基于聚糖的细胞通讯:碳水化合物-蛋白质相互作用的技术
Glycan-based cellular communication: techniques for carbohydrate-protein interactions
作者：Peng George Wang, Cheng Ma, Shukkoor Muhammed Kondengaden
出版社：American Chemical Society
索书号：Q513/G568c/2020/Y
ISBN：9780841298989
藏书地点：武大外教中心
蛋白质糖基化指单糖或寡糖与蛋白质之间通过共价结合形成糖蛋白的过程，50%以上的蛋白质存在糖基化现象。根据蛋白质被糖类修饰形式的不同可以把蛋白质糖基化分为四类：O 位糖基化、N 位糖基化、C 位糖基化及糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定连接。糖基化可改变分子结构的特异性，影响细胞间的识别、黏附、代谢及免疫等过程，从而影响疾病的发生发展过程。例如 N-聚糖上的末端残基、唾液酸参与免疫和细胞间通讯。粘附蛋白的糖基化可以在很大程度上影响它们的结合特性，影响细胞-细胞或细胞-基质黏附功能。因此检测蛋白质翻译后修饰的变化，可以确定新的靶点，为疾病的治疗寻找新方法。
有关蛋白质糖基化修饰现象的研究，一方面研究其中的蛋白表征，即鉴定糖基化氨基酸位点；另一方面研究糖蛋白中的糖链表征，即确定糖链的组成及相对分子质量。质谱具有灵敏度高、可获得多种结构信息和适于分析混合物等优点，是糖蛋白定性定量分析的一种理想手段。在质谱中，由于糖蛋白骨架中的糖骨架和蛋白骨架都会有一定的断裂规律，所以根据质谱所得到的图谱可以进行相对分子量的测定、糖基化位点的鉴定、糖链组成的解析及定量等分析工作。
质谱分析技术是在电场和磁场中分析具有不同质量的带电分子、原子或离子碎片，可了解分子量、分子式或者分子结构等方面的信息。应用于蛋白质糖基化研究中的质谱主要有快原子轰击质谱（FAB-MS）、电喷雾电离质谱（ESI-MS）、基质辅助激光解析谱仪（MALDI-MS）等。串联质谱及多级质谱技术已经是研究和应用热点，其对糖链的解析可获得更完整的结构。
在糖组学和糖蛋白质组学分析中，液相色谱-电喷雾质谱是一种理想有效的研究方法，其可提高分析结果的准确性及提供丰富的糖链信息。液相色谱-电喷雾质谱可分析单糖组成及结构信息，进一步增加了寡糖分析的深度。这种方法是目前用于异构体分离和 MS 检测的最稳定可靠的方法。亲水相互作用液相色谱（HILIC）已用于分离和标记的聚糖。
血清中聚合度超过 170 的聚糖结构。确定糖基化位点的途径主要有两种：①通过寻找糖基特征离子，进而确定糖肽，比如 NacGlc 特征离子为 m/z 204；②通过比对酶处理前后酶解肽图，在总离子流色谱图（TIC）上，酶解前的糖肽峰酶解后消失，出现去糖肽，根据去糖肽的相对分子量及MS/MS图确定糖基化位点。每个物质都有固定的质量，根据质谱图中的峰强可以进行定量分析。基于质谱的糖链定量分析方法主要有绝对定量和相对定量两种，绝对定量需要选待测糖链的标准品，但对于生物样品中复杂的糖链，获得标准品非常困难。目前主要采用内标法进行相对定量研究，即向样品中加入一定量的内标物，通过测量与被分析物的相关响应值进行定量。
在生命活动中，蛋白质作为新陈代谢的承担者，糖基化可改变蛋白质的结构及功能。在一些热门研究领域，如发现肿瘤细胞表面糖基化的改变在肿瘤发生，甚至发展转移中起着重要作用。临床中常用的肿瘤标记物，如 CA125、CA199等是肿瘤中异常糖基化的结果。糖蛋白的合成是在多种多样的酶作用下形成，在同种分子的同一糖基化位点，糖链的结构也会存在差异。质谱作为发展新技术，被认为对糖基化分析具有明确的优势，可对各种糖链进行结构分析。相信随着质谱分析技术的不断发展，其在糖蛋白糖基化研究中的应用将极大地拓展对糖蛋白的生物学功能认识。
《基于聚糖的细胞通讯:碳水化合物-蛋白质相互作用的技术》一书于2020年由American Chemical Society出版。本书介绍了聚糖与多种聚糖结合蛋白(GBPs)的相互作用在细胞间通讯、免疫逃避和致病过程中的重要作用，了解这些相互作用对调节细胞生理过程至关重要。然而，由于聚糖的一些结构和功能特性，研究聚糖相互作用的方法相对有限。本书中的工作探索了新的研究方法，如聚糖微阵列、糖基化导电聚合物、Luminex珠基阵列、代谢标记、细胞表面工程和化学酶标记，为相关领域的研究人员和工业工人提供技术参考。
此外，本书作为研究蛋白质糖基化的专业书记，内容专业详实，语言浅显易懂，除此之外还有以下特点：
1、本书不仅介绍了甘聚糖-蛋白相互作用研究的最新进展，还详细介绍了研究的技术，使读者能够更加全面地了解聚糖与蛋白质的相互作用。
2、索引文献丰富，证明了这本书的知识性，真实性。而且，这些索引文献绝大部分都是最新研究，让读者全面了解该领域的前沿进展。
3、在本书的最后，将出现的专业词汇都罗列出来，大大方便了大家在阅读过程中对蛋白质糖基化专业术语的认知。
4、本书最鲜明的特点就是语言浅显易懂，对于初学者有很大的帮助。
本书目录
1. 甘聚糖-蛋白相互作用鉴定中阵列技术的最新进展和新兴主题
2. 新糖蛋白微阵列对抗体-碳水化合物识别的见解
3. 硫酸肝素突变细胞文库的生成及其在确定硫酸肝素促进FGF2-FGFR1信号传导中的结构-功能关系中的应用
4. 多价聚糖量子点作为多价凝集素-碳水化合物相互作用的多功能结构探针
5. 基于Glycan-Array数据的凝集素精细特异性自动鉴定
6. 用于研究碳水化合物-蛋白质相互作用的无标签生物传感器
7. 利用凝集素微阵列绘制完整细胞的聚糖标记
8. 研究先天免疫受体及其糖基配体的方法
9. 哺乳动物被膜的形态发生:揭示基质组织者α -被膜蛋白的表面作用
10. 蛋白质糖基化的质谱分析
兰天 武汉大学生命科学学院 博士研究生