植物糖生物学研究进展_尹恒.pdfVIP

植物学报 Chinese Bulletin of Botany 2010, 45 (5): 521–529, doi: 10.3969/j.issn.1674-3466.2010.05.001 ·特邀综述 · 植物糖生物学研究进展 * * 尹恒, 王文霞, 赵小明, 杜昱光 中国科学院大连化学物理研究所辽宁省碳水化合物重点实验室, 大连 116023 摘要 自1988年糖生物学概念提出以来, 国内外科学家在动物、微生物领域取得了大量的研究成果, 但植物糖生物学的研 究进展较慢, 目前少见系统的专著或综述。该文围绕植物正常生长时糖信号、逆境时糖信号、糖蛋白及其糖链、重要糖基 转移酶及植物凝集素等植物糖生物学的主要问题, 全面阐述植物糖生物学的各个研究分支, 并介绍各领域的必威体育精装版研究进 展。提出了植物糖生物学的概念, 并将其定义为研究植物与糖类互作机制及植物体内糖(糖链与糖分子)结构及生物学功能的 科学。 关键词 糖蛋白, 糖基转移酶, 凝集素, 植物糖生物学, 糖信号 尹恒, 王文霞, 赵小明, 杜昱光 (2010). 植物糖生物学研究进展. 植物学报 45, 521–529. 糖类是生物体的重要组成成分, 在自然界中分布 围绕着糖链结构及糖的生物学功能, 科学家们在糖链 广泛, 含量丰富。但直到20世纪上半叶, 糖类仍被视 与疾病的关系、天然产物中糖的分离提纯以及功能糖 为是缺乏生物特异性的一类惰性化合物, 只是作为代 的制备与应用等方面进行了大量的工作, 取得了一定 谢能量来源或充当结构保护材料(如植物细胞壁和昆 进展。2001年, Science杂志汇编了Hurtley等人的7篇 虫的外壳), 在生物体内功能较少。由于糖类物质结构 综述和6篇简介, 以《灰姑娘的马车来了》为题编辑 复杂、糖链分析技术缺乏, 科学家们对其研究关注不 了一期“糖和糖生物学”专辑, 对糖生物学必威体育精装版的研 多, 使得糖类的研究远远落后于另2种生物大分子 究成果及前景进行了综述和展望, 从而将糖生物学的 ——核酸和蛋白质。 研究推向了一个新的高度(Hurtley et al., 2001)。2006 20世纪70年代以来, 随着糖链解析技术水平的 年, Nature杂志也推出了糖化学与糖生物学的专辑, 提高以及分子生物学的发展, 尤其是人、拟南芥 全面介绍了糖生物学领域的研究进展。我国糖生物学 (Arabidopsis thaliana) 等模式生物基因组测序的完 的开展与国际接轨较快, 1995年金城等人将糖生物学 成, 围绕糖类物质的研究工作日渐增多。越来越多的 概念引入中国(金城和张树政, 1995), 此后, 我国科 证据表明, 糖类物质全面参与了生物的生殖发育、生 学家在糖生物合成和糖链功能解析等领域取得了一 长、应激等过程, 是很多生理和病理过程中分子识别 定进展。 的决定因素。最初, 这些围绕糖的研究工作被认为是 广义糖生物学的含义是: 研究自然界中广泛分布 糖化学的一个分支, 但很快其中大量的生物学工作远 的糖(糖链或聚糖) 的结构、生物合成和生物学意义。 远超出了糖化学的范畴, 因此科学家们提出了糖生物 但有关糖类结构和生物合成的研究也是已有学科糖 化学的概念, 而随着研究内容的进一步深入, 糖生物 化学和糖生物化学的主要研究内容之一, 所以糖生物 化学也不能完全涵盖糖在生物领域的必威体育精装版研究进展。 学研究和讨论的对象更多地聚焦在一些重要的功能 1988年, 生化领域的著名杂志《生物化学年评》发表 糖、生物体内糖缀合物的生物学功能上。实际上,