植物糖生物学研究进展

自1988年糖生物学概念提出以来,国内外科学家在动物、微生物领域取得了大量的研究成果,但植物糖生物学的研究进展较慢,目前少见系统的专著或综述。该文围绕植物正常生长时糖信号、逆境时糖信号、糖蛋白及其糖链、重要糖基转移酶及植物凝集素等植物糖生物学的主要问题,全面阐述植物糖生物学的各个研究分支,并介绍各领域的最新研究进展。提出了植物糖生物学的概念,并将其定义为研究植物与糖类互作机制及植物体内糖(糖链与糖分子)结构及生物学功能的科学。

碳纳米管的快速糖基化及用于糖-凝集素特异性识别作用的研究

将含糖基的简单两亲分子N-十八烷基麦芽糖酰胺(N-n-Octadecyl-D-maltonamide,NOMA)非共价修饰到单壁碳纳米管(SWNT)表面形成糖-碳纳米管复合体(NOMA-SWNT),谱学和形态学结果表明,NOMA不仅能快速、高效地吸附到SWNT表面,而且能有效地改善SWNT在水溶液中的分散性能.以NOMA-SWNT管束为导通沟道构建了碳纳米管场效应管(CNTFET)器件,检测了麦芽糖和伴刀豆凝集素蛋白(Con A)的特异性识别作用.检测器件在每个修饰阶段的电学性能的变化证明了NOMA对SWNT的非共价糖基化修饰及用CNTFET来检测糖-凝集素特异性识别作用的可能性.

虎纹捕鸟蛛凝集素-I(SHL-I)的细胞凝集活性分析

采用人红细胞悬液在微量血凝板上测试了 1 1种单糖对虎纹捕鸟蛛凝集素 - I ( Selenocosmiahuwena lectin- I,SHL - I)的凝集活性的影响 .测试的糖类包括 D-半乳糖 ,甲基 -α- D甘露糖苷 ,D-甘露糖 ,D-甘露糖胺 ,D-葡萄糖 ,N-乙酰 - D-葡萄糖胺 ,D-葡萄糖胺 ,L -木糖 ,L-岩藻糖 ,N-乙酰神经氨酸 ,N-乙酰 - D-半乳糖胺 .测试结果表明 ,只有 D-甘露糖胺对 SHL- I的凝集活性表现出明显的抑制作用 .说明 D-甘露糖胺可能是与 SHL- I专一性结合的糖基 .温度适应性实验表明 SHL- I有较高的热稳定性 ,经 1 0 0℃处理 30 min,仍保持大部分凝集活性 .p H适应性实验表明 ,在碱性 p H环境下SHL- I的凝集活性明显下降 .

坛紫菜凝集素的糖结合专一性和细胞凝集作用

坛紫菜的磷酸盐缓冲液浸取液 ,经硫酸铵沉淀和 DEAE- Sepharose、Sephadex G- 10 0二步层析纯化 ,获得纯化的坛紫菜凝集素 (PHL )。该凝集素能与 3种单糖 (阿拉伯糖、半乳糖、木糖 )及麦芽糖专一性结合 ,其中与麦芽糖结合最强。细胞凝集实验结果显示 ,PHL能凝集兔、绵羊及鸡红细胞而不能凝集鸭、鸽子及人血红细胞 ;PHL还能凝集海洋微藻——绿色巴夫藻和淡水微藻——蛋白核小球藻 ,它们的凝集活性与藻细胞密度有关。不同状态的细菌和酵母细胞对 PHL反应不同 ,表明随着细胞状态的改变 。

12种食用菌凝集素的筛选

12种食用菌提取液经磷酸缓冲液抽提 ,硫酸铵沉淀而获得 .用不同类型的细胞检测其凝集活性 ,结果表明 :有 1 0种食用菌提取液能凝集 2种或 2种以上的供试细胞 ,表现出凝集活性 .但不同菌种凝集素的凝集能力、凝集活性及热稳定性有很大的差异 ,抑制凝集活性的糖的种类也有所不同 ,这可能与它们的组分及化学结构有关 .

肿瘤与正常细胞表面糖链结构的流式细胞术分析

为了比较正常与肿瘤细胞表面的糖链结构差异,凝集素用荧光素标记后作为研究细胞膜糖链结构的探针,采用流式细胞技术在分子水平上分析。结果显示正常与肿瘤肝细胞与同一浓度的凝集素探针结合量有明显的不同。与凝集素ConA-FITC结合后,正常肝细胞的荧光峰较肿瘤肝细胞的荧光峰明显右移;与凝集素WGA-FITC、PHA-FITC结合后,正常肝细胞的荧光峰较肿瘤肝细胞的荧光峰明显左移。由于凝集素可识别特定糖链结构,该方法说明肿瘤肝细胞的糖链结构与正常肝细胞相比具有特征变化,即平分型糖链和唾液酸含量丰富,可能出现偏二天线以及天线数的增加。

泥蚶(Tegillarca granosa Linnaeus)凝集素的细胞凝集和糖抑制作用的研究

泥蚶(TegillarcagranosaLinnaeus)凝集素能凝集所测试的14种人或动物的红细胞,其中对兔的红细跑的凝集活性最高.泥蚶凝集素也能凝集大鼠和小鼠的肺、脾脏、肝脏、骨髓细胞以及小鼠精子细胞.该凝集素对兔的红细胞的凝集活性不被测试的10种浓度为200mmol·L-1的糖所抑制.

3种海藻凝集素组分及糖抑制作用的初步研究

从 3种海藻 (铁钉菜IshigeokamuraeYenda、坛紫菜PorphyrahaitanensisChangetZheng和脆江蓠Gracilariabursa pastorisSilva)中分离纯化得到铁钉菜凝集素 (IOL)、坛紫菜凝集素 (PHL)及脆江蓠凝集素 (GBL)。经测定 ,它们分别含有 7%、14 %和 11%的中性糖。氨基酸组成中 ,苯丙氨酸含量最高 ,蛋氨酸和精氨酸次之。 3种海藻凝集素的凝血活性均可被单糖或双糖所抑制 ,在所测试的 13种糖类中 ,能够抑制GBL活性的糖类最多 ,达 5种 ,抑制IOL的糖类最少 ,仅 2种。 3种糖蛋白 (胃粘蛋白、卵粘蛋白和甲状腺球蛋白 )对IOL没有抑制作用 。

17种蕨类植物凝集素的筛选研究

17种蕨类植物叶组织经磷酸缓冲液抽提 ,硫酸铵沉淀 ,得到蛋白质提取液 ,用不同类型的红细胞检测凝集活性 .实验结果表明 ,有 1 2种蕨类植物的提取物中含有凝集素 ,能凝集一种或多种类型的红细胞 ,不同种类对红细胞的凝集效应不同 ,产生凝集作用所需的最低蛋白质浓度相差很大 ,从 0 .8μg /ml到 1 1 0 0 .0μg/ml.在供试的红细胞中 ,鸽子红细胞对蕨类植物凝集素提取物最敏感 .某些种类提取物与兔红细胞的凝集活性可分别被 1种或多种类型糖类所抑制 .多数种类凝集素提取物能够耐高温处理 ( 90～ 1 0 0℃ ) 。

肝癌γ-谷氨酰转肽酶糖链的凝集素亲和分析

目的 研究肝癌γ 谷氨酰转肽酶 (γ GT)糖链结构的变化以寻找新的肝癌标志物。方法 将肝癌组织和癌旁正常肝组织中γ GT抽提液、肝癌患者血清和正常人血清 ,分别用ConA和DSA两种固相凝集素柱进行亲和层析 ,用荧光分光光度法测定各收集管的γ GT活力并计算不同结合组分的百分比。结果 肝癌组织与癌旁正常肝组织相比 ,其γ GT中与ConA柱不结合的组分明显升高 ,弱结合和强结合的组分显著降低 ;在DSA柱上则相反 ,不结合的γ GT组分显著降低 ,弱结合和强结合的γ GT组分显著升高。血清γ GT分析结果与此相似。结论 肝组织癌变后 ,其γ GT的糖链结构发生了明显变化 :2天线糖链结构明显减少 ,3、4天线糖链结构明显增高。提示带多天线糖链结构的γ

相同生长条件下几种枣叶凝集素生物活性分析

提取13个枣品种叶片中的凝集素,经硫酸铵沉淀、透析得到蛋白质提取液,用不同类型的红细胞检测凝集活性(人的A、B、AB、O型血),并通过糖抑制试验比较凝集素的生物活性。结果表明:不同品种枣叶中凝集素活性各不相同;同种凝集素对不同种类的血细胞的凝集作用不同,如在凝集效价为20时,梨枣的枣叶凝集素对A、B、O、AB型血细胞分别为中度凝集、高度凝集、中度凝集、轻度凝集;不同凝集素对同一种血细胞的凝集作用也不同:如在凝集效价为20时,"壶瓶1号"对B型血细胞为高度凝集,"骏枣"对B型血细胞为中度凝集,"壶瓶6号"对B型血细胞为轻度凝集;糖对凝集素的凝集作用均有抑制,且抑制作用的强弱与其浓度和分子结构有关,葡萄糖和果糖的抑制作用较弱,而麦芽糖和蔗糖的抑制作用则较强。总体来看,"骏枣"和"壶瓶3号"的凝集作用最强,"壶瓶4号"的凝集作用最弱。

韭菜(Allium tuberosum Rottler.ex Spreng.)凝集素的细胞凝集和糖抑制作用

从韭菜叶片组织分离的韭菜凝集素具有凝集细胞的作用。在测试的红细胞中能凝集小鼠、豚鼠、兔的红细胞,其中对兔的红细胞凝集活性最高。韭菜凝集素还能凝集小鼠S_(180)肉瘤细胞、大鼠W_(258)肿瘤细胞,人的Hela肿瘤细胞和MGC_(80-3)胃癌细胞、小鼠和大鼠的骨髓细胞以及牛精子细胞,而不凝集小鼠艾氏肿瘤细胞、小鼠和大鼠的脾脏淋巴细胞。韭菜凝集素的血凝活性可被D—甘露糖、D—半乳糖和D—松二糖所抑制。

肝癌组织和肝癌旁组织中γ-谷氨酰转肽酶糖链结构分析

目的 比较肝癌组织和肝癌旁组织中γ 谷氨酰转肽酶 (γ GT)活力及其N 连接型糖链结构的变化。方法 用荧光分光光度法测定肝癌组织和肝癌旁组织中的γ GT活力 ,并用固相凝集素亲和层析测定γ GT的糖链与刀豆球蛋白 (ConA)和曼陀罗凝集素 (DSA)结合百分比 ,以研究肝癌γ GT糖链结构的变化。结果 肝癌组织中γ GT活力均较肝癌旁组织明显增高。两者相比 ,肝癌组织中γ GT与ConA柱不结合的组分明显升高 ,弱结合和强结合的组分显著降低 ;在DSA柱上则相反 ,不结合的γ GT组分显著降低 ,弱结合和强结合的γ GT组分显著升高。结论 肝组织癌变后 ,其γ GT活力明显增高 ,而且伴随着γ GT糖链结构的明显变化 :二天线糖链结构明显减少 ,三、四天线糖链结构明显增高。提示带多天线糖链结构的γ GT可能是一种肝癌标志物。

凝集素亲和层析分析血清GGT寡糖链结构

目的 用凝集素亲和层析法 ,探讨血清 GGT在各种肝病时其寡糖链的变化 ,寻找出肝癌特异性GGT寡糖链结构 ,为进一步建立简易、特异的小柱亲和层析法分离肝癌特异性 GGT奠定基础。方法 以唾液酸酶水解 GGT糖链末端的唾液酸 ,再用 DSA和 Con A亲和层析柱对各种肝病患者血清 GGT进行洗脱 ,结合两种凝集素结合糖链的特性 ,分析其糖链结构。结果 血清经唾液酸酶水解 ,再用两种凝集素亲和层析后 ,发现肝病患者 GGT糖链结构均有所变化。N糖链天线数 :肝癌 >良性肝病 >正常人 ,糖链末端唾液酸量 :肝癌 >良性肝病 >正常人。肝癌病人出现和 DSA强结合组分 ,该组分不被 Con A结合。结论 肝癌病人血清 GGT可出现和 DSA强结合的三天线或四天线 N糖链 ,可利用这一特点建立检测肝癌特异性 GGT的凝集素亲和小柱层析法。

肾细胞癌γ-谷氨酰转移酶糖链的凝集素分析

目的探讨肾细胞癌标记物。方法用荧光分光光度法测定了正常肾皮质及肾细胞癌组织中γ－谷氨酰转移酶（γ－ＧＴ）的活力，并用凝集素亲和层析法测定了γ－ＧＴ的糖链与ＣｏｎＡ吸附百分比以研究肾细胞癌γ－ＧＴ中糖链的结构变化。结果肾细胞癌组织中的γ－ＧＴ均较正常肾皮质γ－ＧＴ活力明显降低。组织γ－ＧＴ糖链ＣｏｎＡ分析，肾癌组与正常肾皮质组相比，不吸附组分由（６８．２±１０．６）％降低至（３９．３±１０．８）％，而弱吸附和强吸附组分均显著升高，其中弱吸附部分由（２２．１±９．３）％增加至（４０．８±７．９）％，强吸附部分由（９．７±５．４）％增加至（１９．９±８．５）％；尿液γ－ＧＴＣｏｎＡ分析，与对照组相比，肾癌组不吸附组分由（６６．９±８．０）％降低至（５７．８±１１．２）％，差别有显著意义，弱结合组分别为（２７．８±８．３）％和（２４．１±８．７）％，两者无明显差别；强结合组由（９．０±５．８）％增加至（１４．４±８．９）％，差别有显著意义。结论肾细胞癌组织中γ－ＧＴ活力明显降低，肾癌组织及尿液γ－ＧＴ的糖链结构也发生明显的变化，尿液γ－ＧＴＣｏｎＡ层析可用于肾癌的诊断。

斑纹鲟凝集素(CFL)的初步研究 Ⅱ.CFL的分子组成及性质鉴定

采用生化方法对斑纹鲟（Charybdis feriatus）凝集素进行了初步研究．结果表明，斑纹鲟的血清中有动物红细胞和微生物细胞凝集活性的凝集素（Charybdis feriatus lectin，CFL），其活力表现依赖于Ca^2＋，并为多种糖所抑制；CFL对40℃以上的温度敏感，其活力在pH6．0～8．0内稳定．经巯基乙醇处理和未经巯基乙醇处理的CFL在SDS-PAGE上均为一条蛋白带，说明斑纹鲟凝集素不含二硫键，且只有一种亚基，分子量为40．8kDa，CFL氨基酸组成分析表明其富含酸性氨基酸。

血清碱性磷酸酶红腰豆凝集素结合率测定在肝癌诊断中的意义

目的观察血清碱性磷酸酶L型红腰豆凝集素(L-PHA)结合率测定在肝癌诊断中的意义。方法采用凝集素亲和层析法测定50例正常人、103例原发性肝癌、22例肝硬化、36例慢性肝炎、18例急性肝炎和13例消化道肿瘤患者的血清碱性磷酸酶L-PHA结合率。结果原发性肝癌患者血清碱性磷酸酶L-PHA结合率(16.01±5.42)%明显高于正常对照组(7.50±2.53)%(P<0.01),且与肿瘤大小、AFP水平呈显著性正相关(P<0.01)。肝硬化、慢性肝炎和消化道肿瘤组轻度增高,而急性肝炎组未见显著性改变。结论血清碱性磷酸酶L-PHA结合率测定有助于原发性肝癌的实验诊断。

孕妇血清转铁蛋白糖链结构的变化

用欧曼陀罗凝集素（ＤＳＡ）和小扁豆凝集素（ＬＣＡ）点印迹方法，分析孕妇血清中传铁蛋白（Ｔｆ）的糖链结构的变化。发现孕妇的Ｔｆ的糖链含有多天线及核心岩藻糖（Ｆｕｃ），其含量随着怀孕时间的增加而增多。这些结果为进一步研究含有核心Ｆｕｃ及多天线结构的糖链的Ｔｆ的生理意义奠定了基础。

野亚麻蝇(Parasarcophaga Similis)幼虫凝集素的细胞凝集和糖抑制作用

野亚麻蝇幼虫凝集素的测定结果表明:它对人的A、B、O、AB血型红细胞,以及兔、豚鼠、大鼠、小鼠、鸽子的红细胞有凝集作用,其中对豚鼠红细胞凝集活性最高;但对牛、绵羊、鸡、鸭、龟、蛙、鳝鱼、鲤鱼、泥鳅的红细胞无凝集作用。对小鼠淋巴细胞凝集作用的浓度为18.75μg/ml,而对大鼠淋巴细胞凝集浓度则为150μg/ml,对牛的淋巴细胞无凝集活性。对肿瘤细胞的凝集作用很不相同,可凝集小鼠的S180、SP2/0、u14、LⅡ细胞,但不能凝集小鼠艾氏细胞,大鼠W256细胞、人Hela细胞和MGC80—3胃癌细胞。该凝集素对兔红细胞的凝集作用可被D—半乳糖,N—乙酰氨基半乳糖抑制。

半夏凝集素的糖结合活性研究

半夏凝集素(PTL)可与甘露聚糖结合。本文以PTL与^(125)I标记的甘露聚糖的结合活性为指标,观察了一些金属离子对PTL的糖结合活性的影响,井对PTL的糖结合专一性作了较系统的研究。结果表明常见的金属离子或EDTA对其糖结合活性无显著影响,但K^+可明显增加PTL的糖结合活性。大多数单糖,二糖不抑制PTL与甘露聚糖的结合,但一些疏水配基形成的糖苷可产生显著的抑制效应。PTL专一与高甘露糖型糖链结合。