糖芯片的在生物医学中的优势

生物体内的糖类物质大部分都以细胞膜上或细胞内糖缀合物的形式存在。糖缀合物包括了糖蛋白(O-连接的糖蛋白和N-连接的糖蛋白)、蛋白聚糖、糖胺聚糖以及糖鞘脂。中,糖缀合物中的聚糖可以通过与聚糖结合蛋白(GBP)的相互作用参与许多复杂的细胞活动,例如,细胞表面的聚糖可以通过与糖基化蛋白结合参与细胞运输,粘附和信号传导[1]。为了探究聚糖是如何参与到生化反应过程中的,研究人员开发出了糖芯片技术,这一技术与基因芯片、蛋白质芯片技术等原理类似,主要应用镐通量和微量样品的芯片分析方法检测糖体与生物大分子之间相互作用。糖芯片使用了由不同种类的聚糖组成的微阵列,通过固定使得聚糖密集且有序地连接在固体表面上。在此基础上利用荧光等信号检测糖分子和蛋白质或其他生物大分子的相互作用情况。

相比于其他检测方法,糖芯片具有检测样品用量少、特异性高、高敏感性、高通量和长期稳定性等优点,其突出优势就是用于芯片制备的样品和分析样品用量均比较少,这可以充分降低制备样品的难度。另外,糖芯片技术的另- -一个重要特征是附着在固体表面的聚糖显示为多价,可以通过簇效应与聚糖结合蛋白形成多价复合物,因此,与溶液中的单价聚糖呈现弱相互作用的蛋白质可以强烈地与微阵列上的聚糖结合,这使得糖芯片能够快速地分析由聚糖介导的生物大分子间相互作用。除此之外,由于受到寡糖合成的限制,糖分子库的容量一般不大,因此,只要针对某一研究体系构建大小合适的特定糖类型的糖分子库 , 并保证足够的结构多样性,就可以用于糖芯片的分析。