病毒糖结合蛋白Viral Glycan-Binding Proteins
首个被发现并研究最透彻的病毒糖结合蛋白是流感病毒血凝素（hemagglutinin）。与大多数凝集素–糖链相互作用类似，这种唾液酸结合型凝集素的亲和力本身较低，但通过血凝素三聚化以及宿主细胞表面高密度糖链受体的存在，结合的总体“多价亲和力”（avidity）显著增强。血凝素的结合是病毒内吞以及随后在酸性条件下实现病毒包膜与内体膜融合所必需的，这一过程最终触发病毒 RNA 的释放进入宿主细胞胞质。
宿主糖链与血凝素之间的特异性在不同亚型的流感病毒之间差异很大。例如，人类甲型（A 型）与乙型（B 型）流感病毒主要与含有 N-乙酰神经氨酸（N-acetylneuraminic acid, Neu5Ac）α2–6Gal 连接的受体结合；而禽源流感病毒更偏好识别 Neu5Acα2–3Gal 的受体；猪源株则能同时结合 α2–6 与 α2–3 连接形式的受体（见表 37.1）。这种连接偏好源于血凝素分子结构的差异（见图 37.1）。
病毒的附着还依赖受体的丰度。例如，人类气管上皮细胞表面主要表达带有 Neu5Acα2–6Gal 连接的糖链，而气道更深处的上皮细胞则含有更多以 Neu5Acα2–3Gal 结尾的糖链。因此，血凝素的结合特异性决定了病毒在宿主物种及靶细胞间的趋向性（tropism）。这解释了为何禽源流感病毒更容易引起下呼吸道感染（肺炎），因为肺深部富含 Neu5Acα2–3Gal 连接的糖链。相反，禽源株在人与人之间传播的可能性较低，因为上呼吸道中这类连接形式稀少。
血凝素是产生中和抗体的主要抗原之一，而流感病毒株不断发生遗传变异，影响其糖链结合特性及抗原性。这些变异部分导致新的流感暴发，也因此在制定年度流感疫苗时必须加以考虑。
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在甲型与乙型流感病毒颗粒上，除血凝素（H）外，还表达一种唾液酸酶（sialidase），传统上称为神经氨酸酶（neuraminidase, N）（详见第 15 章）。其功能包括：
通过切除病毒包膜糖蛋白上的唾液酸残基，防止病毒颗粒自身聚集；
促进新合成病毒在细胞内或出芽过程中从宿主细胞表面解离；
在感染部位去除可溶性粘蛋白（mucins）上的唾液酸残基，从而提高病毒对宿主细胞表面受体的接近性。
基于甲型流感病毒唾液酸酶晶体结构的研究，人们设计出多种抑制剂，其中一些（如 奥司他韦 oseltamivir）在纳摩尔浓度下即可抑制该酶活性，并已被临床用于抗流感治疗（详见第 57 章）。
丙型流感病毒（Influenza C）颗粒（以及许多冠状病毒）含有单一的“血凝素–酯酶”（hemagglutinin-esterase），兼具血凝素与受体破坏酶的双重活性。此处的“受体破坏酶”是一种酯酶，能切除靶标唾液酸受体 9-O-乙酰基（9-O-acetyl group）（见表 37.1）。某些冠状病毒已经演化出刺突蛋白（spike protein, S）来特异性识别 O-乙酰化唾液酸受体。
引发新冠疫情的严重急性呼吸综合征冠状病毒 2 型（SARS-CoV-2）已完全丧失其血凝素–酯酶蛋白，但其 S 蛋白进一步进化，能够更强地结合 肝素硫酸（heparan sulfate, HS） 蛋白多糖，这种结合可作为辅因子，促进其与高亲和力蛋白受体 ACE2 的结合。
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轮状病毒（Rotaviruses）是导致全球儿童死亡的主要病毒之一，也可结合唾液酸残基。这类病毒仅在新生儿肠上皮细胞上结合并感染，而这种感染时段似乎与特定类型和构型的唾液酸在肠上皮糖蛋白中的表达相对应。关于“唾液酸非依赖性”轮状病毒的报道，可能是由于这些病毒识别内部唾液酸残基，这些残基对细菌唾液酸酶具有抗性。
许多其他病毒（例如腺病毒、呼肠孤病毒、仙台病毒、及多瘤病毒等）同样利用唾液酸进行感染，目前已有多种病毒的唾液酸结合结构域的晶体结构被解析。
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有相当数量的病毒（包括单纯疱疹病毒 Herpes simplex virus, HSV，口蹄疫病毒，艾滋病毒 HIV，以及登革热黄病毒 dengue flavivirus）利用 肝素硫酸蛋白多糖（HSPGs） 作为黏附受体（见表 37.1）。在许多情况下，这些蛋白多糖构成了“共受体系统”的一部分——病毒首先与细胞表面 HSPG 接触，随后再结合另一个蛋白受体。
例如，HSV 的感染被认为起始于病毒糖蛋白 gB 和/或 gC 与宿主细胞表面 HSPG 的结合。其中，糖蛋白 gB 促进病毒–细胞膜融合、合胞体形成（细胞–细胞融合）及附着；糖蛋白 gC 则能结合补体成分 C3b，从而阻止补体介导的病毒失活。
这些事件之后，HSV 的糖蛋白 gD 会结合多种宿主细胞表面受体，包括蛋白质受体及肝素硫酸本身，最终促成病毒包膜与宿主细胞质膜的融合。有趣的是，gD 与肝素硫酸的相互作用对特定亚结构具有选择性——即含有 3-O-硫酸化葡糖胺残基（3-O-sulfated glucosamine） 的结构，这类结构由葡糖胺 3-O-硫酸转移酶（glucosaminyl 3-O-sulfotransferase）家族特定同工酶催化生成。由此可见，这类肝素硫酸结合型黏附素倾向于识别多糖链内部的碳水化合物单元，而非仅仅结合末端糖残基。
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登革热黄病毒（Dengue flavivirus），即登革热出血热的病原体，也能结合肝素硫酸。通过对登革热病毒包膜蛋白的一级序列进行计算建模，并与相关病毒包膜蛋白晶体结构比较，研究发现其肝素硫酸结合位点可能位于带正电氨基酸形成的沟槽中（见图 37.2）。近期出现的寨卡病毒（Zika virus）与登革热病毒属于同一家族。此外，HIV 也能通过其糖蛋白 gp120 的 V3 环结构与肝素硫酸及其他硫酸化多糖结合。
