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糖科學詮釋生命的糖衣（上）

(2024-02-25 12:49:21)

科技日報

糖科學

生命的糖衣

題記：這篇文章告訴我們糖不僅僅是甜的，也是生命構成的基石；了解了聚糖在生命體中的作用，對于開拓醫(yī)學領域和臨床治療都有非凡的意義…….

糖科學詮釋生命的糖衣（上）

糖生物學超越了碳水化合物化學的根源，現(xiàn)在是理解生命分子機制的關鍵領域。聚糖在各種生物功能中至關重要，是突破性研究和技術創(chuàng)新的焦點，揭示了其在健康和疾病中的關鍵作用。圖片來源：SciTechDaily.com

研究人員正在努力推進糖科學領域，闡明碳水化合物對人類健康和疾病的重要作用。

從最狹義的意義上講，糖生物學是對聚糖的結構、生物學和進化的研究，聚糖是在每個生物體中發(fā)現(xiàn)的碳水化合物和糖衣分子。正如麻省理工學院最近的一次研討會所表明的那樣，該領域正處于復興之中，這可能會重塑科學家對生命組成部分的理解。

糖生物學最初創(chuàng)建于20世紀80年代，用于描述碳水化合物化學和生物化學傳統(tǒng)研究的融合，現(xiàn)在已經涵蓋了更廣泛的多學科思想?！疤强茖W”實際上可能是這個快速發(fā)展的領域的一個更合適的名字，反映出它不僅在生物學和化學領域，而且在生物工程、醫(yī)學、材料科學等領域都有廣泛的應用。

諾華化學教授Laura Kiessling說：“越來越清楚的是，這些聚糖在健康和疾病中發(fā)揮著非常重要的作用。”“最初這可能看起來令人生畏，但設計新的工具和識別新的互動方式需要麻省理工學院的人們所具備的創(chuàng)造性解決問題的技能?！?/p>

身體的糖衣
聚糖包括一組具有線性和支鏈結構的不同分子，這些結構對基本的生物功能至關重要。無一例外，自然界中的所有細胞都被這些糖分子包裹著——從大多數(shù)細胞表面周圍復雜的糖鏈，到糖像支架一樣附著在脂質和蛋白質上時形成的共軛分子。它們絕對是生活的基礎。例如，Kiessling指出，地球上最豐富的有機分子是碳水化合物纖維素。

“精卵結合是由蛋白質和碳水化合物之間的相互作用介導的，”她說?！叭绻麤]有這些互動，我們誰也不會存在?！?/p>

盡管談論碳水化合物和糖可能會讓一些人專注于飲食，但聚糖實際上是最重要的生物分子之一。它們儲存能量，在某些情況下，像纖維素一樣，為多細胞生物提供結構框架。它們介導細胞之間的交流；影響宿主和寄生蟲之間的相互作用；以及形成免疫反應、疾病進展、發(fā)育和生理機能。

在Laura Kiessling教授的實驗室中，研究人員正在努力從分子水平上了解蛋白質-碳水化合物的相互作用，例如這里顯示的蛋白質-人凝集素-1（hiTLN-1）。了解蛋白質的糖生物學可以促進新抗生素和抗微生物療法的開發(fā)。圖片來源：Kiessling實驗室

Andrew和生物工程教授Erna Viterbi說：“事實證明，其中一些結構具有許多不同的生物功能，直到最近我們才知道這些結構在體內如此豐富?！薄半S著知識的快速擴展，仿佛我們才剛剛開始了解這些功能對生物學的多樣性和重要性?！?/p>

隨著對這些分子的普遍性和關鍵性有了更好的了解，生物技術和醫(yī)學等應用領域的研究人員將注意力轉向了糖科學，將其作為查明疾病驅動因素的工具。

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