糖组学综述 王志来

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1、糖组学14211030578王志来一、糖组及其复杂性与糖组学1.1糖组及其复杂性根据基因组和蛋白质组的定义，糖组应该被定义为单一生物体中的整套聚糖系统。但是相比而言，糖组比基因组和蛋白质组复杂很多。倘若基因不发生突变，一个生物体的基因组也是不变的，而同一个基因却可产生多种相关但是又不同的。此外，相当多的蛋白质在表达后，又经受了一系列的后加工。相同的的基因组在不同的外界刺激条件后，可以产生不同的蛋白质组，做出相应的应答。因此，一个基因组对应的不是一个蛋白质组[1]。蛋白质→locatedintheTomb,DongShenJ

2、iabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennightcame糖类可以认为是基因信息传递的延续。在蛋白质的肽链上，可以挂上糖链，成为糖蛋白，使蛋白质具有更多的特性和功能。同样结构的聚糖又可接到不同的载体上，形成不同的糖复合物：糖蛋白、蛋白聚糖

3、和糖脂等。不同情况下，糖复合物的糖链结构则变化更多。在所有生物体中，基因是由4种核苷酸构成的，因此，所有生物的基因组可以用同样的方式表述。在不同生物体的蛋白质组，已是各不相同的，所幸的是，它们的结构还可以从基因组推断。而不同生物体中的糖组，则无法统一，更无法由基因组推测。例如，植物和微生物有细胞壁，而动物没有。植物和微生物的细胞壁分别由不同的糖类构成。细菌都有肽聚糖，但是，革兰氏阴性菌还有脂多糖，而革兰氏阳性菌则没有脂多糖。不同的真菌又因为表面的多糖组成的不同，而归属于不同的种属。植物合成各种各样的多糖，此外，它们的次生代

4、谢产物中有许多是糖苷，它们的“糖组”更是纷繁复杂。基于以上两个原因，希望包罗万象地用一个“糖组”包括单一生物体中的整套聚糖，几乎是不可能的。所以，糖组的复杂性是不言而喻的。与此同时，和基因组不一样，不同生物糖组的可比性也极小。因此，对糖组的研究最合适的做法是将糖组分解为不同的小组，例如对高等动物的糖组可分为糖蛋白组、蛋白聚糖组和糖脂组。而且，与细菌和植物相比而言，高等动物的糖组还是比较简单的。平林淳和笠井献一的研究组迄今所着眼的是糖蛋白组，而且以线虫的基因组为基础[2]。1.2糖组学受基因组和蛋白质组定义的影响，糖组被定义

5、为单一生物体中全部聚糖的总称，糖组学则是研究糖组结构与功能的科学。糖组和糖组学是两个不同的概念，糖组是了解一个生物体在某种情况下所具有的全部聚糖种类，而糖组学是对聚糖与蛋白质问相互作用和功能的全面分析研究，包括糖组的结构鉴定、编码糖蛋白的基因和蛋白质糖基化的机制和功能等。糖分子多以糖蛋白或其它结合物形式存在于细胞的任何部位，糖与蛋白质问的相互作用能介导细胞问相互反应的基本过程，如细胞的增值、吸附、识别和免疫等功能[3]。糖组学研究是定义复杂生命系统和细胞体系必不可少的，如果在糖组概念下，能够阐明聚糖结构的差异与个体、发育、

6、疾病等的关联性，就可以定义糖的功能和它们存在的目的．糖组学是继基因组学和蛋白组学后的新兴研究领域，它的研究结果直接关系到是否能够阐明基因功能及细胞功能locatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,wh

7、ennightcame[4]．这是因为：第一，所有的生命体都是由细胞组成，而其表面都被各种形式的聚糖所包被，帮助我们识别细胞类型和状态．但与蛋白质不同，单从基因组信息无法预测最终的聚糖结构，因此，迫切需要开发新的糖组学研究手段和思路以分析糖组结构和功能．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

8、细胞的感染．一、糖组学研究中的方法2.1糖捕捉法作为新的亲和技术，糖捕捉法(glyco-catch)在糖组学研究中已被用于糖蛋白的系统分析，通过与蛋白质组数据库结合使用，这种方法能系统地鉴定可能的糖蛋白和糖基化位点，目前已成功用于Caenorhabditiselegans的糖组研究[5]．具体策略概括如