位羟基氧化为醛基,使得氧化LacNAc单元不易被幽门螺旋杆菌来源的α1,3-岩藻糖基转移酶（Helicobacter α1,3-fucosyltransferase,Hpα1,3FucT）所识别,暂时屏蔽LacNAc单元上的岩藻糖基化位点,同时对需要引入岩藻糖的LacNAc单元上的半乳糖进行保留,利用Hpα1,3FucT直接进行α1,3-岩藻糖基化。最后,通过NaBH4将醛基还原回羟基,实现含多岩藻糖基化位点复杂糖链的定点精准岩藻糖基化修饰。我们精心设计了 3个酶法组装模块,高效、简捷地完成了 β1,4-半乳糖、β1,3-N-乙酰氨基葡萄糖和α1,3-岩藻糖糖苷键的构建,并利用HILIC-ELSD考察了 Hpα1,FucT的底物专一性,然后运用发展的氧化还原策略,结合酶法模块化组装策略,成功实现了 poly-LacNAc糖链、O-GalNAc糖链和N-聚糖等复杂糖链骨架上区域选择性的α1,3-岩藻糖糖苷的合成。本论文将有机合成的理念、方法与生物催化相融合,创新性地发展了一种氧化还原反应控制的底物工程策略。该策略突破了酶的底物适用范围和来源限制,为含有α2,6-唾液酸和α1,3-岩藻糖单元天然糖链的精准合成提供了一个普适性解决方案,具有简洁、普适性的特点。首次将氧化还原体系引入到α2,6-唾液酸和α1,3-岩藻糖相关复杂糖链的酶法模块化合成体系中,通过对受体底物的改造,实现了对酶促催化过程的精准操纵和调控,系统性地合成了具有重要生物学功能的α2,6-唾液酸化和α1,3-岩藻糖基化复杂糖链。