糖链的结构性功能

一号

【基础】

许多糖链具有保护、稳定、组织和屏障功能。

覆盖所有真核细胞的糖萼和各种原核生物的多糖外壳代表了一个重要的物理屏障。

纤维素为植物细胞壁提供了材料，而甲壳素在真菌中发挥了这一作用。节肢动物进化出了富含甲壳素的抗性外骨骼。纤维素和甲壳素代表了地球上最丰富的两种生物聚合物。

在多细胞生物中，基质分子的糖链成分（例如蛋白聚糖）对于维持组织结构、孔隙度和完整性非常重要。此类分子还可以包含其他特定聚糖的结合位点，这反过来又有助于整体基质组织。大多数糖蛋白上聚糖的外部位置可以提供一般屏蔽，（粘蛋白）保护底层多肽免遭蛋白酶识别，（病毒糖蛋白）阻断抗体结合，甚至（粘蛋白）保护整个组织表面免受微生物附着。

糖链的另一个结构作用是参与内质网 (ER) 中新合成的多肽的折叠和/或随后维持蛋白质溶解度和构象。事实上，当某些蛋白质被错误糖基化时，它们可能无法正确折叠和/或退出内质网。这种错误折叠的糖蛋白易位至细胞质，在蛋白酶体中降解。相反，有一些糖蛋白的合成、折叠、运输、对蛋白水解的敏感性或免疫识别似乎不受其糖基化改变的影响。此外，仅影响聚糖加工后续步骤的抑制剂或基因突变通常不会干扰基本结构功能。尽管聚糖的结构功能显然对完整的生物体非常重要，但它们并不能解释如此多样化和复杂的分子范围的进化。

糖链的另一个结构功能是充当生物学重要分子的保护性储存库（“sponge”）。例如，许多肝素结合生长因子与需要刺激的细胞相邻的细胞外基质的糖胺聚糖（GAG）链结合（例如，在上皮细胞和内皮细胞下方的基底膜中）。这可以防止因子扩散远离分泌位点（有时会产生形态发生梯度），保护它们受非特异性蛋白酶解，延长它们的活性寿命，并允许它们在特定条件下释放。同样，分泌颗粒中的 GAG 链可以结合和保护颗粒的蛋白质含量并调节其功能。在其他一些情况下，糖链充当生物学重要分子的库或库，例如水、离子和免疫调节蛋白。外质膜小叶上大多数聚糖定位的不对称性可能导致细胞内囊泡破裂的信号，其中暴露的聚糖被细胞质凝集素（例如，半乳糖凝集素）检测并触发自噬。

聚合的聚糖，例如植物中的淀粉和纤维素和在动物中的糖原可以在营养物质储存和封存中发挥重要作用。这些聚合物的内部连接对内在或外在来源的酶消化的相对抵抗力决定了它们作为结构组分或作为养分封存机制的相对作用。开花植物已经进化出重要的基于聚糖的策略，通过为传粉者和种子传播者（花蜜和果实）提供富含蔗糖的奖励来利用动物行为。许多动物物种二次进化出储存采集花蜜的策略（蜜蜂和蜜罐蚁）。开花植物还进化出了无数种在种子胚乳中储存淀粉和其他多糖营养物质的方法，作为为下一代提供领先优势的一种方式。