糖生物学是对聚糖的结构、功能和生物学的研究，聚糖是覆盖细胞表面并修饰蛋白质和脂质的复杂碳水化合物。聚糖对于细胞间通讯、免疫识别、蛋白质折叠和许多其他生物过程至关重要。
糖基化
糖基化是聚糖与蛋白质或脂质的酶促连接。它是最常见和最多样化的翻译后修饰，估计超过一半的人类蛋白质被糖基化。糖基化主要发生在内质网和高尔基体中。
N-连接糖基化
N 连接聚糖附着在共有序列 Asn-X-Ser/Thr 内的天冬酰胺残基的酰胺氮上，其中 X 是除脯氨酸之外的任何氨基酸。该过程在 ER 中开始，将预组装的 14 糖前体寡糖从多羟基磷酸酯载体转移到新生多肽。然后，当糖蛋白穿过内质网和高尔基体时，该前体被修剪和修饰。
N-聚糖具有两个 N-乙酰葡糖胺和三个甘露糖残基的共同核心结构。根据加工程度，它们分为三种类型：高甘露糖、复合糖和混合糖。复杂的 N-聚糖通常以唾液酸、半乳糖或岩藻糖残基终止。
O-连接糖基化
O-连接聚糖连接至丝氨酸或苏氨酸残基的羟基氧。与 N-糖基化不同，O-聚糖一次构建一种糖，从高尔基体中的 N-乙酰半乳糖胺开始。尽管优选富含丝氨酸、苏氨酸和脯氨酸的区域，但 O-糖基化没有共有序列。
O-聚糖存在于粘蛋白上，粘蛋白是呼吸道、消化道和生殖道中高度糖基化的蛋白质。这些粘蛋白提供润滑和针对病原体的保护。 O-GlcNAc 修饰，即单个 N-乙酰氨基葡萄糖与丝氨酸或苏氨酸的连接，发生在细胞核和细胞质中，其功能类似于蛋白质磷酸化，作为营养传感器。
糖蛋白和蛋白聚糖
糖蛋白携带一种或多种附着在其多肽主链上的聚糖。聚糖影响[蛋白质结构](/guides/ Protein-Structure.html)、折叠、稳定性、运输和受体结合。 ABO 血型抗原由红细胞表面糖蛋白上的特定聚糖结构决定。
蛋白聚糖由核心蛋白和一个或多个共价连接的糖胺聚糖链组成，例如硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素或硫酸角质素。它们是细胞外基质的主要成分，提供结构支持、调节生长因子信号传导并调节细胞粘附。
细胞间识别中的聚糖
细胞表面聚糖在细胞间通讯中充当识别标记。内皮细胞上的选择素与白细胞上的唾液酸路易斯 X 抗原结合，介导滚动粘附，将免疫细胞带到炎症部位。癌细胞表面发生聚糖变化，通常与转移潜力和免疫逃避相关。
凝集素
凝集素是识别特定聚糖结构的碳水化合物结合蛋白。它们介导细胞间粘附、细胞内运输和免疫反应。植物凝集素如刀豆球蛋白 A 和麦芽凝集素被广泛用作研究工具。半乳糖凝集素和C型凝集素是参与免疫调节和发育的重要哺乳动物凝集素家族。
