糖类化合物的生物信息识别功能

科学家对糖类化合物的一些最新研究表明它同时还具有进行生物信息识别的重要功能。例如，糖蛋白在生育上就起着重要的生物信息识别的作用。

已知卵子的外层有着一透明带，实验证明它不仅是决定受精种属特异性的物质，也是卵子正常受精和受精卵正常发育所必需的成分。它主要就是由少数几种糖蛋白组成的，如小鼠卵子的透明带中就含有三种糖蛋白成分，分别叫做ZP1，ZP2和ZP3。试验结果发现，只有糖蛋白ZP3才能与精子结合，并可诱发精子顶体反应从而进入卵子。当一个精子进入卵子后，ZP3立即发生变化，使卵子透明带固缩，后到的精子就不能再和它反应，而被拒之卵外，这就保证了卵子受精的正常进行。从图4-27中可以看出这一全过程，A的局部放大图表明了精子的SP56与卵子的ZP3半乳糖结合，随后穿过透明膜（见图4-28）与卵子膜融合。ZP3半乳糖这个糖蛋白就起到了信息识别的作用。

图4-27　受精过程

图4-28　精子穿过透明膜

另外，我们都知道流感病毒一直威胁着人类，每年都有数以万计的人死于流行性感冒。1918年的流感大流行曾造成数十万人的死亡。近十多年来，关于糖类化合物构成的糖链在流感病毒侵袭细胞中的作用的研究有了突破性的进展。科学家发现，流感病毒通过它表面的糖蛋白分子与细胞表面上的含唾液酸（糖的一种衍生物，见图4-29）的糖链结合后，进入细胞质，继而感染细胞。糖蛋白和糖脂的低聚肽链突出在细胞质膜外，长短不等的糖链连在糖脂和糖蛋白的链上，像天线一样露出在细胞的外表面。糖脂和糖蛋白上的糖链主要由葡萄糖、半乳糖、乙酰葡萄糖胺、乙酰氨基半乳糖、岩藻糖、甘露糖及唾液酸等组成，这些糖以糖苷键连成链状。连在糖链末端的唾液酸，现在已经查明它就是流感病毒的结合点。

图4-29　唾液酸（N-乙酰神经氨酸）

总之，糖脂（见4-4-2节）和糖蛋白在细胞的识别、免疫、癌变以及对药物、激素的反应等各方面都有着密切的关系和重要的作用。应该注意到的是它们的结构中都已引进了氮元素，它们已不再是原来的糖的碳、氢、氧的组合了。