糖組學(xué)在生命科學(xué)及體育科學(xué)的研究述評(píng)

閆清偉 游春花

(西藏民族學(xué)院，咸陽(yáng) 712082;西安工業(yè)大學(xué)，西安 710025)

一、糖組學(xué)的研究背景

糖組(Glycome)指的是細(xì)胞中全部糖鏈及相關(guān)糖基復(fù)合物。而糖組學(xué)(Glycomics)是專門(mén)研究糖鏈表達(dá)、調(diào)控和生理學(xué)功能的一門(mén)科學(xué)，主要研究糖蛋白的空間結(jié)構(gòu)，確定糖蛋白的編碼基因，分析探明相關(guān)蛋白質(zhì)糖基化的內(nèi)部機(jī)制［1－2］。牛津大學(xué)教授Dwek于1988年首次提出糖生物學(xué)的概念并由此產(chǎn)生了糖生物學(xué)是糖組學(xué)的基礎(chǔ)研究部分，近年來(lái)該學(xué)科在糖鏈的結(jié)構(gòu)、生物合成、生理功能等方面取得了巨大進(jìn)展。日本學(xué)者的研究在尋找糖鏈合成的酶基因并解析糖鏈的功能方面取得了顯著成果，美國(guó)學(xué)者在糖組相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)建立方面取得了顯著成果，2004年美國(guó)和日本兩國(guó)糖生物學(xué)方面相關(guān)專家學(xué)者在美國(guó)夏威夷州共同舉辦了2004美國(guó)、日本糖組學(xué)公會(huì)，為糖組學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供了國(guó)際性的交流平臺(tái)［3－4］。如今世界各國(guó)都為糖組學(xué)方面的研究做出了積極的貢獻(xiàn)，我國(guó)在該領(lǐng)域的研究啟動(dòng)較晚，但也取得了可喜的成果，如在寡聚糖鏈的合成、蛋白質(zhì)糖基化及糖苷酶、糖基復(fù)合物和疾病等方面的研究都取得了一定的進(jìn)展。

二、糖組學(xué)研究的相關(guān)技術(shù)

(一)研究策略及內(nèi)容

糖雖然不是基因的直接產(chǎn)物，但糖與基因有著密切的聯(lián)系。因?yàn)樘墙M學(xué)的主要研究對(duì)象聚糖主要是從糖蛋白上分離出來(lái)的，這就與蛋白質(zhì)組學(xué)以及基因組學(xué)聯(lián)系起來(lái)，而糖組學(xué)對(duì)人體糖基化和糖結(jié)合蛋白研究的系統(tǒng)化和高通量的特性也體現(xiàn)了這種聯(lián)系［5－6］。糖組學(xué)的研究中更多的是對(duì)糖肽的研究而非單純的聚糖，所以從糖蛋白中分離純化糖肽是糖組學(xué)研究的首要任務(wù)。糖組學(xué)的研究策略包括:收集研究對(duì)象個(gè)體中的全部糖組;鎖定糖肽，并將糖組中的各種糖肽組分與基因組數(shù)據(jù)庫(kù)相聯(lián)系，最大限度的利用基因組的已有成果;研究糖肽的特征性質(zhì)。而糖組學(xué)研究主要解決以下四方面的問(wèn)題:a基因信息，即糖蛋白的編碼基因;b糖基化位點(diǎn)信息，即所有可能被糖基化的位點(diǎn)中實(shí)際被糖基化的位點(diǎn)所在;c結(jié)構(gòu)信息，即聚糖結(jié)構(gòu);d功能信息，即糖基化的功能［7－8］。

(二)研究技術(shù)

目前用于糖組學(xué)方面研究的相關(guān)技術(shù)已有很多種，基于各種技術(shù)在糖組學(xué)研究方面的側(cè)重點(diǎn)不同，我們可以人為地將其分為結(jié)構(gòu)糖組學(xué)相關(guān)技術(shù)、功能糖組學(xué)相關(guān)技術(shù)、以及生物信息學(xué)相關(guān)技術(shù)［9］，對(duì)糖鏈的研究中，因?yàn)樘擎湵旧頉](méi)有發(fā)色基因，為能更有效地檢測(cè)糖鏈需要對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記，因而又出現(xiàn)了糖鏈的標(biāo)記技術(shù)。

1.結(jié)構(gòu)糖組學(xué)相關(guān)技術(shù)。A.糖捕捉技術(shù)已被廣泛用于糖蛋白的系統(tǒng)分析，通過(guò)與蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)合使用，該方法能系統(tǒng)地鑒定可能的糖蛋白和糖基化位點(diǎn)，目前已成功用于 Caenorhabditis elegans的糖組研究［10］。其基本策略包括:凝集素親和層析分離蛋白，蛋白酶的消化，凝集素親和層析分離糖肽，高效液相質(zhì)譜(HPLC)純化糖肽，以及糖肽的鑒定。然而近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn):該技術(shù)也存在著不足之處，如不能用于O－糖肽的糖基捕捉，因其不能準(zhǔn)確識(shí)別O－糖肽的糖基化位點(diǎn);另外應(yīng)用凝集素收集糖肽時(shí)，糖肽的種類會(huì)受到限制。因此有人提出應(yīng)用化學(xué)捕獲技術(shù)可以收集更多的糖肽，而近年來(lái)的研究使學(xué)者們普遍認(rèn)為:從生物學(xué)糖捕捉法在鑒定某些低表達(dá)蛋白質(zhì)方面比化學(xué)捕捉法更有意義［9，11］。B.雙消化并串聯(lián)柱法，在糖組學(xué)研究中，水解糖蛋白時(shí)較為有效的方法是雙消化并串聯(lián)柱法。該法基本策略為:首先，用用序列特異性內(nèi)切蛋白酶(如胰蛋白酶)對(duì)SDS－PAGE分離后的糖蛋白進(jìn)行凝膠內(nèi)水解，取少量的蛋白水解物進(jìn)行質(zhì)譜分析，根據(jù)肽圖譜或部分序列信息進(jìn)行蛋白質(zhì)鑒定;其次，將剩余的蛋白水解液用非特異性蛋白酶(如蛋白酶K)處理，此步驟能將上述水解液中的大部分多肽裂解為小分子肽(少于5個(gè)氨基酸);第三，將上述水解物通過(guò)Poros R微柱，其中的非糖基化肽被吸附在柱上，而糖肽則不被吸附，用洗脫劑將非糖基化肽從柱上洗脫后進(jìn)行質(zhì)譜分析測(cè)序;第四，將上述未被吸附的糖肽再通過(guò)石墨粉微柱，洗去低分子量雜質(zhì)后，用30%乙晴－0.2%甲酸將肽洗脫下來(lái)，通過(guò)質(zhì)譜和雙質(zhì)譜可以鑒定糖肽結(jié)構(gòu)［12，13］。C.其他方法還有如雙相凝膠電泳結(jié)合熒光染色和質(zhì)譜技術(shù)，該技術(shù)可用于糖蛋白的篩選和鑒定;毛細(xì)管電泳結(jié)合質(zhì)譜技術(shù)，該技術(shù)可用于快速常規(guī)分析以及產(chǎn)品監(jiān)控，在分子診斷方面有很好的應(yīng)用前景;另外還有核磁共振技術(shù)，該技術(shù)能夠找出蛋白質(zhì)糖基化的確切位點(diǎn)，檢測(cè)糖鏈的空間構(gòu)象，但因其敏感性不高，所以該技術(shù)對(duì)樣本數(shù)量要求較高［9，14－16］。

2.功能糖組學(xué)相關(guān)技術(shù)。具有代表性的新技術(shù)是糖芯片(glycan chip，carbohydrate microchip)，也叫糖微陣列，是繼基因芯片、蛋白質(zhì)芯片之后伴隨糖組學(xué)的產(chǎn)生而興起的一種研究糖組學(xué)的新興技術(shù)。糖芯片技術(shù)之所以受到廣大研究者的青睞是因?yàn)樗哂幸韵聨讉€(gè)優(yōu)點(diǎn):A.大容量?？稍谟邢薜男酒砻嫔险故敬罅康奶?B.高度敏感性。每種糖的點(diǎn)樣遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于試驗(yàn)所需要的量，但敏感性大大高于傳統(tǒng)的分子和免疫試驗(yàn);C.長(zhǎng)期穩(wěn)定性。點(diǎn)在芯片上的糖一般很穩(wěn)定，無(wú)需特殊處理就能長(zhǎng)期保存，這是由糖類故有的理化特性所決定的。糖芯片根據(jù)其用途的不同可將其分為功能糖組學(xué)芯片和藥物糖組學(xué)芯片兩類，而根據(jù)展示在芯片上糖的特征可將其分為單糖芯片、寡糖芯片、多糖芯片和復(fù)合糖芯片。糖芯片在功能糖組學(xué)研究方面所發(fā)揮的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:一是研究糖－蛋白質(zhì)的相互作用;二是研究糖蛋。與其他蛋白的相互作用;三是研究糖結(jié)合分子;四是鑒定受體的糖結(jié)合位點(diǎn);六是鑒定微生物和宿主細(xì)胞交叉反應(yīng)性分子標(biāo)記;七是鑒定腫瘤抑制劑。而糖芯片的制作辦法目前常用的有:表面吸附法、在片合成法、共價(jià)結(jié)合法、雙層交聯(lián)法。

3.生物信息學(xué)相關(guān)技術(shù)。生物信息學(xué)和生物芯片技術(shù)是生命科學(xué)研究領(lǐng)域中出現(xiàn)的新技術(shù)。生物信息學(xué)與生物芯片密切相關(guān)，生物信息學(xué)促進(jìn)了生物芯片的研究與應(yīng)用，而生物芯片技術(shù)則豐富了生物信息學(xué)的研究?jī)?nèi)容。生物信息學(xué)核心是基因組信息學(xué)，包括基因組信息的獲取、處理、存儲(chǔ)、分配和解釋。而糖組學(xué)研究的深入必定為生物信息學(xué)提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持，但目前由于兩者都還處于研究的起步階段，一些現(xiàn)成的基因技術(shù)和蛋白質(zhì)技術(shù)并不能很好地應(yīng)用于糖組學(xué)研究，同樣糖組學(xué)的相關(guān)技術(shù)也并沒(méi)在生物信息學(xué)方面發(fā)揮理想作用，相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)建與推廣如芯片技術(shù)、復(fù)雜系統(tǒng)分析技術(shù)、信息系統(tǒng)分析技術(shù)等，都有待于進(jìn)一步的研究。值得一提的是目前生物信息技術(shù)中相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)信息為糖組學(xué)的研究提供了有益的幫助。如利用CFG可以查找糖鏈亞結(jié)構(gòu)、分子量和組成等許多參數(shù);而CCSD收集的眾多糖鏈結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)為糖譜的構(gòu)建和糖鏈結(jié)構(gòu)查新提供了很好的保障［17］。

4.糖鏈的標(biāo)記技術(shù)。目前用于糖鏈標(biāo)記的技術(shù)主要有放射性同位素標(biāo)記、探針標(biāo)記、紫外及熒光物質(zhì)衍生化技術(shù)等［18－20］。

三、糖鏈的功能

糖組學(xué)研究的功能性糖鏈主要有功能性低聚糖、功能性多糖、糖簇分子。有研究報(bào)道:功能性低聚糖具有調(diào)節(jié)和恢復(fù)腸道內(nèi)微生態(tài)平衡、促進(jìn)礦物質(zhì)的吸收和維生素的合成等一系列保健功能;功能性多糖對(duì)疾病的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后有著重要作用，主要表現(xiàn)在它的免疫調(diào)節(jié)作用、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、降血壓作用、抗病毒作用和抗輻射作用;而糖簇的作用則通過(guò)多分子糖鏈與凝集素結(jié)合產(chǎn)生的簇效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，它能夠提高糖鏈的生物活性，其作用主要表現(xiàn)在抗病毒、免疫治療、器官移植方面，有些還具有肝靶向作用等［21－25］。糖鏈一般由相同或不同型的單糖聚合而成，攜帶有重要的生物信息，有著重要的生物學(xué)功能:如標(biāo)記功能、細(xì)胞免疫功能、血型抗原、細(xì)胞惡化標(biāo)記、水溶性、保護(hù)性、修飾等功能。其標(biāo)記功能主要在糖鏈、糖蛋白的識(shí)別和被識(shí)別反應(yīng)過(guò)程中起作用;免疫系統(tǒng)中起免疫作用的糖蛋白主要是靠其單糖基與受體的相互作用來(lái)激發(fā)其免疫功能;血型抗原指紅細(xì)胞膜上不同類型的寡糖鏈的糖蛋白和糖脂分子，它們與血清中相應(yīng)的抗體構(gòu)成識(shí)別體系;細(xì)胞惡化時(shí)細(xì)胞膜上的相應(yīng)糖蛋白會(huì)發(fā)生改變，如惡性腫瘤發(fā)生時(shí)，細(xì)胞膜上的P糖蛋白過(guò)度表達(dá)，通過(guò)對(duì)相關(guān)糖蛋白的監(jiān)控，可以盡早發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的惡化;糖鏈的水溶性功能主要是因?yàn)樘欠肿颖旧硭苄詷O高，它與蛋白質(zhì)或脂肪等大分子結(jié)合后，可以大大提高這些物質(zhì)的親水性，從而改善其功能和理化性質(zhì)，這為改進(jìn)基因表達(dá)產(chǎn)物的功能和物理化學(xué)性質(zhì)提供了新思路和新手段;糖鏈的保護(hù)作用主要體現(xiàn)在:糖鏈分子上的酸性糖基能夠保護(hù)蛋白的穩(wěn)定性;而糖鏈的修飾作用主要體現(xiàn)在:糖鏈能直接參與蛋白質(zhì)的空間折疊過(guò)程，這對(duì)于糖蛋白的結(jié)構(gòu)、功能有重要作用［4，26－28］。

四、糖組學(xué)在基礎(chǔ)生物學(xué)領(lǐng)域的研究

糖鏈雖不是基因的直接產(chǎn)物，但與糖鏈合成的相關(guān)基因卻種類龐雜、數(shù)目巨大。要破譯如此龐大數(shù)量的基因，并探明其與糖鏈合成的具體信息，對(duì)于處于初級(jí)階段的糖生物學(xué)來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是件難事，所以目前生物學(xué)界把目標(biāo)鎖定在其中少數(shù)直接作用于糖類的管家基因和具有突變致死性的糖類相關(guān)基因上，以及某些關(guān)鍵糖基轉(zhuǎn)移酶、糖苷酶、凝集素和糖類轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因及其產(chǎn)物上，作為化學(xué)糖生物學(xué)的主攻靶標(biāo)，因?yàn)檎沁@些基因與人類的疾病與健康關(guān)系最為密切［29］。

管家基因(housekeeping genes)是維持細(xì)胞最基本的生存功能所必需的基因，因而也是在所有或大部分有核細(xì)胞內(nèi)都能保持高水平表達(dá)的基因，亦即其表達(dá)與否與細(xì)胞分化狀態(tài)無(wú)關(guān)。與此相對(duì)應(yīng)的是奢侈基因(1uxury genes)或組織特異性基因，它們是參與多細(xì)胞生物細(xì)胞社會(huì)性相互作用的基因，其表達(dá)具有細(xì)胞類型特異性。由于糖鏈普遍分布于細(xì)胞表面和細(xì)胞外基質(zhì)，糖鏈在細(xì)胞分化與細(xì)胞社會(huì)性相互作用過(guò)程中具有公認(rèn)的重要作用，因此大量糖類相關(guān)基因均屬于奢侈基因。然而糖鏈在細(xì)胞內(nèi)部還能夠確保蛋白質(zhì)的正確折疊與定向分布，參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、調(diào)控染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)和基因轉(zhuǎn)錄，這些功能對(duì)于維持細(xì)胞內(nèi)大分子網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)態(tài)均有關(guān)鍵作用。這類作用與糖代謝一樣，是細(xì)胞基本生存所必需的，因而都涉及管家基因的活動(dòng)。

基因敲除技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用使人們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了許多突變后具有致死性的糖類相關(guān)基因，這類基因突變常常涉及某種關(guān)鍵糖生物酶的活性降低，人們已經(jīng)嘗試用小分子化合物作為“分子補(bǔ)丁”，與缺陷的酶特異結(jié)合并糾正其結(jié)構(gòu)缺陷，從而恢復(fù)酶的催化能力。人體內(nèi)多種天然關(guān)鍵碳水化合物酶的活性有很大的儲(chǔ)備或冗余性，即酶活性大大超過(guò)正常生理活動(dòng)的需要，所以即使只能將缺陷酶的活性恢復(fù)到野生酶的10%－20%左右，也足以糾正底物或異常產(chǎn)物的累積，治愈疾病。但由于每一種酶、甚至同一種酶的不同基因缺陷所需要的“分子補(bǔ)丁”都大不相同，所以必須進(jìn)行大量的篩選工作，并建立突變基因庫(kù)和“分子補(bǔ)丁”庫(kù)，才能擴(kuò)大受益患者的范圍。

細(xì)胞對(duì)糖鏈信息的編碼主要是通過(guò)糖基轉(zhuǎn)移酶(GT)催化的糖基化(glycosylation)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。糖基化是生物體內(nèi)糖鏈或糖苷生成的關(guān)鍵反應(yīng)，它是指在糖基轉(zhuǎn)移酶的催化下，一個(gè)糖分子與另一個(gè)糖分子(或糖基)、或者一個(gè)糖分子與其他生物有機(jī)分子之間以生成糖苷鍵的方式共價(jià)結(jié)合的過(guò)程。糖基轉(zhuǎn)移酶的催化反應(yīng)方式有兩大類型:一類為供體糖基的端基碳構(gòu)型反轉(zhuǎn);另一類為供體糖基的端基碳構(gòu)型保持不變。多數(shù)糖基轉(zhuǎn)移酶以糖核苷酸為活化的糖基供體，但也有一些糖基轉(zhuǎn)移酶能夠利用除了糖核苷酸以外的其他活性糖苷前體如糖基磷酸脂作為糖基供體。糖苷酶(glycosNases)對(duì)糖鏈的修剪及其他碳水化合物酶對(duì)糖鏈的多種修飾活動(dòng)也起著重要的輔助加工作用。人體中的供體活性糖苷主要有四種類型:UDP－糖核苷酸(其中的糖基包括 G1c、Gal、G1cNAc、GalNAc、GlcA、IdoA、Xyl);GDP－ 糖核苷酸(糖基包括Man和Fuc);CMP－糖核苷酸(只有CMP－Neu5Ac一種);糖基磷酸長(zhǎng)萜醇脂(包括 Glc－P－Dol、Man－P－Dol、OS－P－Dol)。細(xì)胞對(duì)糖類信息的解讀主要通過(guò)糖鏈參與的分子相互作用而實(shí)現(xiàn)。糖類與蛋白質(zhì)之間的相互作用涉及到種類繁多的、能夠特異地識(shí)別糖鏈的蛋白質(zhì)，主要包括:酶類、抗糖抗體、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、細(xì)胞因子、除抗體以外的免疫分子或免疫因子、凝集素等。其中凝集素(1ectin)是能與糖類特異結(jié)合，但不具備針對(duì)糖類的酶活性、亦并非針對(duì)糖類的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、也不屬于抗體的蛋白質(zhì)。凝集素對(duì)糖類的特異性結(jié)合是靠其分子上的糖識(shí)別結(jié)構(gòu)域(CRD)實(shí)現(xiàn)的。此外，糖類與糖類之間的糖－糖相互作用也直接參與細(xì)胞對(duì)糖鏈信息的解讀，例如:細(xì)胞表面血型糖抗原Lex－Lex相互作用在早期胚胎細(xì)胞的相互識(shí)別中有重要意義。

五、糖組學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究

近年來(lái)的研究認(rèn)為:從某種意義上講，糖藥物的副作用比其它藥物小，它們靶向定位到機(jī)體的特定部位，不僅能進(jìn)一步減少副作用，而且能降低使用劑量。臨床醫(yī)師運(yùn)用一種測(cè)試追蹤技術(shù)，認(rèn)識(shí)到糖尿病的血紅蛋白有異常糖基化現(xiàn)象，該現(xiàn)象與相關(guān)酶的活性有關(guān)。糖基化的蛋白質(zhì)以外的血紅蛋白被認(rèn)為與糖尿病患者的組織損傷有關(guān)。這種異常糖基化也引發(fā)其他一些疾病，如某些先天性肌肉萎縮癥、癌癥、自身免疫性關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等。很多種疾病是由帶有異常糖鏈的糖蛋白和糖脂引起的。

從science雜志的一個(gè)主題為碳水化合物和糖生物學(xué)的報(bào)道中我們可知糖組在未來(lái)的醫(yī)藥領(lǐng)域有廣闊前景［30］。例如，glyconutrients［糖質(zhì)營(yíng)養(yǎng)素，包括8種糖:葡萄糖(Glu)、半乳糖(Gal)、甘露糖(Man)、巖藻糖(Fuc)、木糖(Xy)、N－ 乙酰葡糖胺(GlcNAc)、N－乙酰半乳糖胺(GalNAc)、N－乙酰神經(jīng)氨酸－唾液酸(NANA)］對(duì)兩種不同類型的先天性異常糖基化所引起的遺傳性疾病都是有用的。這些疾病的發(fā)生一般與基因突變引起的相關(guān)酶合成有關(guān)，因?yàn)檎沁@些異常合成的酶引起了糖蛋白上糖鏈的異常。該先天性糖基化障礙引發(fā)了慢性胃腸道、血液、神經(jīng)系統(tǒng)的問(wèn)題，若在飲食營(yíng)養(yǎng)中加入甘露糖則有明顯療效。巖藻糖補(bǔ)劑對(duì)于治療另外一種先天性糖基化異常?。准?xì)胞自身免疫缺陷病有重要作用。另一個(gè)例子是應(yīng)用糖生物學(xué)研制疫苗。如流感嗜血桿菌B或Hib疫苗，這是一個(gè)糖基疫苗。糖作為組成部分，有助于改善疫苗的抗原。另一個(gè)潛在的應(yīng)用是研發(fā)癌癥疫苗。通過(guò)改變腫瘤抗原的糖鏈結(jié)構(gòu)，使免疫系統(tǒng)可以更好地識(shí)別、攻擊并摧毀腫瘤。新糖基運(yùn)載系統(tǒng)等化療藥物的商業(yè)發(fā)展使得5－氟脲嘧啶被提出并進(jìn)行I期和Ⅱ期的研究。

糖組學(xué)研究在病毒性心肌炎的解構(gòu)方面也有進(jìn)展。改建引起病毒性心肌炎病毒的被覆糖結(jié)構(gòu)(例如那些造成乙型肝炎和丙型肝炎的病毒)，可能在防止病毒復(fù)制方面是有用的。糖基化的一個(gè)主要的作用，體現(xiàn)在T－細(xì)胞抗原結(jié)構(gòu)和功能的維持，主要組織相容性復(fù)合物與免疫球蛋白的糖鏈的合成、穩(wěn)定、和識(shí)別。此外，ABO血型是基于在糖鏈組成上的不同而劃分的。另一有關(guān)糖生物學(xué)的研究人員在麻省理工技術(shù)學(xué)院的研究也指出［31］:許多碳水化合物以糖鏈即聚糖形式存在，而不是單糖形式。這種糖鏈有的與蛋白結(jié)合并以聚糖蛋白的形式作為膜被覆于細(xì)胞表面，它們參與細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以及細(xì)胞與周圍環(huán)境的物質(zhì)、能量的交換。糖蛋白在結(jié)構(gòu)上有很高的選擇性，例如，肝素結(jié)合抗Ⅲ，抑制血液凝固。此外，這種信號(hào)對(duì)多種生化途徑和疾病進(jìn)程是至關(guān)重要的:如癌癥，血管生成，組織修復(fù)，骨骼發(fā)育，心血管疾病，和微生物感染。糖胺聚糖，如與肝素密切相關(guān)的硫酸乙酰肝素也與蛋白質(zhì)有著密切的聯(lián)系。當(dāng)結(jié)構(gòu)異常時(shí)，它們可能會(huì)導(dǎo)致腸和膀胱保護(hù)屏障的喪失，從而引發(fā)炎癥性疾?。?2］。如上所述，糖組作為基礎(chǔ)的藥物療法正在研究。

六、糖組學(xué)在體育科學(xué)領(lǐng)域的研究

糖組學(xué)作為一個(gè)新興的研究就熱點(diǎn)，其在體育科學(xué)中的研究尚未見(jiàn)報(bào)道，但依據(jù)功能糖組攜帶的強(qiáng)大的信息量，其在體育科學(xué)的應(yīng)用前景會(huì)比較廣泛，且隨著學(xué)科間的進(jìn)一步融合和新興交叉學(xué)科的出現(xiàn)，糖組學(xué)將會(huì)逐步被廣大體育科研工作者認(rèn)識(shí)，進(jìn)而在體育科研領(lǐng)域的應(yīng)用取得突破。比如利用糖組相關(guān)技術(shù)探明運(yùn)動(dòng)相關(guān)的優(yōu)秀糖組信息，進(jìn)而建立糖組信息庫(kù)，再結(jié)合基因組、蛋白質(zhì)組相關(guān)信息可使運(yùn)動(dòng)員選材更加科學(xué)合理;利用糖組信息探明相關(guān)管家基因的功能，可推動(dòng)相關(guān)基因興奮劑檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展;探明相關(guān)糖蛋白在免疫反應(yīng)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等的生物信息，有利于運(yùn)動(dòng)疲勞機(jī)制的研究，可用于運(yùn)動(dòng)員機(jī)能評(píng)定、延緩疲勞以及疲勞后的快速恢復(fù);同時(shí)，糖組學(xué)的發(fā)展在運(yùn)動(dòng)性損傷以及運(yùn)動(dòng)性疾病的防治方面也會(huì)得到很好的應(yīng)用，比如近年來(lái)有研究證實(shí)，糖質(zhì)營(yíng)養(yǎng)素在治療重癥肌無(wú)力方面有明顯療效。隨著運(yùn)動(dòng)相關(guān)糖組信息的研究，也必將引起相關(guān)專門(mén)性的新興學(xué)科的出現(xiàn)，比如運(yùn)動(dòng)功能糖組學(xué)。

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