收稿:2007年6月,收修改稿:2007年9月3国家自然科学基金项目(No.20675029,20335020)、教育部基金(教人司[2000]26,教技司[2000]65)及湖南省教育厅项目(No.04C383,05A036)资助33通讯联系人e2mail:xieqj@hunnu.edu.cn糖2蛋白质相互作用3黄毅黄金花谢青季33姚守拙33(湖南师范大学化学化工学院化学生物学及中药分析教育部重点实验室长沙410081)摘要糖生物学被认为是生物化学领域“最后的前沿”。糖2蛋白质相互作用是信号传导、细胞黏附、病菌感染、受精、增殖、分化和免疫应答等很多细胞识别过程的基础,在生命科学中意义重大。本文综述了糖2凝集素特异性结合、细胞Π细菌相关的糖2蛋白质相互作用、基因表达的相关调节和基于凝集素媒介的药物导向治疗,以及糖2蛋白质相互作用研究的电化学、压电传感、光谱学、纳米技术、微阵列技术和生物传感器等方法和器件与相关的生物医学应用进展。关键词糖2蛋白质相互作用生物医学应用糖化学中图分类号:O629.1;O629.7;O657文献标识码:A文章编号:10052281X(2008)0620942209Carbohydrate2ProteinInteractionsHuangYiHuangJinhuaXieQingji33YaoShouzhuo33(KeyLaboratoryofChemicalBiologyandTraditionalChineseMedicineResearch,MinistryofEducation,CollegeofChemistryandChemicalEngineering,HunanNormalUniversity,Changsha410081,China)AbstractGlycobiologyhasbeenrecognizedas“thelastfrontier”inbiochemistry.Carbohydrate2proteininteractionsarethefundamentalsofmanycellularprocesses,suchassignaltransduction,celladhesion,viralΠbacterialinfection,fertilization,proliferation,differentiationandimmuneresponse,whichareofgreatsignificanceinlifesciences.Inthisreviewwebrieflysummarizetherecentprogressofcarbohydrate2lectininteractions,cell2Πbacteria2relatedcarbohydrate2proteininteractions,relevantmodulationofgeneexpressionsandlectin2mediatedtargeteddrugtherapy,aswellasmethodologicalstudiesofelectrochemistry,piezoelectricsensing,spectroscopy,nanotechnology,microarrayandbiosensorsoncarbohydrate2proteininteractionsforrelevantbiomedicalapplications.Keywordscarbohydrate2proteininteractions;biomedicalapplications;glycochemistry20世纪上半叶,大部分科学家认为糖类是一类惰性化合物,它们只是充当结构保护材料(如植物体上的纤维素、昆虫的外壳)和作为能量来源(如动物体内的糖原),而缺乏生物特异性。近20年来,随着分子生物学的发展,越来越多的证据表明,糖类物质是很多生理和病理过程分子识别的决定因素,糖的生物学功能可通过与蛋白质的识别作用来实现。糖2蛋白质相互作用研究对了解糖的生物功能显然具有重要意义。近年来该领域的分析表征方法学和生物医学应用研究均取得了令人振奋的进展,本文就此进行了综述和展望。1糖2蛋白质相互作用1.1概述分子间的特异性识别是生命过程的核心。糖2蛋白质相互作用被认为是很多细胞识别过程的基础。细胞表面的糖基和蛋白质是细胞识别外来分子的主要途径,这种相互作用在很多生理和病理过程第20卷第6期2008年6月化学进展PROGRESSINCHEMISTRYVol.20No.6June,2008中扮演重要角色,比如细胞黏附、病原体感染、植物与病原菌相互作用、豆科植物与根瘤菌共生过程、细胞凋亡、受精过程、癌细胞异常增生及转移和免疫反应等[1—6]。糖类物质与蛋白质之间的相互作用涉及到种类繁多的、可特异性识别糖链的蛋白质,主要包括单克隆抗糖抗体、酶、糖转运蛋白和凝集素等[7,8]。其中凡能够与糖类特异性结合但不具备针对糖类的酶活性且不属于抗体的分子,均可称为凝集素(lectin)。作为糖类物质的探针分子,糖2凝集素作用研究越来越受到人们关注[9—11]。动植物体内均含有凝集素。植物凝集素在保护植物防止动物、真菌和细菌的掠食方面发挥着重要作用。一些植物凝集素还可通过非特异激活T2细胞而刺激免疫系统,如伴刀豆球蛋白A(concanavalinA,ConA)可结合不同细胞膜受体而引发细胞增殖。新近报道的糖结合蛋白galectin21可促进成年人大脑神经干细胞增殖,产生新的神经元[12]。因凝集素可导致...
