5.1 拓展阅读一  蓬勃发展的糖生物学研究

 蓬勃发展的糖生物学研究

        生物体内的大分子——聚糖是继蛋白质和核酸后又一蓬勃发展的研究领域,形成了一个研究糖复合物结构与功能的新兴学科——糖生物学。越来越多的证据表明,特异的聚糖结构被细胞用来编码若干重要信息,诸如蛋白质在细胞内的分拣、投送、定位或分泌、折叠并维持蛋白质正确的空间构象、细胞与细胞的相互作用、组织与器官发育以及细胞外信号转导等,因而被认为是继核酸和蛋白质后的又一类重要的生物大分子。

        现代先进技术分析获得的寡糖和多糖结构,揭示了糖蛋白聚糖结构的复杂性与多样性。其复杂性在于含有14个单糖基,存在(1→2)、(1→3)、(1→4)、(1→6)、(2→3)和(2→6)等多种糖苷键连接方式,其中有些键为α构型,有些为β构型。聚糖还常含有分支结构。在聚糖中可有20种不同的单糖,据此可计算得到存在1.44×1015个不同结构六聚糖的可能性,而20种氨基酸形成六肽,仅有6.4×107种(206)可能的六肽;4种单核苷酸,仅有形成4096种(46)含6个单核苷酸的多核苷酸的可能性。聚糖含有如此巨大的信息,不仅可与核酸相媲美,而且在相同分子量所含信息密度上,远超核酸。每一聚糖都有一个独特的能被蛋白质阅读,并与蛋白质相结合的三维空间构象,即糖密码(sugar code)。

        糖组(glycome)是指一种细胞或一个生物体中的全部聚糖种类,而糖组学(glycomics)则包括聚糖种类、结构鉴定、糖基化位点分析、蛋白质糖基化的机制和功能等内容,也是对蛋白质与聚糖间的相互作用和功能的全面分析。当今以高通量、高效率技术探讨个体全部糖链的结构、功能及其代谢为主体内容的糖组学研究正在蓬勃发展,其成果对拓展糖生物学的内涵具有重要的科学意义。

【推荐阅读】

1. Gabius HJ. The magic of the sugar code. TrendsBiochem Sci. 40(7):341. 2015

2. Gabius HJ. The sugar code:Why glycans are so important. Biosystems.164:102-111. 2018

(张秀梅 肖建英)