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糖生物学:生命科学的又一里程碑

发布时间:2015-08-14 11:37:43

    尽管对糖缀合物糖链的认识和研究始于19世纪,但由于其结构的复杂性和研究手段的局限性,使糖的研究远远滞后于蛋白质和核酸。糖的研究在经历了一个多世纪的缓慢发展之后,从20世纪70年代开始,糖的研究得到了复兴,从而诞生了一个新的研究领域。
     糖生物学(glycobiolog)是英国牛津大学Dwek教授在1988 年《生化年评》中撰写的“糖生物学”综述,提出这一名词,标志了糖生物学这一新的分支学科的诞生。1989年日本创刊了《糖科学与糖工程动态》杂志,1991年又实施“糖工程前沿计划”,包括糖工程学和糖生物学,后者又分为糖分子生物学和糖细胞生物学,还出版了专著《糖工程学》。

  糖生物学:生命科学的又一里程碑(图1)

    糖生物学的含义
    糖生物学是研究生物体糖链的生物学作用,研究细胞糖链结构和功能的新兴科学,是继基因组学、蛋白质组学研究之后生命科学第三个里程碑糖组学,是国际第三代最新生物技术,是21世纪的前沿工程糖工程。其研究的领域包括:糖化学、糖链生物合成、糖链在生物体中的功能、糖链操作技术等。
    糖生物学一经提出,便得到了科学界的广泛认同,并在西方发达国家受到高度重视,在即将到来的后基因组学时代,糖生物学研究更是揭示生命本质所不可缺少的重要方面。已知糖链在细胞内可修饰调控蛋白质、脂类的结构与功能,在细胞外环境参与免疫应答、感染和癌症等过程中的细胞识别,随着分析技术的进步和分子生物学的发展,糖的研究取得了巨大的进展。

这门新兴学科既有深远的理论意义,又和人类健康和动植物生长有着密切的关系。糖生物学涉及许多生物学科,如分子生物学、细胞生物学、病理学、免疫学、神经生物学等。1993年美国首届“糖工程”会议上,著名糖生物学家、会议主持人 Hart 说:生物化学中最后一个重大的前沿,糖生物学的时代正在加速来临。又说:糖生物学是生物化学和生物医学交叉点的科学。在著名《Science》杂志上写道:糖生物学是当前生命科学研究的最前沿领域,也是人类对生命探索的最后一个巨大的研究领域。

   糖生物学:生命科学的又一里程碑(图2)

    生命科学的又一里程碑
    20世纪生物化学的发展,70年代以基因工程为标志,80年代以蛋白质工程为标志,90年代则以糖工程为标志。活性多糖的时代已经来临,其中最引人注目的是源自海洋生物被誉为人体第六生命要素的碱性壳寡糖。
    21世纪生命科学的研究焦点是对多细胞生物的高层次生命现象的解释,因此,对生物体内细胞识别和调控过程的信息分子——糖类的研究是必不可少的。糖生物学是全面揭示生命科学研究的重要组成部分。
    随着糖生物学基础研究的发展,用于糖生物学研究的方法和技术,以及把基础研究所得成果进一步转化为生产技术等方面的研究也备受重视,“糖工程学”的兴起也是极为自然的了。有科学家预言,21世纪是糖的世纪,是生命科学的又一里程碑。