蛋白质的糖基化作用及其在生物制药中的应用
【摘 要】 本文首先对蛋白质的糖基化作用进行了简要分析，进而系统研究了蛋白质糖基化作用对其性能的影响以及这些影响在生物制药中的可利用性，希望能够丰富相关的理论研究。
【关键词】 蛋白质 糖基化作用 生物制药
【中图分类号】 Q51； R91 【文献标识码】 A 【文章编号】 1671-5160(2014)03-0173-01
蛋白质糖基化修饰属于真核生物的典型翻译后修饰方式之一。据相关研究资料显示：以人体为例，体内60%左右的蛋白质均存在不同程度以及不同表现的糖基化修饰，且在糖基化修饰作用影响下，蛋白质功能也会受到相当明显的影响。结合已通过研究论证的糖基化蛋白质特性，通过糖基化工程的方式，可以在酵母中成功表达人类糖蛋白，具有覆盖糖链结构单一的优势，提示可以丰富对糖蛋白药物的研制与应用。本文即围绕该问题展开分析与探讨。
1 蛋白质的糖基化作用分析
对于蛋白质而言，糖基化是在蛋白质翻译条件下所涉及到的一种相当关键的加工过程，其主要是指葡萄糖成分与蛋白质成分相互作用下，通过非酶反应的方式而形成的糖化蛋白。这一过程也可以表达为：在肽链生物合成反应或者是肽链生物合成反应完成后，收到酶因素的影响在催化条件下，糖链被直接接入肽链上特定的糖基化位点。无论是对于受体内还是受体外而言，葡萄糖均具有与蛋白质进行结合反应的倾向。相关研究中提示：受体内的蛋白质糖基化反应主要有两种类型：其一是非酶催化糖基化反应，主要是指蛋白质分子当中的氨基酸NH2在于葡萄糖、果糖等缩合反应下所形成的Shiffs碱，并通过分子重排的方式使糖化产物更加的稳定；其二是酶催化糖基化反应，主要发生于细胞质内质网当中，多见于蛋白质反应后的糖基化修饰。
2 蛋白质糖基化在生物制药中的应用分析
2.1 蛋白质糖基化会对蛋白质的稳定性以及溶解性产生影响
在糖基化反应作用之下，蛋白质相对于各种变性条件的稳定性能够得到显著的提升，从而避免蛋白质广泛聚集。与此同时，蛋白质分子当中所涉及到的部分蛋白酶降解位点也能够被蛋白质表面糖链所覆盖，这对于改善蛋白质相对于蛋白酶的抗性水平而言有重要意义。同时，结合已有的研究报道结果来看：相对于未进行糖基化的蛋白质形式而言，在糖基化作用之下，蛋白质表面糖链可导致蛋白质分子溶解性讯孙提升。以氯霉素为例，在经过蛋白质糖基化修饰以后，氯霉素的水溶性得到了显著改善。从临床用药的角度上来说，受体对于氯霉素的吸收率明显提升，原用药下的毒副作用可得到显著缓解，是生物制药中需要重点关注的问题之一。
2.2 蛋白质糖基化会对药效以及药物动力学产生影响
在糖基化作用影响下，蛋白质药物的分子质量会得到迅速提升，对于用药受体而言，受体肾小球相对于药物的滤过率水平可得到显著降低，药物清除率得到控制，给药后药物在受体体内的半衰周期可得到迅速提升，从而使人体内蛋白质的活性水平得到合理的改善。与此同时，相关研究报道中显示：以IL-3为例，在对其进行糖基化处理的条件下，可以使其被细胞外基质高效捕获，使该成分被缓慢的释放至循环系统当中。相较于糖基化处理前，处理后的血浆半衰期提升2倍以上。相对于受体而言，骨髓中组织中氨酸羧化酶的活性能力也有相当显著的提升。
2.3 蛋白质糖基化会对生物活性产生影响
已有的研究报道中指出：从生物学角度上来说，对于糖蛋白而言，其生物学功能的实现方式主要依赖于以下两种途径：其一是糖缀合物糖链以及蛋白质的识别；其二是糖链对蛋白质的修饰。以HCG(人绒毛膜促性腺激素)等典型的蛋白质分子为例，其生物活性必须要通过糖基化的方式实现。除此以外，在糖基化干预条件下，蛋白质分子还能够表现出全新的生物学活动，从而发挥更加理想的药物疗效。
2.4 蛋白质糖基化会对其免疫性以及受体免疫反应产生影响
有关蛋白质糖基化的研究出了与药物的研制密切相关以外，同时也对疾病的诊断治疗有相当突出的影响。这一重要性集中表现在以下两个方面：首先，蛋白质表面糖链有可能诱发特定的免疫反应。蛋白质表面糖链会直接参与到细胞识别的过程当中，以IgA为例，在与N-聚糖与病原体结合反应的条件下实现介导清除的目的。而对于IgD而言，其O-聚糖成分能够发挥对扩展铰链区的保护价值，避免其受到蛋白酶水解反应的影响，确保其能够与病原体相互结合；其次，蛋白质表面糖链能够是蛋白质表面部分表位被覆盖，从而导致免疫原性水平的降低。其中比较典型的是重组人红细胞生成素，在对其进行的去糖基试验下，单纯红细胞再生障碍患者的机体免疫反应得到明显提升。该研究结果反应：蛋白质糖链对于保护蛋白质潜在序列而言有重要意义，能够避免被免疫系统发现。
3 结束语
蛋白质作为生物统一性的重要指标之一，普遍存在糖基化现象。而糖基化现象作为细胞中相当复杂的翻译后修饰方式之一，将直接对蛋白质的可溶性、抗原性等具体特征表现产生影响，生物学价值十分突出。本文从这一角度入手，在对蛋白质糖基化作用进行简要分析的基础之上，系统探讨了蛋白质糖基化作用在生物制药中的重要作用与价值，望能够引起关注。
参考文献
[1] 陈绍红，刘少彬，赵云涛等.苦瓜提取物抑制蛋白质的非酶糖基化[J].中国实验方剂学杂志，2012，18(15)：211-214.
[2] 赵一秀，王烜，赵占义等.南瓜多糖特征官能团检测及其与抗蛋白质非酶糖基化关系的研究[J].哈尔滨医科大学学报，2013，47(2)：122-125.
[3] 江静，韩欢欢，马成等.基于固相萃取的微量糖蛋白糖基化修饰表征技术的建立[J].分析化学，2012，40(7)：1019-1024., 百拇医药(白淑平)
【关键词】 蛋白质 糖基化作用 生物制药
【中图分类号】 Q51； R91 【文献标识码】 A 【文章编号】 1671-5160(2014)03-0173-01
蛋白质糖基化修饰属于真核生物的典型翻译后修饰方式之一。据相关研究资料显示：以人体为例，体内60%左右的蛋白质均存在不同程度以及不同表现的糖基化修饰，且在糖基化修饰作用影响下，蛋白质功能也会受到相当明显的影响。结合已通过研究论证的糖基化蛋白质特性，通过糖基化工程的方式，可以在酵母中成功表达人类糖蛋白，具有覆盖糖链结构单一的优势，提示可以丰富对糖蛋白药物的研制与应用。本文即围绕该问题展开分析与探讨。
1 蛋白质的糖基化作用分析
对于蛋白质而言，糖基化是在蛋白质翻译条件下所涉及到的一种相当关键的加工过程，其主要是指葡萄糖成分与蛋白质成分相互作用下，通过非酶反应的方式而形成的糖化蛋白。这一过程也可以表达为：在肽链生物合成反应或者是肽链生物合成反应完成后，收到酶因素的影响在催化条件下，糖链被直接接入肽链上特定的糖基化位点。无论是对于受体内还是受体外而言，葡萄糖均具有与蛋白质进行结合反应的倾向。相关研究中提示：受体内的蛋白质糖基化反应主要有两种类型：其一是非酶催化糖基化反应，主要是指蛋白质分子当中的氨基酸NH2在于葡萄糖、果糖等缩合反应下所形成的Shiffs碱，并通过分子重排的方式使糖化产物更加的稳定；其二是酶催化糖基化反应，主要发生于细胞质内质网当中，多见于蛋白质反应后的糖基化修饰。
2 蛋白质糖基化在生物制药中的应用分析
2.1 蛋白质糖基化会对蛋白质的稳定性以及溶解性产生影响
在糖基化反应作用之下，蛋白质相对于各种变性条件的稳定性能够得到显著的提升，从而避免蛋白质广泛聚集。与此同时，蛋白质分子当中所涉及到的部分蛋白酶降解位点也能够被蛋白质表面糖链所覆盖，这对于改善蛋白质相对于蛋白酶的抗性水平而言有重要意义。同时，结合已有的研究报道结果来看：相对于未进行糖基化的蛋白质形式而言，在糖基化作用之下，蛋白质表面糖链可导致蛋白质分子溶解性讯孙提升。以氯霉素为例，在经过蛋白质糖基化修饰以后，氯霉素的水溶性得到了显著改善。从临床用药的角度上来说，受体对于氯霉素的吸收率明显提升，原用药下的毒副作用可得到显著缓解，是生物制药中需要重点关注的问题之一。
2.2 蛋白质糖基化会对药效以及药物动力学产生影响
在糖基化作用影响下，蛋白质药物的分子质量会得到迅速提升，对于用药受体而言，受体肾小球相对于药物的滤过率水平可得到显著降低，药物清除率得到控制，给药后药物在受体体内的半衰周期可得到迅速提升，从而使人体内蛋白质的活性水平得到合理的改善。与此同时，相关研究报道中显示：以IL-3为例，在对其进行糖基化处理的条件下，可以使其被细胞外基质高效捕获，使该成分被缓慢的释放至循环系统当中。相较于糖基化处理前，处理后的血浆半衰期提升2倍以上。相对于受体而言，骨髓中组织中氨酸羧化酶的活性能力也有相当显著的提升。
2.3 蛋白质糖基化会对生物活性产生影响
已有的研究报道中指出：从生物学角度上来说，对于糖蛋白而言，其生物学功能的实现方式主要依赖于以下两种途径：其一是糖缀合物糖链以及蛋白质的识别；其二是糖链对蛋白质的修饰。以HCG(人绒毛膜促性腺激素)等典型的蛋白质分子为例，其生物活性必须要通过糖基化的方式实现。除此以外，在糖基化干预条件下，蛋白质分子还能够表现出全新的生物学活动，从而发挥更加理想的药物疗效。
2.4 蛋白质糖基化会对其免疫性以及受体免疫反应产生影响
有关蛋白质糖基化的研究出了与药物的研制密切相关以外，同时也对疾病的诊断治疗有相当突出的影响。这一重要性集中表现在以下两个方面：首先，蛋白质表面糖链有可能诱发特定的免疫反应。蛋白质表面糖链会直接参与到细胞识别的过程当中，以IgA为例，在与N-聚糖与病原体结合反应的条件下实现介导清除的目的。而对于IgD而言，其O-聚糖成分能够发挥对扩展铰链区的保护价值，避免其受到蛋白酶水解反应的影响，确保其能够与病原体相互结合；其次，蛋白质表面糖链能够是蛋白质表面部分表位被覆盖，从而导致免疫原性水平的降低。其中比较典型的是重组人红细胞生成素，在对其进行的去糖基试验下，单纯红细胞再生障碍患者的机体免疫反应得到明显提升。该研究结果反应：蛋白质糖链对于保护蛋白质潜在序列而言有重要意义，能够避免被免疫系统发现。
3 结束语
蛋白质作为生物统一性的重要指标之一，普遍存在糖基化现象。而糖基化现象作为细胞中相当复杂的翻译后修饰方式之一，将直接对蛋白质的可溶性、抗原性等具体特征表现产生影响，生物学价值十分突出。本文从这一角度入手，在对蛋白质糖基化作用进行简要分析的基础之上，系统探讨了蛋白质糖基化作用在生物制药中的重要作用与价值，望能够引起关注。
参考文献
[1] 陈绍红，刘少彬，赵云涛等.苦瓜提取物抑制蛋白质的非酶糖基化[J].中国实验方剂学杂志，2012，18(15)：211-214.
[2] 赵一秀，王烜，赵占义等.南瓜多糖特征官能团检测及其与抗蛋白质非酶糖基化关系的研究[J].哈尔滨医科大学学报，2013，47(2)：122-125.
[3] 江静，韩欢欢，马成等.基于固相萃取的微量糖蛋白糖基化修饰表征技术的建立[J].分析化学，2012，40(7)：1019-1024., 百拇医药(白淑平)