糖生物学研究进展
多糖的结构及其生物学功能研究进展
食品科技多糖的结构及其生物学功能研究进展郭 杰，贾国军，陶 蕾，王瑞雪（兰州职业技术学院，甘肃兰州 730070）摘 要：多糖绿色安全，且具有多种药理作用，得到了人们的广泛研究。
生物多糖结构复杂，目前相关研究主要集中于多糖的一级结构。
近年来的研究表明，多糖具有多种生物学功能，包括抗肿瘤、降血糖、抗辐射、增强免疫力和抗氧化等作用，在保健、医药领域具有十分广阔的应用前景。
本文从化学结构和生物学功能两方面介绍了多糖的研究进展。
关键词：多糖；结构；生物学功能Research Progress on Structure and Biological Function ofPolysaccharidesGUO Jie, JIA Guojun, TAO Lei, WANG Ruixue(Lanzhou V ocational and Technical College, Lanzhou 730070, China) Abstract: Polysaccharide is green, safe and has a variety of pharmacological effects, which has been widely studied. The structure of biological polysaccharides is complex. At present, relevant research mainly focuses on the primary structure of polysaccharides. Recent studies have shown that polysaccharides have a variety of biological functions, including anti-tumor, hypoglycemic, anti radiation, enhancing immunity and antioxidation. They have a very broad application prospect in the field of health care and medicine. This paper introduces the research progress of Polysaccharides from two aspects of chemical structure and biological function.Keywords: polysaccharide; structure; biological function多糖（Polysaccharides）是一类由单糖为基本单位，通过糖苷键连接而成的生物高分子化合物，是构成生命体的4大生物大分子之一，在机体的新陈代谢中作为信息受体参与多种信号传导[1]。
蛋白质糖基化的研究及进展
展
望
由于糖蛋白本身的复杂性， 由于糖蛋白本身的复杂性，蛋白质糖基化的研究必须 采取多元化的研究策略和技术， 采取多元化的研究策略和技术，而各种新的检测方法也不 断的被采用。 断的被采用。 随着各种分离技术的不断发展，研究方法也不断 随着各种分离技术的不断发展， 翻新。 翻新。蛋白质糖基化研究也将成为翻译后修饰研究的新热 点
蛋白质糖基化的研究策略
1.凝胶技术与质谱联用 凝胶技术与质谱联用
与磷酸化之间存在 “阴阳”关系 可以 被筛选和鉴定
细胞组织
双向电泳
切割 酶切
质谱分析 糖链鉴定 数据库搜索 靶蛋白鉴定及功能分析
2.非凝胶技术与质谱联用 非凝胶技术与质谱联用
O-β-GlcNA pr 亲和层析 母离子扫描 366 数 据 库 搜 索 鉴 定
3 蛋白质糖基化常用研究方法
糖基化位点分析 糖基化蛋白分析 糖链分析
因为糖链的复杂性，很难通过单一的方法进行序列测定等研究，需 要多种方法组合完成。
单糖分析 糖链释放 蛋白酶水解 去糖基蛋白 糖链 氨基酸分析
糖蛋白
糖基肽
肽链
糖链释放
氨基酸序列分析
去糖基肽链
糖链
分馏/纯化 结构分析 酶解 糖基肽/寡糖多糖图谱 质谱 核磁共振
Mana1-6(Mana1-3)Manβ Mana1-2Mana1-6 (Mana1-3)Manβ 较强 最强
4 糖基化蛋白质的分离技术
缺少三甘露糖核心结构或含有阻碍性的3-OH， 较弱 6-OH取代基团的Mana（α1-6）
Galectin LEC-6
半乳糖苷结合凝集素是一类分布广泛，不依赖于金属离子的 可溶性凝集素 很多生物具有保守性 倾向于结合包含半乳糖且 具有分枝结构的N-连接糖链
糖生物学_基因组学和蛋白质组学的延伸
糖组学中糖蛋白糖链的研究技术及进展
糖组学中糖蛋白糖链的研究技术及进展1988年牛津大学Dwek教授在Annual Review of Biochemistry上发表了题为“Glycobiology” (糖生物学) 的综述，首次提出了糖生物学这一概念，标志着糖生物学这门学科的诞生[1]。
在十几年后，糖生物学在糖链结构、生物合成、生理功能等方面取得了极大地进展。
作为第3种生命信息分子的糖链正越来越受到重视，于是糖组学被誉为是继基因组学和蛋白质组学后的第三领域。
糖组是指细胞内所有的糖链，包括糖复合物[2]。
糖组学是研究糖链的表达、调控和生理功能的科学，通过研究糖链确定基因所携带的遗传信息与功能之间的关系。
糖组学的研究依赖于糖组研究技术的发展，其中糖蛋白和糖链的研究技术比较成熟，本文主要对这两方面进行综述。
1.糖组学研究的内容及意义基因对生命活动的调控是由基因所编码的蛋白质及其所合成的糖链和脂类来体现的，因此基因功能的阐明不仅需要基因组学的研究，还必须开展蛋白质组学和糖组学的研究。
糖链、核酸和蛋白质都是生物大分子，但是糖链的结构远比核酸和蛋白质复杂，这是由于聚糖的糖单位之间糖苷键的链接方式的多样性[3]。
糖链参与几乎所有真核生物的每一生命过程，其功能是复杂而多样的在分子内，糖蛋白糖链影响蛋白质的折叠、溶解度、半衰期、抗原性及生物活性等。
在分子间，糖链可以通过糖基化影响蛋白的功能，更重要的是还与信号传递、细胞通讯密切相关。
.糖与糖之间的相互作用介导细胞-细胞相互作用也被证实.因此糖组学的重要研究内容之一就是作为信息分子的糖类如何在细胞识别和信号传导中发挥作用[4]。
为了研究糖类在细胞识别和信号传导中的作用首先要完成4个方面：什么是基因编码糖蛋白，即基因信息；实现被糖基化的位点，即糖基化信息；聚糖结构，即结构信息；糖基化功能，即功能信息[5]。
目前预测细胞内超过５０％的蛋白质为糖蛋白，在这些糖蛋白中蛋白质是生理功能的主要承担者，而糖链则通过改变蛋白质的折叠方式、生物活性、溶解度、疏水性、聚合、降解、电荷、粘度及质量，对蛋白质的功能起修饰作用。
糖生物学的研究进展及应用前景
糖生物学的研究进展及应用前景糖是生物体中十分重要的一类分子，其功能十分复杂，包括细胞外基质的结构和生物粘附，细胞间通讯，病原体感染与宿主细胞互作等方面。
因其复杂的功能，糖生物学成为了生命科学研究中的重要领域。
本文将针对糖生物学的研究进展及其应用前景展开探讨。
糖的合成与修饰糖是由多个单糖分子通过特定键结合而成，糖的复杂度可以通过糖分析技术进行描述。
糖生物学的研究中，最基本的问题是如何确定某一糖链的结构，这一问题可以通过质谱、核磁共振等技术来解决。
同时，糖的修饰也是糖生物学的研究重点之一，不同的糖修饰在生物体中起到了不同的作用。
例如所谓的核心糖修饰可以被大量生物蛋白特异性辨认，从而介导了多种蛋白的相互作用。
此外，当蛋白质表面存在较为复杂的糖修饰时，会引起疾病的产生，例如人类的流感病毒 H1N1 在细胞表面的结合中，通过其表面膜糖蛋白绑定上唾液酸，从而实现感染宿主细胞。
糖的生物学功能目前已发现糖在生物体中的功能极为复杂，其中包括生长因子的作用、生物互作、细胞通讯以及细胞粘附。
大部分糖的生物功能是通过它们附着到细胞外基质的蛋白质上来实现。
这种现象是由于在糖的分子中，糖残基是决定它们所识别的蛋白质与糖链结构特异性的主要组件。
在此基础上，糖的生物学功能也表现在一些疾病的产生与抵抗上，例如肿瘤的生长和扩散均受糖的作用影响，糖蛋白的降解也参与了许多神经退行性与心血管等疾病的病理过程。
应用前景糖生物学近年来被认为是生命科学发展中的前沿领域之一，该领域涉及到许多方面，从基础学科到临床医学都具有广泛应用前景。
在消化系统疾病中，如肠道菌群失调、乳糖不耐症等疾病中，糖生物学提供了解决方案。
在肿瘤科学领域中，糖生物学将带来创新性的治疗策略，通过针对特定的糖链来治疗肿瘤。
例如，“阻挡抗原”疗法中，利用针对某种糖链的抗体来识别和识别肿瘤细胞，这为肿瘤的治疗打开了一个新的思路。
此外，基于糖的药物设计也将得到广泛应用。
糖作用于生命体系的奥秘，将成为科研领域的重点。
肿瘤中黏蛋白型O-聚糖的生物学特性及临床意义的研究进展
肿瘤中黏蛋白型O-聚糖的生物学特性及临床意义的研究进展糖生物学研究在近年得到了高度重视，已经成为继基因组学和蛋白质组学后的第三个研究热点[1]。
糖类物质可与其它化合物结合构成生物大分子参与机体细胞组成,并与细胞的生长发育密切相关。
聚糖是指任何游离的或与另一类分子结合的糖或糖类组合的通称。
它以共价键与蛋白质或脂类结合，从而在生物体内构成的多样糖类复合物（糖蛋白、蛋白聚糖及糖脂）。
黏蛋白型O-聚糖结构存在糖蛋白中，它是以蛋白质为主，在蛋白质多肽链骨架上共价连接着寡糖链形成的生物大分子。
其在生物体内分布广泛（细胞膜、溶酶体、细胞外液）。
糖蛋白聚糖分为N-连接型，O-连接型及GPI（糖磷脂酰肌醇）-连接型三种。
其中，O-连接型中最为丰富的O-糖基化修饰就是黏蛋白型-O聚糖。
目前对其在体内的生物学功能还不甚了解，随着肿瘤发病率的不断攀升，今后黏蛋白型-O聚糖在肿瘤学方面的研究显得尤为重要。
1.黏蛋白型O-聚糖基本核心结构及生物合成1.1基本核心结构在黏蛋白中，O-聚糖通过N-乙酰氨基半乳糖与丝氨酸或苏氨酸的S/T残基相连接形成α连接，该结构被称为黏蛋白型O-聚糖。
黏蛋白型O-聚糖是由多肽：N-乙酰氨基半乳糖转移酶（ppGalNAc-Ts）家族催化起始合成的，在肿瘤中常常伴随着黏蛋白型O-聚糖结构及数量上的改变，形成肿瘤特异聚糖结构。
O-聚糖可延伸为多种不同核心结构的类型，现已发现的有GalNAc-Ser/Thr,GlcNAc-Ser/Thr,Gal-Ser,Xyl-Ser,Man-Ser/Thr等八种。
最简单的黏蛋白型O-聚糖是GalNAcα1-S/T（即Tn抗原），为各核心亚型共有结构。
在Tn抗原的基础上形成core1结构亚型Galβ1-3GalNAc-（即T抗原）；而在core1的基础上连接N-乙酰氨基葡萄糖进一步形成core2结构。
另外常见的核心结构还有core3和core4，而Core5-core8并不多见。
糖代谢的研究与糖新生物学的研究进展
糖代谢的研究与糖新生物学的研究进展0902012010摘要：糖是一类化学本质为多羟醛或多羟酮及其衍生物的有机化合物.在人体内糖的主要形式是葡萄糖(glucose，Glc)及糖原(glycogen，Gn).葡萄糖是糖在血液中的运输形式,在机体糖代谢中占据主要地位；糖原是葡萄糖的多聚体,包括肝糖原、肌糖原和肾糖原等，是糖在体内的储存形式.葡萄糖与糖原都能在体内氧化提供能量.食物中的糖是机体中糖的主要来源，被人体摄入经消化成单糖吸收后，经血液运输到各组织细胞进行合成代谢和分解代谢.机体内糖的代谢途径主要有葡萄糖的无氧酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖原合成与糖原分解、糖异生以及其他己糖代谢等.关键字：糖代谢，研究进展，糖原组学，食物中的糖代谢的基本概念机体内的化学反应是在酶的催化下完成的。
在细胞内这些反应不是相互独立的，而是相互联系的，一个反应的产物可能就是下一个反应的底物，这样构成一连串的反应，称之为代谢途径(pathway)，由不同的代谢途径相互交叉构成一个有组织有目的的化学反应网络(network)，称为代谢(metabolism)。
体内的代谢途径主要分为两类：一类是由大分子（多糖、蛋白、脂类等）不断降解为小分子（如CO2，NH3，H2O）的过程称之为分解代谢（catabolism）；另一类是由小分子（如氨基酸等）生成大分子（如蛋白质）的过程称之为合成代谢糖的消化和吸收食物中的糖主要是淀粉，另外包括一些双糖及单糖。
多糖及双糖都必须经过酶的催化水解成单糖才能被吸收。
食物中的淀粉经唾液中的α淀粉酶作用，催化淀粉中α-1，4-糖苷键的水解，产物是葡萄糖、麦芽糖、麦芽寡糖及糊精。
由于食物在口腔中停留时间短，淀粉的主要消化部位在小肠。
小肠中含有胰腺分泌的α淀粉酶，催化淀粉水解成麦芽糖、麦芽三糖、α糊精和少量葡萄糖。
在小肠黏膜刷状缘上，含有α糊精酶，此酶催化α极限糊精的α-1，4-糖苷键及α-1，6-糖苷键水解，使α-糊精水解成葡萄糖；刷状缘上还有麦芽糖酶可将麦芽三糖及麦芽糖水解为葡萄糖。
糖化学与糖生物学的研究进展
糖化学与糖生物学的研究进展糖化学和糖生物学是生物化学领域中一个十分重要的研究方向。
从化学角度来看，糖是由碳、氢、氧三种元素构成的有机化合物。
它们在自然界中广泛存在，并在生物体内发挥着重要的生理功能。
糖有多种形式，包括单糖、双糖和多糖，每种形式都有着特定的化学性质和功能。
由于糖的多样性，研究人员一直在探索糖的合成、结构和功能等方面的问题。
糖化学主要研究糖的化学合成和结构，通过合成不同结构的糖分子，可以进一步了解糖的功能和生理作用。
在过去的几十年里，糖化学取得了巨大的进展。
糖的合成方法不断提高，包括化学合成和酶催化等方法。
这些方法为糖的研究提供了基础工具，使得科学家们能够合成出各种结构的糖，并进一步研究其生理功能。
糖生物学则研究糖在生物体内的合成、降解和调控。
糖是生物体能量代谢的重要部分，同时也参与了细胞信号传导和调节等生理过程。
研究表明，糖还与一系列疾病的发生和进展密切相关，如炎症、癌症和心血管疾病等。
因此，研究糖的生物学功能不仅有助于了解生命的基本过程，还对于疾病的防治具有重要意义。
随着科技的进步，糖化学和糖生物学的研究手段也在不断发展。
例如，结构生物学的技术可以通过解析糖的结构来揭示其功能。
糖组学则通过高通量的糖鉴定和定量分析技术，使得研究人员能够更好地理解糖的生物学功能和调控机制。
同时，基因组学、蛋白质组学和代谢组学等研究手段的发展，也为糖生物学的研究提供了更加全面的视角和深入的研究内容。
除了基础研究领域，糖化学和糖生物学在医药和生物技术领域也有着广泛的应用。
例如，糖蛋白等糖基化蛋白在生物药物的制备中起到重要作用。
另外，糖基化的疫苗研发也成为研究的热点之一。
糖类药物和糖抗体疗法也逐渐受到重视，为疾病的治疗提供了新的思路和方法。
尽管如今糖化学和糖生物学已经取得了一系列重要的进展，但仍然面临着许多挑战。
糖的复杂性和多样性使得研究工作变得复杂而困难。
同时，糖与其他生物分子的相互作用也需要更加深入地研究。
大枣多糖生物学活性的研究进展
大枣 多糖生物 学活性 的研究进展
王 荣 刚
（ 河 北省清河县农业局 畜牧办公室，河 北清河 ０ ５ ４ ８ ０ ０ ）
多糖 广泛 存 在于 动物 ，植 物 和微 生 物组 织 中 ，是 由单 糖聚 合 善 ，体 内抗 氧化水 平得 到 提高 。 而 成 的天 然 高分 子化 合 物 ，是 生物 体 内除 蛋 白质和 核 酸外 又一 类 ３ 抗 肿瘤 活性 重 要 的生 物大 分 子 ，具有 抗 病毒 、抗 肿 瘤 、抗 氧化 、免疫 调节 等 研 究 发现 ，大枣 中性多 糖 （ Ｊ Ｄ Ｐ — Ｎ）可 以显 著 升高 小 鼠腹 腔 生 物 活性” 。迄今 为止 ，多糖 的研 究 已成 为 目前 生命科 学 中最 活 巨噬 细胞 的胞浆 中游 离 ｃ ａ “ 浓 度 ，进 而 将 巨噬 细，对 天然 多糖 的 活性及 作 用 机理 研究 已从一 般 活 的 巨噬 细 胞 可 以释 放 出 Ｔ Ｎ Ｆ 、Ｉ Ｌ 一 ２ 、Ｎ Ｏ 等 细胞 因子 和 炎 症介 的药理 作 用研 究 发展 到 细胞 分 子水 平 ，从 药 品 向食 品 、从 治 疗 质 。Ｎ Ｏ 不 仅 可以非 特异 性杀灭 肿瘤 细胞 ，还 可在Ｔ 、Ｂ 淋 巴细胞 的 向保健 方 向发 展 。 目前 ， 中药多 糖 因具有 改 善机 体 免疫 功 能 、抑 调 控 下参 与复 杂 的免疫 活动 。说 明大 枣 中性 多糖 可 以直 接作 用 于 制肿 瘤 生 长等 作用 ，且对 正 常细 胞没 有毒 副 作用 ，特别 是从 中药 免 疫 细胞 ，进 而 抑制 肿瘤 细 胞 ” 。在体 外 试验 中发现 ，大枣 多糖 中分离 出来 的水溶 性 多糖 具有 非 常重 要 的生理 药 理作 用 ，愈 来 愈 提 取物 （ Ｊ Ｐ Ｓ ）可 明显 的抑 制人 的肝 癌细 胞株 Ｈ ｅ ｐ Ｇ ～ ２增 殖 ，且效 引起 国内外 药 理学 家 、生 物学 家 和化 学家 们 的兴 趣 ，成 为 当前 的 果 具有 一定 的量 效性 和 时效性 ；另 外 ，Ｊ Ｐ Ｓ抗 肿瘤 作用 可 能与 Ｇ Ｏ ／ 研究 热 点 【 ３ ］ 。尤 其 是作 为 免 疫增 强 剂 与疫 苗 配合 应 用 于 畜禽 ，可 Ｇ １ 期 细胞 的 阻滞和 诱导 Ｈ ｅ ｐ Ｇ 一 ２细胞 的凋亡 有关 。在体 内抗 肿瘤 显著 提 高疫 苗保 护 率 ，还 可诱 生 干扰 素 ，用 于 防治一 些 畜禽 病 毒 试 验 中发现 ，Ｊ Ｐ Ｓ 对小 鼠实体 瘤 Ｓ １ ８ ０有 明显 抑制 作 用 ，其机 制 可 病 。 因此 ，中药 多 糖用 于 促进 畜 禽生 长 、防 治畜 禽疾 病显 示 出 广 能 与细胞 的免 疫增 强作用 有关 。 阔前 景 ，也会使 畜禽 养殖 业产 生显 著 的社会 经济效 益 。 ４ 保肝 作用 大枣作为传统补益类中药之一 ，其味甘、性温，归脾 胃经 ， 大 枣多 糖 对肝 损伤 具 有一 定 的 防护作 用 。张钟 等 研 究 发现 具有 有 养 血安 神 、缓 和药 性 、镇 静 收敛 和补 中益气 等 功效 １ 。研 大 枣 多糖 的３ 种 剂 量 对运 动 导 致小 鼠疲 劳 和 四氯 化碳 所 致 的 化学 究发现 ，大枣多糖作为大枣中最重要的药理活性物质之一 ，具有 性肝损伤均有一定的保 护作用 。结果表明 ，大枣多糖 可显著降 以下 多种 生物 学活性 。 低 肝损 伤 后小 鼠血 清 中天 冬氨 酸 转氨 酶 （ Ａ Ｓ Ｔ）和 丙 氨酸 转 氨酶 １ 免疫 调节作 用 （ Ａ Ｌ Ｉ Ｔ）的 活力 水平 ，可 改 善 由Ｃ Ｃ １ 所 引 起肝 脏组 织 损伤 的 病理 现 代 药 理 研究 表 明 ，大 枣 多糖 具 有 多 种 免 疫 学 活性 。研 究 变 化 ，还可 显 著提 高小 鼠体 内肝糖 原 和肌 糖原 的储备 量 。结 果提 发现 ，大枣 粗 多糖 及其 纯 化组 分在 体 外具 有 明显 的抗 补体 活 性 ， 示 ，大 枣多 糖对 Ｃ Ｃ １ 所 致小 鼠急 性 肝损 伤具 有一 定 的保 护作 用和 不仅 能促 进 小 鼠腹 腔 巨噬 细胞 和脾 淋 巴细 胞 的增 殖 ，还 能使 小 鼠 抗 疲劳 作用 。此外 ，顾有 方 等” 考 察 了大 枣多 糖对 急 性肝 损 伤小 胸腺 指 数 和脾 脏 指 数 升高 ，且 具 有 明显 的量 效关 系 】 。进 一 步 的 鼠的治 疗作 用 ，结 果发 现 大枣 多糖 组 不仅 能 明显 改善 小 鼠肝 损伤 研究 发 现 ，大 枣 中性 多糖 （ Ｊ Ｄ Ｐ — Ｎ） 不 仅 能导致 小 鼠腹腔 巨噬 细 后 的症 状 ，还 能显 著促 进 肝细 胞再 生作 用 ，除此 之外 ，还 能 明显 胞 的细胞 膜 去极 化 ，同时 还能 升高 细胞 内 ｃ ａ 的浓度 ，从 而 促使 提 高 由 于Ｃ Ｃ Ｉ ， ￣ 急 性肝 损 伤 组小 鼠血 清 中抗 氧化 酶 Ｓ Ｏ Ｄ、Ｃ Ａ Ｔ 、 巨 噬细胞 活化 ，并 使其 细 胞毒 功 能增 强 ，与此 同时还 能促 进 其分 Ｇ Ｓ Ｈ— Ｐ ｘ 和ＭＤ Ａ 的 含量 ，此结 果 表 明 ，大 枣 多糖 具 有保 护 和 修复 泌Ｉ Ｌ 一 ２ 、Ｔ Ｎ Ｆ 、Ｎ Ｏ 等细 胞 因子 和炎 症介 质嘲 。说 明 红枣 多糖 可通 肝 损伤 的功 能 ，其 作用 机 制可 能是 大 枣 多糖 可 以显著 提 高机 体清 过 多种 途径 来 调节 机 体免 疫功 能 。还 有研 究发 现 大枣 多糖 还 对放 除 自由基 的能 力所 致 。 射性 损 伤有 一 定 的保 护作 用 ，其 作用 机制 可能 是 通过 活 化造 血 系 ５ 改 善造血 功能 统 ，增 强吞 噬 细胞 活 性 ，激活 淋 巴细 胞 ，从而 增 强免 疫力 ，提 高 苗 明三“ 等对 大枣多 糖大 鼠血虚 时全血 细胞及 红细 胞膜Ａ Ｔ Ｐ 酶 机 体对 辐 射 的 防护 能 力 。顾 有方 【 等研 究 了 大枣 多 糖 对正 常 及 免 活力 的影 响。结果 显示 ，大枣多糖 的各剂 量组能够 显著提 高大 鼠白 疫抑 制 小 鼠腹 腔 巨噬 细胞 吞噬 能 力 的影 响 。结 果 显示 ，大枣 多糖 细胞 计数 、血红细 胞计数 、血红 蛋 白含量 、血小板 计数及 大 鼠红 细 ａ ＋ 一 一 Ａ Ｔ Ｐ 酶 、Ｍ ｇ ２ ＋ ＿ Ａ Ｔ Ｐ 酶 、Ｃ ａ ２ ＋ － Ｍｇ ２ ＋ － Ａ Ｔ Ｐ 酶 的活 力 与模 型组 除 了可 以显著 提高 小 鼠腹 腔 巨噬 细胞 的吞 噬率 ，还可 以明显 改 善 胞 Ｎ 免 疫抑 制 小 鼠腹 腔 巨噬细 胞 的吞 噬功 能 ，除此 之 外还 对 环磷 酰 胺 所致 的免 疫抑 制具 有 明显 的拮 抗作 用 。 ２ 抗氧 化作 用 许 多研 究 发现 大枣 多 糖在 体 内外 均能 有效 的清 除氧 自由基 。 Ｌ ｉ 等 对大 枣 多糖 分 离纯 化 后得 到 的 四个 组分 进 行 了抗 氧化 活 性 的研究 。结果 表 明 ，大枣 粗 多糖 及其 分离 纯 化得 到 的 四个 组分 均 可 以有效 清 除 超氧 阴离 子 自由基 、羟 自由基 以及 Ｄ Ｐ Ｐ Ｈ自由基 而 表 现 出一 定 的还 原能 力 ；另外 还 发 现具有 高 含量 糖 醛酸 的 组分 在 增 强 抗氧 化活 性 的能 力上 要 显著 强 于不含 糖 醛 酸的 组分 ，结 果 提 示 ，糖 醛酸 可能 是大枣 多糖 具有 抗氧化 活性 的决 定性 物质 。Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ 等 的研 究 还 发现 ，大 枣 多糖 各分 离 组分 在 清 除 自由基 方 面相 比 较 而 言 ，清 除超 氧 阴离子 自由基 的效 率要 显 著 强于 羟 自由基 ，而 且酸 性 多糖对 铁 离子 的螯 合 能力 显 著高 于 中性 多糖 。除此 之外 ， 大枣 多糖 在体 内也具 有一 定 的抗 氧化 作 用 。有研 究 表 明大 枣 多糖 可 以有效 地 提高 小 鼠肝 脏 、血液 以及脑 组织 中超氧 化 物歧 化酶 和 过氧 化 氢 酶 的活 性 ，从 而 使 丙 二醛 的含 量在 以上 ３ 个 重 要 组织 中 显 著 降低 。Ｗａ ｎ ｇ 等［ 】 对 缺 血小 肠 进 行 再灌 注损 伤 模 型 的研 究 中 发现 ，大枣 多糖 不仅 可 以明显 提高 模 型动 物 的抗氧 化 酶活 性 ，还 可 以有 效 降低 的其 小 肠 中 ＭＤ Ａ 水平 ，从 而使 其 生 长性 能 得 到改
植物多糖生物学活性研究进展
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏｇ ｅ ｓｏ ｔ ｏ ｏ ｃ ｓ ａ ｃ Ｐｒ ｒ ｓ ｎ ｈｅ Ｂｉｌ ｇｉａｌＡｃｔｖ ｔ ｏ ａｎ ｌ ａｃ ｈａ ｉ ｓ ｉ ｉｙ ｆＰｌ ｔＰｏｙｓ ｃ ｒｄｅ
３５
Ａ Ｐ ０ｍ ／ｋ．）０ｄ Ｂ ６ ｇ ｇ １ 能显著提高免疫低下小鼠Ｎ （ ｄ Ｋ
细胞 和小 鼠外 周血 中Ｔ Ｆ Ｎ 的活性 ，还 能促 进 正常小 鼠外 周血 中Ｎ Ｋ细胞及 Ｔ Ｆ 性 的增强 。刺松 藻水溶 Ｎ活
总第 １２ 医 ０ 期 学
大 理 学 院 学 报
性 多糖 （ Ｐ Ｆ ＷＳ Ｃ ）ｓ能有 效 抑 制 肿瘤 细胞 增 殖 和 肿 瘤 的恶 化 ， 同时 活化 杀伤 性Ｔ 巴细 胞和 巨 噬细 胞 ， 淋 提 高Ｎ 细胞 活性 ， Ｋ 增强 抗体 依赖性 细胞 介导 的细胞 毒作 用 。 张英 慧 ［］ 究表 明海带 多糖 （ Ｇ ） ２— 的研 Ｆ Ｓ在 ０ １０ｍ ．ｇ１ 注射 剂 量 范 围 内可 促 进 小 鼠Ｐ ２ ｇｋ－ｄ 的 ． Ｍ 的细胞毒潘 Ｉ 有 效杀伤ｓ ８）瘤细胞 ， 生， １０￣ Ｊ 并表现为一定
多糖 为来 自高 等 植物 、 物 细胞 膜 和 微 生物 细 动 胞 壁 中 的天然 高 分子 化 合 物 ， 构 成 生命 的 四大基 是 本 物质 之 一 。近 年来 ， 由于 其重 要 的生 理 功 能而 引 起 了人 们 越来 越 大 的兴 趣 ， 对植 物 多糖 的研 究 己成
为 药物 研究 的热 点之 一 。大 量 实验 研究 表 明 ： 糖 多
目前糖生物学研究方法
目前糖生物学研究方法一．研究对象糖生物学(glycobiology)是研究聚糖及其衍生物的结构,化学,生物合成及生物功能的科学蛋白质、核酸和多糖是构成生命的三类大分子，蛋白质和核酸的研究已经是生命科学中的点问题。
糖类的研究一度被人遗忘，只有少数科学家在苦苦探索着糖类的奥秘，糖类研究成了生命科学中的灰姑娘。
然而，随着蛋白质和核酸（主要是基因的研究）中更多的奥秘被人类知晓，糖类的重要性也浮出水面，成为了医学研究的“甜蜜之点”，糖类研究这个“灰姑娘”等来了属于她自己的马车。
科学家认为，糖类的研究将像一个人见人爱的“甜苹果”一样，获得更多科学家的青睐，将成为生命科学研究中的新热点。
二．糖生物学的起源科学家把研究生物体内多糖的科学叫做“糖生物学”，也有人沿袭“基因组学”和“蛋白质组学”的概念把这们学科叫做“糖原组学”。
随着糖生物学基础研究的发展，用于糖生物学研究的方法和基本技术，以及把基础研究所得的成果进一步转化为生产技术等方面的研究也倍受重视，“糖工程学”的兴起也是极为自然的了。
各国政府对糖生物学研究的支持1989年日本创刊了《糖科学与糖工程动态》(TIGG)杂志。
同年日本政府科学技术厅提出关于“糖工程基础与应用研究推进战略”的咨询，经过专家评议后成为详尽的战略方案，于1991年由科学技术厅、厚生省、农林水产省和通商产业省联合实施“糖工程前沿计划”，总投资百亿日元。
该计划包括：糖工程和糖生物学。
后者又分为糖分子生物学、糖细胞生物学。
同时，成立了“糖工程研究协议会”作为协调机构。
这协议会编辑出版了专著《糖工程学》。
美国能源部于1986年资助佐治亚大学创建了复合糖类研究中心(CCRC)，建立复合糖类数据库(CCSD)，相关的计算机计划也称为糖库计划(Carbank Project)。
1990年底已收集了6000个糖结构数据，1992年增加到9200个(包含在20000份记录中)，1992年底有关的记录增加到22000份，1996年增加到42000份。
植物多糖生物活性的研究进展
植物多糖生物活性的研究进展（作者:___________单位: ___________邮编: ___________）【关键词】多糖类; 植物，药用; 生物类多糖广泛分布于自然界的多种生物体中，尤其是动物细胞膜、植物细胞壁和微生物细胞壁中，是一类由醛糖或酮糖通过糖苷键连接而成的天然高分子多聚物，是构成生命体的分子基础之一。
多糖在自然界中储量丰富，主要分为植物多糖、动物多糖以及微生物多糖3类[1]。
自1960年以来，人们陆续发现多糖具有多种药理活性，它不仅可以作为广谱免疫促进剂调节机体免疫功能，还可以在抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、降血糖、抗辐射等方面发挥广泛的药理作用[27]。
迄今为止，已有300多种多糖类化合物从天然产物中分离出来，其中从植物中提取的水溶性多糖最为重要[8]。
因为它药理活性强，来源广泛，细胞毒性低，安全性强，毒副作用较小，已引起医药界的广泛关注，并成为当今生命科学研究的热点之一。
1 植物多糖的生物学功能1.1 免疫调节作用 Yang等研究发现，在针对小鼠腹腔巨噬细胞的体内和体外试验中，当归多糖均可显著提高一氧化氮(NO)生成量，提高细胞溶酶体酶活性[9]。
另外，他们还发现L硝基精氨酸甲酯(NG nitro L arginine methyl ester，L NAME)，即一种诱导型NO合酶(iNOS)抑制剂，可有效抑制巨噬细胞中当归多糖诱导的NO 的增殖，说明当归多糖是在iNOS基因表达的诱导下刺激巨噬细胞产生NO的。
Cheung等从冬虫夏草中提取得到虫草多糖(UST2000)并对产物进行了成分分析和体外药理活性研究[10]。
虫草多糖主要由葡萄糖、甘露糖和半乳糖组成，比例为 2.4∶2∶1;体外试验中，虫草多糖可显著促进细胞增殖和白细胞介素的分泌;另外，虫草多糖可短暂诱导胞外信号调控酶的磷酸化而使其激活、提高巨噬细胞的吞噬活性并提高酸性磷酸酯酶的活性。
结果表明，虫草多糖在触发免疫应答方面具有极其重要的作用。
蟑螂糖生物学的研究进展
蟑螂糖生物学的研究进展何旭1△，彭丽2(综述)，彭芳1※(审校)(1．大理学院药学院，云南大理671000;2．潞西市人民医院，云南潞西678401)中图分类号:Q966文献标识码:A文章编号:1006-2084(2011)09-1284-03基金项目:国家自然科学基金(30860337)摘要:随着分子生物学的兴起和科学技术的发展，以糖链为主要研究对象的糖生物学时代正在加速到来，并揭示出许多糖链的惊人奥秘，人类已不再把糖类仅仅作为机体的结构和能源物质来认识。
蟑螂是地球上最古老、生命力最强的昆虫类群之一。
近年来，以蟑螂体内氨基酸和黏多糖为主要原料的系列昆虫药先后研制成功，改变了人类对蟑螂的传统看法，也提高了蟑螂糖生物学的研究价值。
关键词:蟑螂;糖生物学;糖Research Advance of Glycobiology of Cockroach HE Xu 1，PENG Li 2，PENG Fang 1．(1．College of Pharmacy ，Dali University ，Dali 671000，China ;2．Luxi City People's Hospital ，Luxi 678401，China )Abstract :With the development of molecular biology and related science and technology ，glycobiolo-gy taken sugar chain as the main study subject is accelerating it development ，and the amazing secret of many sugar chains has been revealed．Human is no longer just understand carbohydrate as the body's structure and energy soerce．Cockroaches is one of the oldest and the most vital insect groups on earth．In recent years ，by taken amino acids and mucopolysaccharides of cockroaches as the main raw materials ，a series of insects'medicine have been developed successfully．This has changed the traditional view of hu-man on cockroaches ，and also increased the value of cockroaches glycobiology．International advances of the research on cockroach glycobiology are reviewed in this paper．Key words :Cockroach ;Glycobiology ;Carbohydrate蟑螂是地球上起源最早的昆虫类群之一，属于昆虫纲网翅目，主要分布在温暖潮湿的热带雨林地区。
糖生物学和糖化学研究现状
糖生物学和糖化学研究现状糖是一类重要的生物分子，它们广泛存在于细胞内或外，并参与了多种生命过程。
研究糖的生物学功能以及糖分子结构与功能之间的关系，被称为糖生物学或者糖化学。
在过去的几十年，糖生物学与糖化学也迎来了快速发展，为人类健康和疾病治疗提供了重要的支持。
一、糖的结构及其生物功能糖是由碳、氢和氧组成的单糖或多糖。
生物体内常见的单糖有葡萄糖、半乳糖、甘露糖、鼠李糖等几十种，它们可以通过不同的酶催化途径合成或降解，起到多种生物效应。
糖具有多种生物功能，例如，多糖如淀粉、糖原和纤维素是植物细胞壁和动物肠道微生物生长的重要能源和结构材料；多糖也是毒素和抗原的主要成分，可以参与动植物的生物防御作用。
同样的，单糖如葡萄糖、半乳糖和甘露糖等则是能量代谢的重要组成部分，参与葡萄糖酵解和糖信号传导等重要生物过程。
二、糖生物学的研究进展糖生物学的研究进展主要体现在以下几个方面：1.糖基化修饰和生物活性糖可以通过糖基转移酶与非酶的催化，将糖与另一类生物分子如蛋白质、核酸等发生共价修饰。
这种修饰被称为糖基化，它可以调节受修饰分子的稳定性、空间结构、亲水性等性质，并影响其生物学功能。
近年来的研究表明，糖基化修饰在生物体内具有重要的生物学功能，包括调节干扰素信号、细胞凋亡、细胞周期、细胞粘附等多种生物过程。
同时，糖基化与许多疾病的发生发展密切相关，如糖尿病、神经退行性疾病、心血管疾病等，成为目前糖生物学研究的热点。
2.糖信号转导糖作为细胞能量代谢和生命活动的重要组成部分，它的浓度和代谢状况对生物体内的各种生物过程具有重要的调控作用。
近年来的研究揭示了糖信号转导的机制，即糖分子通过糖信号转导通路传递信息，影响细胞的增殖、存活、分化、迁移等过程。
糖信号转导包括许多分子参与，如胰岛素样生长因子、细胞外糖基化酶、核糖核酸识别蛋白等，它们都可以通过影响糖转运、糖酵解和糖基化修饰等途径，调控细胞外基质信号转导和细胞内信号转导。
3.醣化细胞壁的产生和调控植物细胞壁是由细胞壁素、半纤维素和醣类组成，醣类主要是葡萄糖、木糖、木寡糖、纤维素等。
多糖类药物的研究进展
多糖的药理作用
降血糖活性 研究表明，一些多糖能够促进胰岛分泌 胰岛素，影响糖代谢酶的活性，抑制糖 异生，而产生降血糖作用。薏苡仁多糖 能显著降低正常小鼠及四氧嘧啶和肾上 腺素所致的高血糖小鼠的血糖。人参多 糖有降血糖作用。香菇胞外多糖可显著 降低链脲菌素诱导的糖尿病大鼠血浆中 的Glc、总胆固醇和二酰甘油水平。
多糖的分离纯化
除蛋白 传统上有Sevag法、三氟三氯 乙烷法及三氯乙酸－正丁醇法等。另外， 也可以在多糖的水提液中加入中性蛋白 酶和糜蛋白酶，与有机溶剂结合进行脱 蛋白。除蛋白的效果可以用茚三酮反应 检测，结果呈阴性；同时在200～ 280nm处测定除蛋白后样品的紫外吸收 曲线来检测效果，除掉蛋白质的多糖溶 液一般在260～280 nm的紫外吸收峰会 消失，说明多糖不含有蛋白。
糖组学及在生命科学研究中的意义
第二，就像磷酸化一样，糖基化是所有真 核蛋白质翻译后加工的一种形式，但蛋白 质糖基化远较单一结构形式的磷酸化复杂 得多，因此聚糖研究存在各种技术困难， 蛋白质组学中的大多数方法不适用糖基化 研究。第三，按医学观点聚糖研究非常实 用，细胞表面聚糖是生物体所必需的，可 以避免各种微生物对寄主细胞的感染。
多糖的结构分析
化学分析方法 酸水解 鉴定多糖的单糖组成常用的方 法。 甲基化法 阐明单糖的连接方式(键型)、 重复结构中某种单糖的数目、末端糖的 性质及分支点的位置等。 过碘酸氧化 确定多糖中各种单糖的键 型及其比例。 Smith降解 阐明多糖中单糖的部分连接 顺序和键型。
多糖的结构分析
物理分析方法 紫外光谱法 检测多糖中是否含有蛋白质、核酸、多 肽类。 红外光谱法 确定吡喃糖的苷键构型及常规观察其他 官能团。 气相色谱法 分析多糖水解后单糖的组成及比例。 核磁共振光谱法 主要用于确定多糖结构糖苷键的构 型以及重复结构中单糖的数目。 质谱法 鉴定各种甲基衍生物的碎片、确定各种单糖 残基的连接位置。电喷雾电离质谱、基质辅助激光解 吸电离飞行时间质谱和快原子轰击质谱还可以测定糖 链的相对分子质量及糖链的一级结构。
糖类的分子生物学研究进展
糖类的分子生物学研究进展糖类作为一种广泛存在于生命体中的分子，其生物学作用备受关注。
近年来，糖类的分子生物学研究进展迅速，不断揭示其复杂的生理和病理机制。
本文将从糖类的合成、识别和代谢等方面，综述糖类分子生物学的研究进展。
一、糖类的合成糖类的合成是生命体内一种基本的代谢过程。
糖类合成途径包括糖异生、糖原合成和糖化作用等。
其中，糖异生是通过非糖营养物质合成糖类，其主要途径为糖异生途径和光合作用。
糖异生途径通过糖异生酶催化将丙酮酸、乳酸、甘油等转化为糖类，参与糖异生途径的酶包括磷酸甘油脱氢酶、磷酸已酸酯酶等。
光合作用则通过光合色素在光能的作用下，将二氧化碳转化为葡萄糖。
糖原合成是指通过葡萄糖转化生成糖原，其主要途径为糖原合成酶的作用。
糖化作用是指非酶催化下糖类和胺基酸、核酸和脂肪酸等化合物的结合反应，产生糖基化产物。
目前，糖类合成途径的研究主要关注糖异生途径和糖原合成的调控机制，通过深入研究酶的结构和功能，揭示其在糖类合成中的作用机制，为糖类代谢异常性疾病的治疗提供理论基础。
二、糖类的识别糖类在生命活动中扮演着重要的角色，其作用主要通过与细胞表面的糖类受体相互作用实现。
细胞表面的糖类受体主要包括糖基化蛋白、蛋白质酶和凝集素等。
其中，糖基化蛋白是指由糖基化修饰的蛋白质，在生命体内广泛存在，其糖基化方式包括N-糖基化、O-糖基化和酰胺基酸糖基化等。
糖基化蛋白通过糖基化部位的不同，发挥着不同的生物学功能，包括发挥信号转导、调节细胞凋亡和调节细胞黏附作用等。
蛋白质酶是指具有糖类酶活性的酶，其主要作用是催化糖类水解反应。
凝集素是一种可以结合糖类的蛋白质，其主要作用是介导细胞黏附和相互作用。
当前，糖类识别领域的研究重点是糖基化蛋白的生物学功能和糖类受体的结构和功能，为糖类的药物靶点开发提供理论基础。
三、糖类的代谢糖类代谢是指生命体内糖类的利用和分解过程。
糖类代谢主要分为糖的吸收、利用和储存等三个方面。
糖的吸收是指糖类从肠道吸收到血液中，其主要途径为GLUT和SGLT。
糖生物学-植物糖基转移酶研究进展
期末考核课程：Glycobiology植物糖基转移酶研究进展：***学号：***班级：***时间：****植物糖基转移酶研究进展摘要:糖基转移酶一类是能够催化糖基从激活的供体转移到特定的受体分子上的一类酶，在生物体中普遍存在并形成了超基因家族。
糖基转移酶广泛参与植物生命活动的各种生物学过程。
本文综述了近年来的研究报道，综述了糖基转移酶的分类、别离鉴定方法及在生物学功能方面的研究进展，期望为相关研究工作提供参考。
关键词:植物糖基转移酶，分类，别离鉴定，生物学功能糖基转移酶〔Glycosyltransferases，GT，〕是一类催化糖基转移的酶，通过产生糖苷键将供体糖分子或相关基团转移至特异的受体上。
糖基转移酶几乎存在于所有的生物体中，其所催化的糖基化反应是最重要的生物学反应之一，直接参与二糖、单糖苷、聚糖苷等的生物合成。
糖基供体分子包括双糖、多糖、1-磷酸糖、尿苷二磷酸葡萄糖醛酸，植物中最常见的供体为UDP-Glc。
受体可以是糖类、脂类、蛋白质、抗生素和核酸。
糖基转移酶催化供体-受体形成α、β两种糖苷键，产物为多糖、糖蛋白、糖脂以及糖苷化合物等。
全基因组测序发现真核生物中约1%的基因编码糖基转酶。
1糖基转移酶的分类目前，对糖基转移酶的分类主要根据Campbell等提出的GT Family 分类系统〔数据收录在CAZy数据库中〕。
糖基转移酶作为高度分歧的多源基因家族，根据蛋白氨基酸序列的一致性、催化特性以及保守序列对其进行分类。
因此，一特定的糖基转移酶既可以通过生物化学的方法鉴定其底物，也可以通过生物信息学方法研究其与已知酶基因或酶蛋白氨基酸序列的同源性对其进行分类。
目前，依据这种分类方法，糖基转移酶被分为94个家族。
根据其的折叠方式可将绝大多数酶分为两个超家族，GT-A超家族和GT-B超家族〔图1〕。
根据催化反应机制、产物的立体化学异构性，在这两个超家族中糖基转移酶又分为反向型和保留型两大类〔图2〕。
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糖生物学研究进展张文辉（单位：航天医学工程研究所 学号：w24013 E-mail：pangzizhang503@）摘要：本文主要介绍了糖化学和生物学相结合产生的新学科－糖生物学的概况，主要研究内容、特点及在医学领域中研究动向。
关键词：糖生物学，研究内容，动向。
糖生物学是糖的化学和生物学研究相结合而产生的一门新兴学科,主要研究糖缀合物糖链的结构生物合成和生物学功能,其研究领域包括糖化学、糖链生物合成、糖链在复杂生物系统中的功能和糖链操作技术.糖生物学一经提出,便得到了科学界的广泛认同,并在西方发达国家受到高度重视,在即将到来的后基因组学时代,糖生物学研究更是揭示生命本质所不可缺少的重要方面.已知糖链在细胞内可修饰调控蛋白质、脂类的结构与功能,在细胞外环境参与免疫应答、感染和癌症等过程中的细胞识别但对其作用机制还不完全清楚.近10年来,随着分析技术的进步和分子生物学的发展,糖的研究也取得的了巨大进展,糖生物学研究正成为生命科学研究中又一新的前沿和热点.糖生物学研究内容：糖生物学以生物大分子的组成部分糖链为研究对象,研究它作为信息分子在多细胞生物高层次生命活动中的功能,主要包括糖链的结构和功能两个方面的内容。
糖链的结构具有惊人的多样性、复杂性和微观不均一性,其一级结构的内容不仅包括各糖基的排列顺序,还包括各糖基的环化形式、各糖基本身异头体的构 型、各糖基间的连接方式以及分支结构的位点和分支糖链的结构。
6种单糖形成带分支的六糖有1012异构体。
糖链结构的复杂性给糖链的研究带来了很大的困难,同时也使它能携带巨大的生物信息。
实际上,糖链的种间特异性、组织特异性以及发育特异性都很强,并且都来源于糖基转移酶不同时间和不同空间的表达。
因此,糖基转移酶的研究已成为了当前糖生物学的研究重点。
糖复合物中糖链的功能多种多样,如从空间上调节糖复合物的整体结构,保护多肽链不被蛋白酶水解,防止与抗体识别等。
近年来的研究表明:糖链作为信息分子涉及多细胞生命的全部空间和时间过程,如精卵识别、组织器官形态形成、老化、癌变等,在血液和淋巴循环中,起着动态的更为灵敏的信号识别和调控作用,涉及到多种严重疾病的发生过程,如炎症和自身免疫病等。
关于糖链的生物学作用,有如下一般规则:1)很难预知某一特定的糖链的功能和对生物体的重要性;2)同一寡糖序列在生物体的不同部位和不同的个体发育阶段有不同的功能;3)较为专一的生物作用通常是通过不寻常的序列或常见序列的不寻常表达或修饰来介导的,而这些特殊的糖链也常是毒素和病原体的识别目标。
归根结底,糖链的共同特点是介导专一的“识别”和“调控”生物学的过程,因此对糖链的生物学作用也只能逐个地分别研究。
当前,糖生物学研究得最多的仍然是糖蛋白。
在糖蛋白中,糖链对蛋白质的功能起修饰作用,它通过影响蛋白质的整体构象从而影响由构象决定的所有功能,如蛋白质的正确折叠、细胞内定位、抗原性、细胞-细胞黏附和结合病原体等。
在糖脂中人们已经证明了血型的决定物质是糖链,在神经组织及脑中更是存在大量的糖脂,但它们的生理意义至今仍了解得不多。
蛋白聚糖主要有维持或抑制细胞生长以及在正常发育和病理条件下结合、贮存及向靶细胞释放生长因子和参与信号转导等作用。
细胞表面糖复合物上的糖链是信息功能的承担者,承担着细胞-细胞和细胞-胞外基质的相互作用。
[1]糖生物学研究的特点：糖链与蛋白质和核酸在结构和功能方面有很多不同之处,如糖链的结构远比核酸和蛋白质要复杂,比如由3个核苷酸碱基或3个氨基酸组成的直链分子有6种可能的序列,而由3个己糖所构成的三聚糖,其可能的序列则可达1056～2764 种;且糖链的合成并不是有模板的复制,而是通过糖基转移酶和糖苷酶在内质网和高尔基体内合成的,除受酶基因表达的调控外,还受酶活性的影响,即便在同种分子的同一糖基化位点上,糖链的结构也有差异,有微不均一性,因此,很难得到结构均一的糖链,糖链结构测定和化学合成也远比核酸和蛋白质要困难,这就极大地限制了对其功能研究。
糖链功能和调控的复杂性也制约了研究的速度,糖链功能的复杂性表现为:①很难预知某一特定糖链的功能和对生物体的重要性;②同一糖链在生物体的不同部位和不同的个体发育阶段功能不同;③较为专一的生物作用通常是通过不寻常的糖链序列或常见糖链的不寻常表达或修饰来介导,而这些特殊的糖链也常常是毒素和病原体的识别目标。
因此,对糖链的生物学作用只能逐个的分别研究。
糖链调控的复杂性则表现为调控的细胞、组织特异性和发育阶段性;一种糖基转移酶只能合成一种糖苷键,同一糖苷键则可由不同的糖基转移酶合成[2]。
糖生物学在医学中的研究动向：1 糖链与微生物感染的关系 研究表明,病原细菌在哺乳动物组织细胞靶位上的黏附是感染的关键步骤。
大多数微生物在细胞表面的黏附是由糖链介导的,另外多种糖缀合物及糖链广泛存在于微生物中,这些糖链常在微生物与动植物的相互作用中起至关重要的作用,病原微生物细胞外膜上的糖链也往往是感染的毒力因子,如幽门螺杆菌感染通常与胃炎有关,它主要定植于胃黏膜层,但也能直接与表达Leb糖链的胃上皮细胞相互作用。
约70%的人有Leb组织-血型抗原,幽门螺杆菌高选择地与Leb糖链黏附,而不识别末端为GalNAcα-1,3的Leb抗原(即A型血抗原),故O型血人群发病率高于A或B型血者[3]。
幽门螺杆菌是通过其细胞表面的黏附素BabA与Leb结合而黏附于上皮细胞,幽门螺杆菌与宿主间的病理关系可能决定于Leb介导的黏附[4]。
2 糖链在免疫系统中的作用 有关研究表明,几乎所有与免疫相关的关键分子都是糖蛋白。
免疫反应分为细胞免疫和体液免疫。
细胞免疫是指在细胞质中经蛋白酶加工并转运到膜上的主要组织相容性I类分子(MHC class I molecule)、由细胞内吞产生的MHC class Ⅱ分子及CDl相关抗原被T细胞上的T-细胞抗原受体(TCR)识别;体液免疫是细胞外由抗体或甘露糖结合凝集素(MBL)识别完整的抗原分子所介导的免疫。
在细胞免疫系统中,糖链与MHC抗原和TCR复合物的折叠、质量控制和组装有关,糖脂和GPI蛋白抗原是由CDl所呈递的,其详细分子机制还不清楚。
新近对鼠CD1d的晶体结构分析显示,CD1d分子有一个由两个疏水袋构成的结合沟,推测糖脂的脂肪与疏水袋结合,使亲水的糖链被呈送到结合沟内与TCR结合,因而TCR识别的实际上是由CD1分子呈递的糖链抗原[5]。
日本的Kobata与英国牛津大学的Dwek研究组合作多年终于确证,由于类风湿关节炎患者的体内半乳糖基转移酶对底物亲和力低,使其IgG上的糖链缺乏半乳糖,引起IgG构象变化,这种构象变化导致糖链可被甘露糖结合凝集素识别,在血管、关节等处沉积,多价的甘露糖结合凝集素形成的复合物可激发补体级联反应,使补体攻击关节腔而产生风湿。
甘露糖结合凝集素是能模拟许多IgM、IgG和C1q功能的一种三联体凝集素,不仅被视为抵御细菌感染的第一道防线,而且还参与其它一系列生命活动,包括疾病的调控,通过其多凝集素域与微生物表面糖链重复序列的结合可激活补体反应,因而甘露糖结合凝集素水平低时被感染的机会就会增加[6]。
3 糖链代谢疾病 许多细胞生理功能所必需的蛋白质是糖基化修饰的,糖基化的不同又常导致蛋白功能的改变。
许多疾病就与细胞表面糖基化的改变有关,如由糖基化先天缺损(CDG)所引起的临床综合症最初于1980年发现。
目前已发现至少8种不同的CDG,被归纳为CDG-Ⅰ和CDG-Ⅱ。
CDG-Ⅰ是N-糖链合成缺陷,CDG-Ⅱ是N-糖链加工缺陷,这些疾病引起多系统异常,中枢神经异常是主要症状。
最近又发现3例病人是GDP-Fuc转运缺陷,这些病人缺少中性粒细胞SLex,口服岩藻糖(Fuc)治疗可改善其反复感染[7,8]。
著名生物学家AjitVarki指出:“在即将到来的‘后基因组学时代’中,当人们来越多地将注意力集中到完整器官或生物体的发育和生理学的分子机制时,糖链生物学功能将会更加显而易见。
”。
糖链的生物学功能是通过糖链对蛋白质功能的修饰、糖缀合物糖链与蛋白质的识别来实现的。
可以预见,随着糖链在生命活动中的功能和调控机制研究的深入,必将极大地促进功能基因组学和蛋白组学的研究。
因此,糖生物学是全面揭示生命本质所不可缺少的分支,是21世纪生命科学研究的重要组成部分。
参考文献[1]田 云 卢向阳.生物学通报. 2002.37（8）：11.[2]金城.糖生物学—破译基因组功能的必由之路〔J〕.中国科学院研究生院学报,2001,18(1):66-75.[3]Boren T,Falk P,Roth K A,et al.Attachment of Helicobacter pylori to Human Gastric Epithelium Mediated by Blood Group Antigens 〔J〕.Science,1993,262:1892.[4]Ilver D,Arnqvist A,Ogren J,et al.Helicobacter pylori Adhesion BindingFucosylated Histo-blood Group Antigens Revealed by Retagging[J].Science ,1998,279:373-377.[5]Prigozy T I,Naidenko O,Qasba P,et al.Glycolipid Antigen Processing for CD1 d Molecules〔J〕.Science,2001,291:664-667.[6]Rudd PM,Elliott T,Cresswell P,et al.Glycosylation and the Immune System〔J〕.Scienc,2001,291:2370-2376.[7]Aford J,Kieda C,van Dijk W.Meeting Report-Jenner 5:Glycobiology and Medicine〔J〕.Glycobiology,2001,11:5G-7G.[8]Alper J.Saving Lives with Sugar〔J〕.Science,2001,291:2339.。