多糖生物學(xué)中無機(jī)及分析化學(xué)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向分析
——評《生物無機(jī)化學(xué)導(dǎo)論(第四版)》

多糖生物學(xué)是20世紀(jì)80年代末興起的生命科學(xué)前沿學(xué)科。多糖結(jié)合蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，參與生物體內(nèi)的多種生命活動，并發(fā)揮多種作用。多糖及其衍生物因其在生物學(xué)中的重要作用而廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)。國內(nèi)外微生物、植物、海洋多糖及其衍生物的醫(yī)藥研究取得了很大進(jìn)展。多糖的生物、化學(xué)和醫(yī)學(xué)研究將成為生命科學(xué)的中心課題之一。由毛宗萬編著，科學(xué)出版社出版的《生物無機(jī)化學(xué)導(dǎo)論(第四版)》詳細(xì)闡述了多糖生物學(xué)中無機(jī)及分析化學(xué)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向。

生物學(xué)中的無機(jī)與分析化學(xué)是在無機(jī)化學(xué)與生物學(xué)的交叉與滲透中發(fā)展起來的一門前沿學(xué)科。其基本任務(wù)是從分子和原子水平研究金屬和生物配體之間的相互作用。這種相互作用的闡明有賴于無機(jī)化學(xué)和生物學(xué)的高度發(fā)展。由于應(yīng)用理論化學(xué)方法的飛速進(jìn)展，使得揭示生命過程中的無機(jī)與分析化學(xué)行為成為可能，其理論成果已成功應(yīng)用于多糖生物學(xué)。

該書首先指出了多糖生物學(xué)在生物學(xué)中的重要地位：在生物體中，鎖定生命奧秘的三種生物大分子包括蛋白質(zhì)、核酸和多糖?？茖W(xué)界對核酸和蛋白質(zhì)在決定生命規(guī)律中的作用有了初步了解。然而，大多數(shù)人對多糖知之甚少。在早期的研究中，人們只注意到碳水化合物作為能量物質(zhì)的重要性。發(fā)現(xiàn)生物中的多糖主要以糖綴合物的形式存在。糖綴合物中的糖鏈作為信息分子，參與多細(xì)胞生物生命活動的所有時(shí)空過程，如精子和卵子識別、受精卵植入、受精卵發(fā)育和分化、組織和器官形成、衰老、致癌和其他過程。在血液和淋巴細(xì)胞的循環(huán)中，尤其是在白細(xì)胞從血管中滲出并進(jìn)入受損或感染的組織以消除免疫系統(tǒng)中的病原菌的過程中，它起著動態(tài)和更靈敏的信號識別和精確調(diào)節(jié)作用。生物活性多糖起著重要的調(diào)節(jié)作用。核酸中的核苷酸和蛋白質(zhì)中的氨基酸只有一種連接方式，而多糖中的糖單體具有多個(gè)連接點(diǎn)，從而形成具有不同構(gòu)型的直鏈和支鏈結(jié)構(gòu)。例如，四種不同單糖形成異構(gòu)體的可能性為35 560種，而四種氨基酸只能形成24種異構(gòu)體。此外，通過形成各種簡單的取代衍生物，可以進(jìn)一步擴(kuò)大這種復(fù)雜多樣性。因此，從進(jìn)化的角度來看，與蛋白質(zhì)和核酸相比，糖應(yīng)該是生命過程中最理想的信息載體，因?yàn)樗芤宰钚〉慕Y(jié)構(gòu)單元攜帶最多的生物信息。近幾十年來，隨著分子生物學(xué)特別是細(xì)胞生物學(xué)的迅速發(fā)展，糖的許多生物學(xué)功能逐漸被揭示和認(rèn)識。多糖不僅以游離狀態(tài)參與生命過程，而且以糖綴合物的形式參與許多重要的生命活動。糖蛋白和糖脂是細(xì)胞膜的重要組成部分。作為生物信息的載體和傳遞者，它們調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、分化、代謝和免疫反應(yīng)。大量的事實(shí)表明，這些在發(fā)揮生物功能中起決定性作用的糖綴合物中的多糖儲存著各種生物信息。這些糖鏈就像細(xì)胞的耳朵和眼睛一樣，捕捉細(xì)胞之間各種相互作用的信息。它也像細(xì)胞的手和腳，連接著其他細(xì)胞，傳遞著細(xì)胞內(nèi)外的各種物質(zhì)。

該書重點(diǎn)闡述了多糖生物學(xué)中無機(jī)及分析化學(xué)的研究現(xiàn)狀。他在內(nèi)源性含金屬生物功能分子的結(jié)構(gòu)和機(jī)理、金屬物種與活體大分子(蛋白質(zhì)、核酸、多糖、脂質(zhì)等)之間的相互作用以及分子功能聚集體、細(xì)胞無機(jī)科學(xué)、醫(yī)學(xué)中的無機(jī)物質(zhì)和生物礦化等方面取得了杰出的成就。吸引更多的學(xué)者研究生物無機(jī)化學(xué)，以促進(jìn)我國生物無機(jī)化學(xué)研究的發(fā)展和繁榮，將是一項(xiàng)長期的任務(wù)。生物無機(jī)化學(xué)是研究無機(jī)物質(zhì)和具有生物性質(zhì)的物質(zhì)之間相互作用的學(xué)科。這是一個(gè)相當(dāng)廣闊的領(lǐng)域。這些無機(jī)物質(zhì)不僅對維持生物大分子的結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，而且廣泛參與各種生命過程，在物質(zhì)運(yùn)輸、信息傳遞、生物催化和能量轉(zhuǎn)換方面發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用。

該書還對多糖生物學(xué)中無機(jī)及分析化學(xué)的發(fā)展方向進(jìn)行了分析。多糖作為一種藥物始于1943年。自1960年代以來。多糖作為一種廣譜免疫增強(qiáng)劑引起了人們的極大興趣，相關(guān)的研究也越來越多。近年來，人們發(fā)現(xiàn)多糖及其綴合物對多種危害人類健康的疾病有顯著的治療作用，如免疫紊亂、癌癥、糖尿病、高血壓、肝炎和血栓形成等。其中，最引人注目的是其免疫修飾和抗腫瘤活性。雖然目前市場上碳水化合物類藥物并不多，但多糖類藥物為癌癥、艾滋病等疑難雜癥的治療提供了新的方向。應(yīng)用前景十分廣闊。

不難看出，我國多糖生物學(xué)中的無機(jī)與分析化學(xué)是一門順應(yīng)國際學(xué)術(shù)潮流的新興學(xué)科。目前，生命科學(xué)已進(jìn)入基因組和蛋白質(zhì)組時(shí)代，無機(jī)化學(xué)與生命科學(xué)的結(jié)合是科學(xué)發(fā)展的必然趨勢，生物無機(jī)化學(xué)這門新學(xué)科將迎來更大的發(fā)展，并在揭示生命奧秘和疾病防治方面發(fā)揮獨(dú)特的作用?！渡餆o機(jī)化學(xué)導(dǎo)論(第四版)》是根據(jù)目前無機(jī)化學(xué)與生命科學(xué)交叉研究熱點(diǎn)和國內(nèi)外報(bào)道的資料，結(jié)合作者的一些科研成果進(jìn)行整理修訂的。是一本比較系統(tǒng)的中國特色生物無機(jī)化學(xué)教材和教學(xué)工具書。