【正文】 糖型N聚糖 。 酪氨酸酶有 6個(gè)糖基化位點(diǎn)和兩個(gè) Cu2+結(jié)合位點(diǎn) ， 其中 3個(gè)糖基化位點(diǎn)在活性中心附近 。 用 NBDNJ處理小鼠黑色素瘤 B16細(xì)胞 ，所合成的酪氨酸酶 3個(gè)糖基化位點(diǎn)連接的是未經(jīng)加工的 N寡糖前體（ 十四糖 ） ， 沒有 Cu2+結(jié)合能力和酶活性 。 用 DMJ處理后 ， 酪氨酸酶N寡糖加工停留在高甘露糖型階段 ， 但此時(shí)肽鏈折疊已經(jīng)完成 ， 酶仍具有 Cu2+結(jié)合能力和催化活性 。 結(jié)果表明 ， 糖鏈可影響肽鏈的正確折疊 ， 為天然構(gòu)象的形成和酶活性作出貢獻(xiàn) ， 糖鏈本身并不是活性中心的組分 ， 其結(jié)構(gòu)的變化未引起酶失活 。 乙型肝炎病毒外殼由大 （ L） 、 中 （ M） 和?。?S） 三種亞基組裝而成 。 這 3個(gè)亞基是同一 mRNA從 3個(gè)不同起點(diǎn)開始翻譯而生成的 。 M亞基前體Pre S2區(qū)段中 Asn4的糖基化與病毒蛋白的整合及分泌有關(guān) 。 L、 M、 S上 S段的 Asn146也被糖基化 ， 但 Asn4上的 N寡糖前體經(jīng) ER α 葡萄糖苷酶途徑開始加工 ， Asn146上的 N寡糖前體則經(jīng)由 Golgi體內(nèi)切甘露糖苷酶途徑進(jìn)行加工 。 在 NBDNJ存在下 ， M亞基上 Asn4 N寡糖前體不能進(jìn)行加工 ， 影響其正確折疊以及與 L和 S的組裝 ， 細(xì)胞只分泌較小的不含核酸的亞病毒 ， 因而沒有感染性 。 有人已在研究利用 α 葡萄糖苷酶抑制劑治療乙型肝炎 、 愛滋病等病毒性感染的可能性 。 聚糖對(duì)蛋白質(zhì)的屏蔽效應(yīng) 聚糖覆蓋于糖蛋白表面 ， 一個(gè)單糖大約覆蓋約 長(zhǎng)度的表面積 ， 聚糖越大 ， 天線數(shù)越多 ， 覆蓋的面積就越大 ， 對(duì)糖蛋白抗御蛋白酶水解具有重要的意義 。 如運(yùn)鐵蛋白 （ Tf） 受體是質(zhì)膜上的糖蛋白 ， 它的 25 317和 727位的 Asn上各有一個(gè) N聚糖 ， 如果 Asn251突變而不能 N糖基化 ， 就不能形成正常的二聚體和定位于質(zhì)膜 ， 隨即被細(xì)胞內(nèi)蛋白酶迅速降解 。 Tf受體 Arg 102和 Leu 101也是蛋白酶作用部位 ， 正常情況下 ， 有 Thr 104 OGal NAc糖鏈的屏蔽使其免受蛋白酶攻擊 。 牛胰 RNase B Asn 34上有一條高甘露糖型 N聚糖 ， 而 RNase A沒有糖鏈 。 3種糖鏈大小不同的 RNase B對(duì)胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的抗御能力比 RNase A增大 6～ 10倍 ， 這兩種蛋白酶降解 RNase B的速度與它的N聚糖 Man殘基數(shù)成反比 。 糖蛋白基因在缺乏糖基化酶系統(tǒng)的大腸桿菌中表達(dá) ， 因產(chǎn)物缺少糖鏈?zhǔn)闺逆湶荒苷_地折疊 ， 還可引起異常聚集 ， 因此常形成包涵體很少分泌出細(xì)胞 。 在大腸桿菌中表達(dá)的粒細(xì)胞 巨噬細(xì)胞集落刺激因子 （ GMCSF） 因缺乏糖基化而被免疫系統(tǒng)識(shí)別 ， 產(chǎn)生抗體 。 正常的 GMCSF抗原決定簇被近旁的 OGal NAc糖鏈屏蔽 。 聚糖在糖蛋白細(xì)胞內(nèi)分揀、投送和分泌中的作用 溶酶體蛋白上帶有 Man6P的高甘露糖型 N聚糖是其分揀和投送的信號(hào)。合成 Man6P的關(guān)鍵酶 N乙酰氨基葡萄糖磷酸轉(zhuǎn)移酶的缺失導(dǎo)致溶酶體酶無法投送到位，造成胎死腹中。盡管并非全部糖蛋白的分揀和投送都離不開糖鏈，但用 Glc NAc1磷酸酶抑制劑衣霉素（ tunicamycin）處理細(xì)胞阻斷 N寡糖前體組裝，導(dǎo)致許多質(zhì)膜蛋白質(zhì)無法投送。原因可能是無糖鏈的蛋白不能正確折疊和組裝；或其 ER滯留信號(hào) KDEL模體失去屏蔽暴露在外；或因暴露蛋白酶攻擊位點(diǎn)而被迅速降解。 IgM和 IgA的每條重鏈各有 3～ 5條糖鏈， IgG每條重鏈有 1條糖鏈。未糖基化的 IgM和 IgA不能被細(xì)胞分泌，未糖基化的 IgG溶解度下降，影響分泌。用衣霉素處理小鼠漿細(xì)胞， IgM、 IgA和 IgG的分泌分別減少 81%、 61%和28%。 4 . 聚糖對(duì)糖蛋白生物活性的影響 多數(shù)糖蛋白酶類去掉糖鏈后催化活力沒有明顯變化 。 但是 ， 糖鏈的引入必然改變蛋白分子親水表面的大小與布局和 /或電荷平衡 ， 影響蛋白質(zhì)的構(gòu)象 ， 從而不同程度地影響其生物學(xué)性質(zhì) 。 有不少的糖蛋白酶類去糖基化之后酶活性降低或喪失 。 例如用衣霉素處理細(xì)胞或在細(xì)菌中表達(dá)的溶酶體 β 葡萄糖苷酶只有免疫原性而沒有催化活性； HMGCoA還原酶去掉糖鏈后活力降低 90%以上；脂蛋白脂酶 N聚糖的五糖核心為其活力所必需 ， 可能與維持其天然構(gòu)象有關(guān) 。 流感病毒主要被膜蛋白 HA需經(jīng)蛋白酶專一切割成兩個(gè)較小的糖蛋白 HA1和 HA2。 在糖基化抑制劑存在下形成非糖基化的 HA0， 其分解產(chǎn)物 HA01和 HA02是不均一的；看來由于缺乏糖鏈的保護(hù) ， HA0失去了蛋白酶切割的專一性控制 。 人絨毛膜促性腺激素 （ hCG） 由 α 和 β 兩個(gè)亞基組成 ， α 亞基含 92個(gè)氨基酸殘基 ， 在 Asn52和 78 N糖基化 ， β亞基含 145個(gè)氨基酸殘基 ， Asn13和 30N糖基化 ， Ser12 12 132和 138 O糖基化 。 其中 α 的 Asn52和 β 的 Asn13 N糖基化與其活性密切相關(guān) 。 去掉 Asn52 N聚糖的 α 能與正常 β 亞基形成二聚體 ， 但是活性較低 ，還與天然 hCG競(jìng)爭(zhēng)受體 。 α Asn52和 β Asn13同時(shí)去糖基化 ， 則完全喪失活性 。 正常的 αAsn 78和 β 亞基 Asn1 30上的 N聚糖均為雙天線復(fù)雜型 ， α Asn52上有單天線復(fù)雜型 N聚糖 ， 它們的非還原端均為 α 23 Neu5Ac， 去掉 α Asn78上的糖鏈影響其分泌而不影響活性 。 β 亞基上的 OGal NAc聚糖與維持其半壽期有關(guān) ， 對(duì)活性的影響不大 。 hCG二聚 體 與其受體結(jié)合后使靶細(xì)胞內(nèi) [cAMP] 升高 ， 刺激類固醇激素的合成 。 如果把 hCG N聚糖末端的 Neu5Ac去掉 ， 它與受體的親和力增大 ， 但 cAMP的生成卻減少；如將末端改為 α 26 Neu5Ac， 不影響其生物活性 ， 說明有無末端 Sia很重要 ，而 Sia連接方式并不重要 。 有趣的是如果把 α 亞基上的 N聚糖變成多天線 ， 則不再與 β 亞基締合 ， 游離的 α 單體具有刺激催乳素分泌的活性 。 聚糖在分子識(shí)別和細(xì)胞識(shí)別中的作用 越來越多的資料表明 ， 糖類是生物體內(nèi)除核酸和蛋白質(zhì)之外的又一類生物大分子 ， 尤其是一類重要的信息分子 。 破譯特定糖鏈結(jié)構(gòu)包涵的信息 ， 闡明糖鏈信號(hào)接收 、 傳遞途徑 ， 以及糖鏈信號(hào)的生理學(xué)和病理學(xué)意義 ， 是當(dāng)代糖生物學(xué)的主要內(nèi)容 。 也就是說 ， 糖鏈最重要的生物學(xué)功能是在分子識(shí)別和細(xì)胞識(shí)別中充當(dāng)信號(hào)分子 。 （ 1） 在受體 配體相互識(shí)別中的作用： 受體與配體的識(shí)別及結(jié)合 ， 實(shí)質(zhì)上是受體上的結(jié)合部位與配體上的識(shí)別標(biāo)記之間專一的結(jié)合 。 這種專一的相互作用在很多情況下與其聚糖結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系 。 例如圖 （ LH） 雙天線復(fù)雜型 N聚糖非還原端為 SO44GalNAc β 14， 而促濾泡激素 （ FSH） 則為 Sia α 23/6 Gal β 14。 肝臟網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞有一種膜受體能專一識(shí)別 SO44GalNAc β 14GlcNAc β 12 Man結(jié)構(gòu) ， 將其內(nèi)吞清除 。 因此LH從血液中的清除率比 FSH高 ， 它在體內(nèi)的生物半壽期也比 FSH短 。 （ 2） 在維持血漿糖蛋白平衡中的作用： 血漿中至少有 60多種糖蛋白 ， 以一定的速率合成 ， 經(jīng)網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞受體介導(dǎo)的內(nèi)吞以一定的速率清除 ， 在血漿中保持動(dòng)態(tài)平衡 。 血漿銅藍(lán)蛋白含有復(fù)雜型 N聚糖 ， 用唾液酸酶切去其非還原端的 Sia殘基 ， 暴露出次末端的 Gal， 經(jīng)氧化 /再還原 ， 用 3H對(duì) Gal進(jìn)行標(biāo)記 ， 注射到兔子體內(nèi) ， 這種失去部分 （ 20%以上 ） 唾液酸殘基的血漿銅藍(lán)蛋白在血液中的半壽期從 54h縮短到 3～ 5分鐘 。 從肝細(xì)胞分離出識(shí)別Gal的受體 ， 也是唾液酸化的糖蛋白 。 糖鏈非還原端必須有唾液酸 ， 才具有配體結(jié)合活性 。 它的結(jié)合活性需要 Ca2+。血漿銅藍(lán)蛋白的更新機(jī)制有一定的普遍性 ， 已在動(dòng)物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)多種以識(shí)別非還原端糖基為基礎(chǔ)的受體 ， 如成纖維細(xì)胞上的 Man6P受體 、 肝細(xì)胞上的 Gal受體和 Fuc受體 ， 網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞上的 Man受體和 Glc NAc受體等 。 類似的機(jī)制還見于血漿脂蛋白的清除和血細(xì)胞的 更新 。 （ 3） 構(gòu)成某些抗原決定簇： 生物大分子和細(xì)胞上的抗原決定簇是被生物系統(tǒng)“ 驗(yàn)明正身 ” 的識(shí)別標(biāo)志 ， 有許多抗原決定簇實(shí)際上就是特定的糖結(jié)構(gòu) 。 例如 ， ABO血型抗原就是個(gè)范例 。 除人類和亞洲 、 非洲的猴子外 ， 其它哺乳動(dòng)物器官內(nèi)皮細(xì)胞表面抗原決定簇為 Galα 13 Galβ 14 Glc NAcR， 又稱 αGal抗原決定簇 。 αGal 決定簇是 2型鏈經(jīng) Golgi體 α 13Gal T添加一個(gè) Gal而形成的 。 人類編碼 α 13Gal T的基因由于一個(gè)堿基缺失而不能合成有活性的產(chǎn)物 ， 因而不存在αGal 決定簇 。 2型鏈在 α 12Fuc T催化下變成 H抗原 ， 或再由 α 13Fuc T修飾成 Ley抗原 。 人體內(nèi)的抗 Gal抗體（ IgG和 IgM） 可識(shí)別 αGal 決定簇并引發(fā)超急性排斥反應(yīng) ，是異種器官移植的主要障礙 。 完全除去人體內(nèi)的抗 Gal抗體或被抗 Gal抗體 αGal抗原復(fù)合物激活的補(bǔ)體 ， 已被證明是行不通的 。 因而采用反義核酸技術(shù) 、 核酶技術(shù)抑制 α 13Gal T基因的表達(dá) ，甚至敲除 α 13Gal T基因；或過度表達(dá) α 半乳糖苷酶 ，把 αGal 抗原決定簇減少至 1/30， 使這些細(xì)胞與天然抗體的反應(yīng)降至 1/10；或?qū)肴说?α 12Fuc T基因與 α 13Gal競(jìng)爭(zhēng) ， 使細(xì)胞表面的 αGal 決定簇減少 90%；還可在導(dǎo)入人 α 12Fuc T的同時(shí)過量表達(dá) α 半乳糖苷酶 ， 把αGal 決定簇的表達(dá)量減少到可以忽略不計(jì)的水平 。 由于引發(fā)超急性排斥反應(yīng)的不僅是 αGal 決定簇 ， 實(shí)現(xiàn)異種器移植的目標(biāo)尚需時(shí)日 。 個(gè)體發(fā)育不同階段細(xì)胞表面上會(huì)出現(xiàn)特異的抗原 ， 例如受精卵發(fā)育至 8～ 16細(xì)胞期出現(xiàn)階段特異胚抗原 Lex（ SSEA1） ， 它的出現(xiàn)可能與桑椹期的致密過程有關(guān) 。 有些特異性抗原還成了某些病理改變的標(biāo)志 ， 如胰 、 肝 、 胃 、大腸等消化道癌標(biāo)志性糖鏈抗原為 α 23唾液酸化的 Lea抗原；肺癌 、 卵巢癌標(biāo)志性糖鏈抗原為 α 23唾液酸化的 Lex抗原 。 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、紅斑性狼瘡等自身免疫性疾病也與抗原決定簇的改變有關(guān)。例如 IgG每條重鏈有一個(gè)復(fù)雜型雙天線 N聚糖，當(dāng) β1 4Gal T活性不足時(shí)，外鏈上 Gal含量明顯減少， GlcNAc為末端的糖鏈增多，結(jié)果變成一種自身抗原，被免疫系統(tǒng)識(shí)別而產(chǎn)生自身抗體，二者結(jié)合后形成的免疫復(fù)合物沉積在血管、關(guān)節(jié)腔等處，引起類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎。 （ 4） 凝集素對(duì)單糖和聚糖的識(shí)別作用： 糖類作為信號(hào)分子 ， 其生物學(xué)功能離不開專一識(shí)別并與其結(jié)合的另一類大分子 ——凝集素 。 凝集素 （ lectin或 agglutinin） 是非免疫原的 （ 其合成并非免疫應(yīng)答所致 ） 、 能專一地識(shí)別并結(jié)合某種特定結(jié)構(gòu)的單糖或聚糖中特定糖基序列的蛋白質(zhì) 。 許多凝集素自己也是糖蛋白 。 多數(shù)凝集素是同源四聚體 ， 少數(shù)為二聚體或 6～ 20個(gè)亞基的寡聚體 。 通常每個(gè)亞基有一個(gè)糖結(jié)合部位 ， 個(gè)別的有兩個(gè)結(jié)合部位或兩個(gè)亞基共有一個(gè)結(jié)合部位 。 每個(gè)凝集素分子至少有兩個(gè)或更多的糖結(jié)合部位 ， 這種糖結(jié)合多價(jià)性是凝集素能凝集細(xì)胞和沉淀含糖大分子的基礎(chǔ) 。 凝集素最基本的特征就是糖結(jié)合專一性 。動(dòng)植物和微生物中都含有糖結(jié)合專一性不同的凝集素 ， 目前至少已純化上百種植物或真菌凝集素 ， 各自識(shí)別不同的單糖和聚糖的類型 、 核心結(jié)構(gòu) 、 天線數(shù)以及外鏈的結(jié)構(gòu)和取代基 。 圖一性 ， 任何糖基的增減或結(jié)合鍵的改變 ， 均可減弱其與相應(yīng)凝集素的結(jié)合 ， 甚至不能結(jié)合 。 β4 β4 Asn β2 β2 β4 α6 α3 α6 β4 β4 β4 β4 β4 β2 β2 β4 α3 β4 Asn α6 α6 β4 β4 β4 α3 Asn α6 α6 β4 β4 β4 β2 β4 β2 α3 α3 α6 β2 β4 β4 β2 β4 α3 Asn α6 β4 α2 α