糖生物学是研究聚糖（覆盖细胞表面并修饰蛋白质和脂质的复杂碳水化合物）的结构、功能和生物学的学科。聚糖对细胞间通讯、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

糖基化是将聚糖酶促附着到蛋白质或脂质上的过程。它是最常见和最多样的翻译后修饰，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-连接聚糖附着在天冬酰胺残基的酰胺氮上，位于共有序列Asn-X-Ser/Thr中（X为除脯氨酸外的任何氨基酸）。该过程始于内质网，将预组装的14-糖前体寡糖从磷酸多萜醇载体转移到新生多肽上。随着糖蛋白在内质网和高尔基体中移动，该前体被修剪和修饰。

N-聚糖共享一个由两个N-乙酰葡糖胺和三个甘露糖残基组成的共同核心结构。它们根据加工程度分为三种类型：高甘露糖型、复杂型和杂合型。复杂型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-连接聚糖附着在丝氨酸或苏氨酸残基的羟基氧上。与N-糖基化不同，O-聚糖一次一个糖地构建，从高尔基体中的N-乙酰半乳糖胺开始。O-糖基化没有共有序列，但富含丝氨酸、苏氨酸和脯氨酸的区域更受青睐。

O-聚糖存在于粘蛋白上，粘蛋白是覆盖呼吸道、消化道和生殖道的重度糖基化蛋白质。这些粘蛋白提供润滑和抵抗病原体的保护。O-GlcNAc修饰（单个N-乙酰葡糖胺附着在丝氨酸或苏氨酸上）发生在细胞核和细胞质中，作为类似于蛋白质磷酸化的营养传感器发挥作用。

糖蛋白和蛋白聚糖

糖蛋白在其多肽骨架上带有一个或多个聚糖。聚糖影响蛋白质结构、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（如硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素或硫酸角质素）组成。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和调控细胞粘附。

聚糖在细胞间识别中的作用

细胞表面聚糖在细胞间通讯中充当识别标志。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，介导将免疫细胞带到炎症部位的滚动粘附。癌细胞表面发生聚糖变化，通常与转移潜力和免疫逃逸相关。

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、细胞内运输和免疫应答。植物凝集素如伴刀豆球蛋白A和麦胚凝集素被广泛用作研究工具。半乳凝素和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。