糖链研究试剂

糖链几乎存在于人所有细胞和蛋白的表面，通过赋予它们某些生物学功能来发挥作用。在癌症、免疫、发育/分化、再生医疗和传染病等各种领域都报告了它的重要性。

FUJIFILM Wako现提供销售生物制药的过程用酶、各种凝集素、抗糖链抗体等糖链研究和分析的工具。

◆产品总览

Genovis GalNAc水解酶【GalNAcEXO™】	凝集素
Genovis β-半乳糖苷酶【GalactEXO™】	抗聚糖抗体
Genovis Fc区域修饰工具【GlyCLICK™】	糖胺聚糖、糖脂、糖类
Genovis IgG糖基化酶【IgGZERO®（EndoS）】	株式会社伏见制药所   糖链相关试剂
Genovis IgG糖基化酶【GlycINATOR®（EndoS2）】

◆什么是糖链？

糖链，是糖类通过糖苷键连接成链状的分子，仅次于核酸和蛋白，被称为“第三条大分子生命链”。由于糖链的结合位点众多，可以形成比核酸和蛋白更多样化的结构。

生物体内的糖链主要与蛋白和脂质结合，分别被称为糖蛋白和糖脂，各自的特点如下：

▼糖蛋白

大部分的蛋白是带有糖链的糖蛋白，尤其是膜蛋白和血清中的大多数蛋白。另外，结合1条以上长多糖链（糖胺聚糖）的蛋白称为蛋白聚糖。

糖蛋白的糖链主要通过2种结合模式（N-结合型/O-结合型）与蛋白结合。被称为N-结合型（Asn型）的结合模式是在Asn-X-Ser/Thr序列的Asn残基上N-乙酰氨基葡萄糖（GlcNAc）与N-β-糖苷结合而成，除GlcNAc外，组成成分还有半乳糖、岩藻糖、甘露糖、唾液酸等，但几乎没有观察到在后面提及的O-结合型中发现的GalNAc。另外，O-结合型（粘蛋白型）是在Ser或Thr上的N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）与O-α-糖苷结合而成，除GalNAc外，组成成分还有半乳糖、岩藻糖、唾液酸等，但通常无法观察到N-结合型组成糖类的甘露糖。

众所周知，糖蛋白上的糖链会影响蛋白的物理性质（溶解性、电荷、稳定性、粘性、高阶结构、抗冻结性、分解耐性、抗原性的隐藏）。

 

▼糖脂

组成真核生物细胞膜的脂质多数是结合了糖链的糖脂。糖脂大致可分为鞘脂和甘油糖脂。鞘脂由鞘氨醇和脂肪酸结合形成的脂质神经酰和糖链结合而成，甘油糖脂由在甘油骨架中与脂肪酸结合的1,2甘油二酯和糖链结合而成。

细胞膜上的糖脂与上述的糖蛋白和蛋白聚糖一起包裹着细胞。细胞表面上的糖链可根据细胞的各种类型，用于识别细胞。另外还阐明了糖脂本身具有多种活性，有报告称可以通过控制蛋白的活性来调节细胞的分化诱导和细胞增殖等。

 

◆糖链是“细胞的面孔”

真核生物的细胞被糖链覆盖，其组成因细胞的种类和性质差异而不同，因此糖链被称为“细胞的面孔”。

实际上，生物利用糖链来认识和识别细胞。例如，精子利用存在于卵子表面的糖蛋白来识别卵子和不是卵子的细胞。此外，当感染病原体时，内皮细胞通过在细胞膜表面表达凝集素，识别中性粒细胞表面的糖链。因此被选中的中性粒细胞游离至感染部位。而且还进一步揭示了分化细胞（体细胞）和未分化细胞（ES细胞、iPS细胞）中细胞表面的糖链明显的结构差异。

另外，糖链也存在个体差异，其典型代表就是血型。ABO式血型是根据红细胞表面出现的糖链结构的不同来定义的。血型不同的人之间进行器官移植时，会因细胞的表面不同而产生排斥反应。

细胞表面上的糖链，与病原体和癌症密切相关。例如，存在于流感病毒膜表面的血凝素与细胞表面的糖链（唾液酸）结合，入侵至细胞内。另有报告称，癌细胞的糖链结构与正常细胞不同，由于癌化而增大的特定的糖链结构会提高癌症的转移能力。

通过利用作为细胞面孔的糖链，可能可以检测和去除特定的细胞，识别特定糖链的抗糖链抗体和凝集素的研发也在进行中。

 

参考文献

糖鎖工学編集委員会：「糖鎖工学」 (産業調査会) (1992).
ブルース・アルバーツ、中村桂子 松原謙一 監訳：「Essential細胞生物学 (原書第2版)」 (南江堂) (2005).
成松久：Synthesiology, 5(3), 190 (2012).