摘要:糖组学：全面了解生命基础的重要一环

摘要:蛋白质糖基化作为最普遍、最重要的蛋白质修饰，一直是组学研究的焦点之一．近十几年来，N-连接糖蛋白质组学研究普遍采用的方法是将糖链与所修饰的多肽分开进行分析．该策略虽降低了分析难度，却也丢失了糖链与蛋白质糖基化位点间重要的对应关系信息．近年来，完整糖肽的质谱分析策略和方法逐步建立起来．总体而言，要实现对完整糖肽的直接质谱分析，首先需要从复杂样品中富集完整糖肽以消除非糖基化多肽对完整糖肽分析的影响，然后在质谱分析中还需要根据糖肽特性调整相应质谱分析参数，最后在后续数据分析中还需要开发相应的分析软件以完成完整糖肽中多肽序列和糖链组成或结构的鉴定．本文即从以上三个主要方面系统阐述目前N-完整糖肽分析中常用的质谱和数据分析策略和方法，并进一步在糖肽谱图识别、母离子单同位素分子质量校正、数据库选择以及假阳性率评估和控制等方面都进行了逐一探讨．完整糖肽的直接质谱分析有助于获取糖链和糖基化位点间的对应关系信息，可为生物标志物发现和疾病致病机理等研究提供更有力的糖蛋白质组学研究工具．

摘要:糖组学的研究与发展对生命科学及生物医药的发展具有重要的推动作用．寡糖结构的解析是糖组学中重要的研究课题之一．串联质谱分析技术以其具有高特异性及高灵敏度的特点成为了广为使用的寡糖结构解析方法．本文首先概述了串联质谱寡糖结构解析的研究背景；然后介绍了现有的寡糖结构解析策略及基于每种策略的经典解析方法，并对所列方法的原理和算法进行逐一分析讨论；最后，总结现有方法的优缺点，对串联质谱寡糖结构研究领域进行了研究展望．

摘要:糖组学是继基因组学、蛋白质组学之后，又一门新兴的学科，其主要是研究糖分子的结构与功能．糖是一类比核酸、蛋白质更加独特的生物分子，它们不仅是生物体储存能量和释放能量的主要物质，更是生物体内的信息传递分子，并且在生理和病理过程中扮演着重要的角色，如细胞间的识别作用、炎症以及自身免疫疾病等．在结构上，糖类物质更为复杂，具有宏观不均一性(蛋白质上有多个糖基化位点)和微观不均一性(同一结合位点上可以连接不同的多糖)，所以糖链的结构解析一直是糖组学研究的难题．相较于传统的分析方法，质谱法具有高灵敏度、高精度、高通量等优势，被认为是在糖链结构解析过程中重要的分析方法．本文综述了质谱、多级质谱、液相色谱-质谱、毛细管电泳-质谱等方法在糖组学中糖链结构解析的研究进展．

摘要:胞外囊泡(extracellular vesicles，EVs)是一类由细胞分泌到胞外的能够被受体细胞摄取的膜性囊泡小体，直径在20～ 1 000 nm．近年来，越来越多的研究者发现胞外囊泡在疾病诊断、预后评估以及药物递送等方面具有重要的生物学作用．胞外囊泡可以直接参与细胞间信息的传递以及物质的运输，其携带的核酸(mRNA，microRNA和lncRNA)和蛋白质可以影响受体细胞的生理状态．大量研究表明，胞外囊泡是被糖基化修饰的，胞外囊泡表面覆盖了大量的聚糖以及糖结合蛋白，而已知聚糖类物质在调控细胞黏附、细胞-细胞之间的信息传递、细胞和细胞外基质相互作用、免疫调节和肿瘤转移等方面发挥重要的作用．本文综述了近年来细胞外囊泡表面糖缀合物修饰的前沿研究，以期更好地理解聚糖在胞外囊泡的合成、释放以及运输过程及其生物学功能中的作用．

摘要:糖类抗原125(CA125)被认为是卵巢癌诊断的“金标准”，但在临床应用中普遍存在着特异性不高的问题．肿瘤形成和发展过程中常伴有糖基化修饰异常和糖链结构的改变，不同的肿瘤具有特异的异常糖链结构．近年来，借助凝集素芯片、多重质谱分析等糖蛋白组学和糖组学研究技术，发现不同来源CA125的O-糖链和N-糖链结构存在着明显的微观不均一性，以这些特征性糖链结构为标志物，可以显著提高CA125对卵巢癌的诊断特异性．在过去的10年，研究者们除对CA125糖链结构和糖基化模式做了深入的研究外，还利用糖组的研究方法，直接对来自卵巢癌患者血液、体液(腹水、囊泡液等)中糖蛋白的糖链做了精细的结构解析，结果显示，可有效鉴别卵巢癌患者和健康志愿者的特异性N-糖链结构，有可能成为灵敏度高和特异性好的卵巢癌生物标志物．卵巢癌生物标志物研究发展的总趋势是从传统的对蛋白质的定性和定量研究，逐步转向于对标志物糖基化修饰和特异性糖链结构的鉴定以及定量分析．本文从糖组学的视角，对卵巢癌标志物糖组学的研究现状及发展趋势进行了综述和展望．

摘要:蛋白质的糖基化修饰主要包括N-连接糖基化、O-连接糖基化和糖基磷脂酰肌醇锚定连接．与核酸和蛋白质不同，糖链的合成过程并不遵循传统的基因信息传递的中心法则，主要由一系列催化糖苷键形成的糖基转移酶完成．异常糖基化修饰被认为与恶性肿瘤的发生发展和临床预后密切相关．研究表明，糖基转移酶的表达及其糖链结构的异常可通过调节肿瘤细胞与细胞外基质的相互作用，继而影响肿瘤转移的关键步骤，如上皮间质转化(E-钙黏着蛋白、N-钙黏着蛋白)、细胞的移动性(整合素β1和α5)、侵袭(基质金属蛋白酶MMPs)、浸润(唾液酸化Lewis抗原sLeX和sLeA)．本文主要就唾液酰基转移酶、岩藻糖基转移酶和N-乙酰氨基葡萄糖转移酶等三大糖基转移酶家族的结构和生物学功能及其在肿瘤转移中的作用作一综述，以期为肿瘤转移的预测和诊断提供新思路．

摘要:补体系统是固有免疫系统的重要组成部分，同时也是连接固有免疫和适应性免疫系统的重要桥梁．补体系统由30多种蛋白质组成，且其中绝大多数都经过糖基化修饰．近年来对补体系统的研究，不断揭示出补体系统在抗击病原微生物入侵和维持有机体生理稳态过程中发挥着重要作用．然而补体系统需要严格的调控，不论是激活不足、抑或是过度激活都可能引起疾病的发生．本文概述了近年来对于补体系统的激活、调控和功能研究的最新进展，并首次从糖生物学角度对补体系统蛋白质组分的糖链结构及糖链对相应蛋白质功能的影响进行了综述和小结．

摘要:病毒的复制和对宿主的入侵与自身结构蛋白的糖基化修饰密切相关．对于宿主而言，在病毒感染宿主和宿主抗病毒的过程中，宿主的糖基化过程一方面可抑制病毒的复制和入侵，另一方面可促进病毒对宿主的感染，抑制宿主糖苷酶可抑制病毒的复制．从病毒方面来看，由于病毒自身缺乏糖基化修饰系统，病毒的糖基化过程是借宿主细胞内的合成系统对自身进行糖基化修饰．病毒的糖基化过程对病毒蛋白的折叠与稳定、病毒的感染和入侵、参与识别宿主细胞受体和参与病毒的免疫逃逸等过程起着重要的作用．随着糖基化研究技术的发展，以糖基化为基础的功能应用也越来越深入：如新型病毒疫苗和新型抗病毒药物的研制，以糖蛋白质组学研究为基础的质谱技术和生物信息学方法的发展，以及利用糖基化对病毒性疾病的诊断和治疗等，这些均为糖基化深入研究发展奠定了基础．本文就病毒与宿主细胞糖基化过程、相关功能以及研究应用等进展作一综述．

摘要:对有机体发育和再生的研究一直是生命科学领域探索热点之一，斑马鱼由于具有发育速度快、胚胎透明便于观察以及其尾鳍、心脏、神经系统等组织器官可以再生等众多优点，已经成为应用最为广泛的模式生物之一．在斑马鱼发育及再生过程中，细胞发生增殖、分化、形态建成等代谢活动，而对其中调控机制的研究尚未完全明确，对其深入探究的意义不言而喻，可以为很多疾病的认识治疗、组织工程的发展奠定理论基础．研究已经表明，在此过程中，有很多蛋白质参与发育及再生的调节，而蛋白质糖基化是重要的蛋白质翻译后修饰，糖基化的变化会影响细胞识别、黏附、信号传导等，从而导致炎症、肿瘤等恶性疾病的发生．近年来，糖组学的发展为发育生物学和再生医学提供了新的思路和研究成果，本文就糖基化变化在斑马鱼的发育过程中发挥的作用做一综述，并对今后它对再生过程的作用进行展望．

摘要:蛋白质的O-GlcNAc糖基化现象发现迄今已有30多年历史．动物中，O-GlcNAc糖基化在调控细胞信号转导、基因转录、表观遗传和新陈代谢等方面发挥重要作用．而植物中，O-GlcNAc糖基化在近几年才得到关注并进行初步研究．本文对植物中O-GlcNAc修饰的糖供体合成途径、O-GlcNAc修饰关键酶、O-GlcNAc修饰蛋白的检测及功能等方面的研究工作进行归纳总结，发现O-GlcNAc糖基化在植物的生长发育、激素网络调控、信号转导、植物病毒侵染等过程均发挥重要作用，为进一步研究植物中O-GlcNAc糖基化的生物学功能提供参考．

摘要:核糖体失活蛋白是一类具有高度特异性rRNA N-糖苷酶活性的蛋白，它们能够使原核或真核细胞的核糖体失活因而具有细胞毒性．由于其独特的生物学性质，核糖体失活蛋白被认为在农业和医学中都有着巨大的应用潜力．我们之前的研究表明，黄瓜的基因组中共包含2个2类核糖体失活蛋白基因，分别命名为CumsaAB1和CumsaAB2．以蓖麻毒蛋白Ricin为代表，2类核糖体失活蛋白通常由2条二硫键连接的肽链组成：具有N-糖苷酶活性的A链与具有凝集素活性的B链．本文研究了黄瓜中核糖体失活蛋白的表达情况．亚细胞定位研究表明CumsaAB1经过蛋白分泌通路表达于细胞外，这与蛋白质序列分析显示的CumsaAB1包含一个信号肽而不含转膜区域相一致．对黄瓜的不同生长阶段的不同组织中的转录水平分析表明，CumsaAB1在大部分组织中以极低的水平表达，而CumsaAB2表达水平则明显更高，尤其在第一片真叶阶段和刚开花的植物中．最后，我们使用分子模拟对黄瓜中核糖体失活蛋白的结构及糖结合位点进行了分析．本研究对黄瓜中核糖体失活蛋白的亚细胞定位、表达水平和可能的蛋白质结构进行了研究，为其进一步的生物学功能研究提供了重要信息．

摘要:乳寡糖是由乳汁中含量丰富的固体物质组成．研究结果表明，乳寡糖有提高免疫、益生元及抗感染等作用，已发现与婴儿肠道发育、神经智力发育等多方面关系密切．水牛奶是除牛奶外的第二大奶源，国际上公认其为营养含量高、口感好的优质乳制品，但目前针对水牛乳寡糖的研究多以美洲水牛为研究对象，尚无中国水牛的相关研究．本研究利用固相萃取对已脱脂和除去蛋白质的广西水牛初乳乳汁样品进行纯化，并采用苯胺 (aniline，Bn)衍生化试剂对其进行衍生化处理，通过UPLC-ESI-Q-TOF-MS液相质谱进行优化后，对水牛初乳中的寡糖组分进行测定并与牛乳进行了对比，最终测得奶牛初乳中19种及水牛初乳中的9种乳寡糖组分，并对二者的种类及含量进行比较，发现在两种初乳的乳寡糖中，中性糖二糖m/z 385.15和中性糖三糖m/z 547.21以及酸性糖m/z 635.23均为其主要寡糖成分，与其他乳寡糖相比含量相对较高．总体而言水牛初乳中的中性寡糖占比比奶牛初乳高，二者中性糖占乳寡糖总量的比例分别为88.88%和63.16%．