植物糖生物学研究进展

自1988年糖生物学概念提出以来,国内外科学家在动物、微生物领域取得了大量的研究成果,但植物糖生物学的研究进展较慢,目前少见系统的专著或综述。该文围绕植物正常生长时糖信号、逆境时糖信号、糖蛋白及其糖链、重要糖基转移酶及植物凝集素等植物糖生物学的主要问题,全面阐述植物糖生物学的各个研究分支,并介绍各领域的最新研究进展。提出了植物糖生物学的概念,并将其定义为研究植物与糖类互作机制及植物体内糖（糖链与糖分子）结构及生物学功能的科学。     

植物糖生物学与糖链植物疫苗

植物糖生物学是研究植物与糖类互作机制、植物体内糖链与糖缀合物结构及生物学功能的科学,具体涉及糖信号、糖蛋白及其糖链功能、糖基转移酶及植物凝集素等研究方向。依据相关文献及实际研究经验,简要综述植物糖生物学的最新研究进展,其中重点介绍糖链植物疫苗并阐述其应用情况及作用机制。     

糖生物工程

<正>化学工业出版社出版本书由张树政院士主编,各章节编写者均是国内糖生物学和糖生物工程领域卓有建树的专家、学者。全书立足于糖生物学和糖生物工程发展实际,介绍糖生物工程各领域现状、趋势、需求、技术和应用前景。全书共分九章,分别从糖生物学与糖工程基础、糖生物工程平台技术、糖基化与糖药物、功能寡糖及其在食品保健中的应用、植物糖生物学与糖链植物疫苗、糖生物工程与健康养殖、糖     

蛋白质的糖基化作用分类及相关数据库

真核细胞中的许多蛋白质是糖蛋白,其寡糖链以共价键连接到特定的氨基酸残基上。糖蛋白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,糖基化是生物体最常见最主要的蛋白质修饰作用之一。糖链结构及其功能和调控的复杂性制约了其研究的速度,随着生物信息学的快速发展,糖生物学领域的数据库和预测软件也脱颖而出,该文介绍糖基化作用和糖生物学领域的数据库与预测软件。     

基于糖链结构的乳腺癌研究

自从Dwek教授提出糖生物学的概念以来,人们逐渐意识到聚糖结构的多变性,并开始重视将糖生物学作为一个新视角为生物医学研究带来的启发。乳腺癌是妇女常见的恶性肿瘤,其发病率正在逐年上升。随着早期诊断及综合治疗方法的改进,患者死亡率有所下降,然而乳腺癌仍然对妇女健康造成了严重威胁。本文从糖链结构的角度,对近年涉及乳腺癌诊断、治疗、预后相关的基于糖链结构的研究作一回顾。     

植物N-糖链检测技术研究进展

N-糖基化作为一种重要的蛋白质翻译后修饰,在胚胎发育、癌症发生发展及免疫防御等诸多复杂的生命活动中发挥着关键作用。近年来,基于质谱的N-糖链的检测及其定量研究在动物方面取得了显著进展,相比之下,植物N-糖基化及N-糖链检测的相关研究要远远滞后,这也是制约植物糖生物学研究发展的关键瓶颈问题之一。对蛋白质N-糖链的释放、定量策略、可视化检测及其在植物中的应用进展进行了归纳总结,以期为指导后续植物N-糖链及N-糖组的定性定量检测提供参考。     

糖生物学研究进展

糖生物学是以生物大分子的组成部分糖链为对象 ,研究它作为生物信息分子在多细胞生物高层次生命活动中的功能。糖生物学 (glycobiology)这一名词是 1 988年由牛津大学生化系副主任德弗克 (Raymond ADwek)教授在《生化年评》上首次提出的 [1 ] ,这标志着糖生物学这一新的分支学科的诞生。同年 ,牛津大学研制成功了 N-糖链的结构分析仪 ,并商品化。1　糖生物学的发展历程糖与蛋白质、核酸和脂类作为生物分子中的 4大物质 ,早在 1个世纪前就已被人们认识 ,但科学家对它的研究却远远滞后于核酸与蛋白质。 60年代 ,科学家发现细胞表面密布糖链 …     

蛋白质O-GlcNAc糖基化及其细胞生物学功能

糖基化是蛋白质翻译后修饰的一项重要内容,大多数蛋白质糖基化发生在细胞膜表面,且糖链结构复杂。而发生在细胞浆与细胞核内的、单个O-GlcNAc修饰的蛋白质糖基化现象,因其独特的细胞定位、糖链连接方式以及重要的生物学调控作用而日益成为糖生物学领域研究的热点。现对蛋白质O-GlcNAc修饰及其细胞生物学功能研究进展情况进行综述。     

糖生物学与糖工程的兴起与前景

糖生物学与糖工程的兴起与前景金城,张树政（中国科学院微生物研究所,北京１０００８０）一、糖生物学与糖工程的兴起近年来糖的研究在国际引起了日益广泛的重视,对糖及糖缀合物的研究已逐渐成为生物学研究领域中的新的热点,一些发达国家尤其重视这一研究。英国牛津大...     

糖链的生物质谱分析

糖链是重要的生物信息分子,在许多生理和病理过程中都发挥着独特作用。糖链结构非常复杂,具有微观不均一性,其分析和结构解析一直是糖生物学研究的瓶颈。质谱具有灵敏度高、可获得多种结构信息和适于分析混合物等优点,是糖链定性定量分析的一种理想手段。电喷雾电离质谱和基质辅助激光解析电离质谱两大生物质谱技术已被广泛应用于糖链的相对分子质量指纹谱分析、序列和连接方式测定及相对定量分析。对近年来以质谱为主要分析手段的糖链分析方法研究进展做一综述。     

Metabolic utilization and remodeling of glycan biosynthesis using fucose analogs

BackgroundFucose (Fuc), a monosaccharide present at the core or the termini of glycans, critically regulates various biological phenomena and is associated with various diseases. Specifically detecting Fuc residues or inhibiting the fucosylation pathway is pivotal in understanding the mechanisms of how fucosylated glycans are related to biological processes and diseases and in developing novel therapeutic agents.Scope of reviewThis review focuses on chemical biology approaches using Fuc analogs developed for metabolically labeling fucosylated glycans or inhibiting the biosynthesis of fucosylated glycans.Major conclusionsDeveloped Fuc analogs have different potency, specificity and effects on protein and cellular functions. Developing highly enzyme-specific probes and inhibitors is desirable for future investigations.General significanceChemical glycobiology approaches using sugar analogs are useful for revealing novel mechanisms of inter-relationships among sugar metabolism pathways and manipulating glycan expression to develop new glycan-targeted therapies.     

GlyCosmos门户网站在聚糖科学研究中的功能概述

近年来生物学领域的研究不断达到新高度,聚糖逐渐吸引越来越多科学家的目光,很多研究表明聚糖具有多种生物活性,越来越多的相关科研人员开始关注聚糖在生命过程中的作用及其机制。糖生物学逐渐成为生物学领域的热点学科。对于拟从事糖生物学研究或者刚进入该领域的新人来说,GlyCosmos作为一种全面的、统一的糖科学开放门户网站,其数据免费向大众公开,提供了对聚糖相关数据的访问,包括存储库,糖原、糖蛋白、信号通路和疾病相关的各种数据库及Glycome多种可视化数据库,目前最为前沿和统一的多种标准化多糖表示方法及其他多种功能。该网站是近两年才建成,但目前已被广泛使用也被糖生物学家所熟知。本文就GlyCosmos门户网站中的各项功能进行概述,希望帮助拟从事糖生物学研究的新人更好地了解和利用该网站,对于该网站的学习和理解,会对后续从事聚糖相关研究的研究者起到极大的帮助作用,也使后续研究更加便捷。     

Just a spoonful of sugar: Short glycans affect protein properties and functions

Glycosylation has a strong impact on the chemical and physical properties of proteins and on their activity. The heterogeneous nature of this modification complicates the elucidation of the role of each glycan, thus slowing down the progress in glycobiology. Nevertheless, the great advances recently made in protein engineering and in the chemical synthesis, and semisynthesis of glycoproteins are giving impulse to the field, fostering important discoveries. In this review, we report on the findings of the last two decades on the importance that the attachment site, linkage, and composition of short glycans have in affecting protein properties and functions.     

Multiplexed analysis of glycan variation on native proteins captured by antibody microarrays

Carbohydrate post-translational modifications on proteins are important determinants of protein function in both normal and disease biology. We have developed a method to allow the efficient, multiplexed study of glycans on individual proteins from complex mixtures, using antibody microarray capture of multiple proteins followed by detection with lectins or glycan-binding antibodies. Chemical derivatization of the glycans on the spotted antibodies prevented lectin binding to those glycans. Multiple lectins could be used as detection probes, each targeting different glycan groups, to build up lectin binding profiles of captured proteins. By profiling both protein and glycan variation in multiple samples using parallel sandwich and glycan-detection assays, we found cancer-associated glycan alteration on the proteins MUC1 and CEA in the serum of pancreatic cancer patients. Antibody arrays for glycan detection are highly effective for profiling variation in specific glycans on multiple proteins and should be useful in diverse areas of glycobiology research.     

从生物大分子结构特征解析植物凝集素的多样性

利用计算机模拟分析了植物凝集素结构与功能的特征。结果显示：(1)植物凝集素在结合糖之前其结构变化是一致的;(2)植物凝集素存在结构上的多样性,且可能与其生物功能的多样性有关;(3)在结合糖的过程中,植物凝集素表面局部结构的构象会有所变化,这种变化有利于其识别不同的糖而结合不同的外来糖缀合物,发挥其防御功能。对于同一家族的植物凝集素,虽然序列同源性较高,但在功能上却表现出强烈的多样性。分析表明：对于生物大分子而言,欲完成同一功能,不一定结构相同;结构相同,不一定功能一样。     

糖生物信息学数据库

糖生物信息学是在糖生物学和糖组学发展的基础上,结合计算机技术,对生命活动过程中,参与糖链及与其相互作用的蛋白质等分子研究所产生的数据进行获取、储存、解析、模拟以及预测等内容的综合学科.糖生物信息学数据库是糖生物信息学发展到一定阶段,对糖组学等研究中产生的数据进行专门储藏与查询的应用工具.目前国际互联网中存在近百个糖生物信息学相关数据库,涉及内容包括糖链结构、参与糖链合成的基因或者蛋白质、糖结合蛋白、代谢通路、糖链或相互作用蛋白质等分子三维结构,或糖组学实验结果等领域.本文将归纳总结糖生物信息学数据库,为现有研究提供帮助.     

Recent progress in synthesis of carbohydrates with sugar nucleotide-dependent glycosyltransferases

Sugar nucleotide-dependent glycosyltransferases (GTs) are key enzymes that catalyze the formation of glycosidic bonds in nature. They have been increasingly applied in the synthesis of complex carbohydrates and glycoconjugates with or without in situ generation of sugar nucleotides. Human GTs are becoming more accessible and new bacterial GTs have been identified and characterized. An increasing number of crystal structures elucidated for GTs from mammalian and bacterial sources facilitate structure-based design of mutants as improved catalysts for synthesis. Automated platforms have also been developed for chemoenzymatic synthesis of carbohydrates. Recent progress in applying sugar nucleotide-dependent GTs in enzymatic and chemoenzymatic synthesis of mammalian glycans and glycoconjugates, bacterial surface glycans, and glycosylated natural products from bacteria and plants are reviewed.