糖组学

糖组学是对糖组学（糖的完整补充，无论是游离的还是存在于生物体更复杂的分子中）的综合研究，包括遗传、生理、病理和其他方面。 糖组学是对给定细胞类型或生物体的所有聚糖结构的系统研究，是糖生物学的一个子集。 术语糖组学源自甜味或糖的化学前缀 glyco-，并遵循由基因组学（处理基因）和蛋白质组学（处理蛋白质）建立的组学命名约定。

• 糖的复杂性：关于它们的结构，它们不是线性的，而是高度支化的。 此外，聚糖可以被修饰（修饰糖），这增加了它的复杂性。
• 聚糖的复杂生物合成途径。
• 通常发现聚糖与蛋白质（糖蛋白）结合或与脂质（糖脂）结合。
• 与基因组不同，聚糖是高度动态的。

这一研究领域必须处理应用生物学其他领域所没有的内在复杂性。 68 个构建块（DNA、RNA 和蛋白质的分子；脂质的类别；糖类的糖键类型）为构成细胞整个生命的分子编排提供了结构基础。 DNA 和 RNA 各有四个组成部分（核苷或核苷酸）。 脂质根据酮酰基和异戊二烯分为八类。 蛋白质有 20 个（氨基酸）。 糖类有 32 种糖键。 虽然这些构建块对于蛋白质和基因只能线性连接，但对于糖类，它们可以排列成分支阵列，进一步增加了复杂程度。

再加上所涉及的众多蛋白质的复杂性，不仅是碳水化合物的载体，糖蛋白，而且还特别涉及与碳水化合物结合和反应的蛋白质：

• 用于合成、调节和降解的碳水化合物特异性酶
• 凝集素、各种碳水化合物结合蛋白
• 受体、循环或膜结合碳水化合物结合受体

要回答这个问题，应该了解聚糖的不同和重要功能。 以下是其中一些功能：

• 在细胞表面发现的糖蛋白和糖脂在细菌和病毒识别中起着关键作用。
• 它们参与细胞信号通路并调节细胞功能。
• 它们在先天免疫中很重要。
• 它们决定癌症的发展。
• 它们协调细胞命运、抑制增殖、调节循环和侵袭。
• 它们影响蛋白质的稳定性和折叠。
• 它们影响糖蛋白的途径和命运。
• 有许多聚糖特异性疾病，通常是遗传性疾病。

糖组学方面有重要的医学应用：

• 凝集素分离细胞以避免造血干细胞移植中的移植物抗宿主病。
• 在癌症治疗中激活和扩增溶细胞性 CD8 T 细胞。

糖组学在微生物学中尤为重要，因为聚糖在细菌生理学中发挥着多种作用。 细菌糖组学研究可能导致以下方面的发展：

• 新药
• 生物活性聚糖
• 糖结合疫苗

以下是聚糖分析中常用技术的示例

最常用的方法是 MS 和 HPLC，其中聚糖部分通过酶促或化学方式从靶标上切下并进行分析。 对于糖脂，无需分离脂质成分即可直接进行分析。

在用荧光化合物标记糖的还原端（还原标记）后，通过高效液相色谱（反相、正相和离子交换 HPLC）对糖蛋白中的 N-聚糖进行常规分析。种类繁多的不同标记 近年来引入的主要有2-氨基苯甲酰胺(AB)、邻氨基苯甲酸(AA)、2-氨基吡啶(PA)、2-氨基吖啶酮(AMAC)和3-(乙酰氨基)-6-氨基吖啶(AA-Ac) 只是其中的几个。

O-聚糖通常在没有任何标签的情况下进行分析，因为化学释放条件阻止了它们被标记。

来自高效液相色谱 (HPLC) 仪器的分级聚糖可以通过 MALDI-TOF-MS(MS) 进一步分析，以获得有关结构和纯度的更多信息。 有时聚糖池直接通过质谱法进行分析，无需预分级，尽管同量异位聚糖结构之间的区分更具挑战性，甚至并不总是可能的。