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糖生物学的组成!

编辑:南京科瑞芯生物科技有限公司时间:2019-02-21

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。

 

糖结构的复杂程度和信息存储量远高于核酸及蛋白质,糖链中糖基本身结构及其连接方式不同,糖复合物中糖基化的位点与数目不同,其合成不具备模板属性而是依赖于糖基转移酶及糖苷酶。糖结构的多样性和复杂性并不完全由相关酶的基因决定,其还受不同细胞中酶浓度的影响,依赖于遗传学与局部环境的相互作用。糖组成了核酸发挥其功能所需的线性骨架,DNA与RNA均有含磷酸连接的多核糖核心成分。糖亦是蛋白质不可缺少的物质,哺乳动物中几乎所有分泌性蛋白、细胞表面蛋白都含有大量共价键相连接的糖链,可影响蛋白质的构象及功能。其中,依据糖链与蛋白质骨架的连接属性可分为N-糖链、o-糖链和GPI-锚连的糖链。由此可见,核酸与蛋白质的结构维持及功能发挥均离不开糖类,而糖链的复杂结构赋予了其功能的广泛性与多样性。糖及其复合物参与机体各种生理及病理过程,包括发挥细胞间接触与黏附的关键功能,维持蛋白质结构的稳定性,参与膜结构的形成,及细胞内各种信号通路的产生与调节。

 

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成为生命科学中的热点问题。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。

 

抵抗疾病的糖药物来源很广,其中大多数是天然存在的化合物,例如多糖类的糖苷类。这和当前回归自然的潮流相一致,而且可以和开发中草药相结合。由于多数以糖类为基础的药物的作用位点是在细胞表面,这类药物对整个细胞和机体的干扰,比进入细胞内的药物要小得多。科学家认为,糖类药物是副反应相对较小的药物之一。它们不仅可以作为治疗疾病的药物,也可作为保健食品。这些以糖类为基础的药物,不仅可用于人类,还可以用作农药,比起传统的化学农药来,以糖类为基础的生化农药对环境的污染更小。

 

糖生物学之所以落后于基因和蛋白质的研究,在于以前研究人员缺乏研究糖类分子的有效工具,以及糖分子本身的复杂性。美国麻省理工学院糖原生物学家萨西赛克哈兰说:“目前我们尚未破译其密码,我们仅处于揭示糖奥秘的初始阶段”。21世纪生命科学的研究焦点是对多细胞生物的高层次生命现象的解释,因此,对生物体内细胞识别和调控过程的信息分子——糖类的研究是必不可缺的。