【预备知识】
- 单糖的连接方式 #84
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糖链结构不是直接编码于基因组中的，而是基因的次级产物。
人类基因组中只有少数百分比的已知基因专门编码在糖链生物合成与组装过程中发挥作用的酶和转运蛋白。这些过程通常表现为蛋白质的翻译后修饰，或是脂质骨架的糖基化。糖链本身拥有极其丰富的组合可能性，这些结构是由多种相互竞争或顺序作用的糖苷酶和糖基转移酶，以及真核细胞高尔基体中分区精细的“流水线式”合成机制共同生成的。因此，即便我们完全掌握了所有相关基因产物的表达水平，也无法准确预测某一类细胞最终合成出的糖链的具体结构。
此外，环境中微小的变化也可能导致某种细胞所合成的糖链发生剧烈改变。正是这种变异性和动态性，使糖基化成为产生和调控生物多样性与复杂性的一种强有力机制。当然，这也使得糖链比核酸和蛋白质更加难以研究。
蛋白质糖基化中位点特异性的结构多样性
“微异质性”（Microheterogeneity）是蛋白质糖基化中最引人入胜却也最令人困扰的现象之一。这意味着，在特定细胞类型合成的某一特定蛋白质的某个糖链附着位点上，所连接的糖链结构可能存在多种变异（在某些情况下甚至可能完全缺失）。换句话说，由单一基因编码的一个多肽链，实际上可以以多种**“糖型”（Glycoforms）**形式存在，每种糖型都是一种独特的分子物种。对于某些糖蛋白而言，某个位点的微异质性可能很有限；而对另一些位点，即使在同一糖蛋白分子中，其微异质性也可能非常显著。
从机制上讲，这种微异质性可能源自内质网（ER）和高尔基体中一系列快速发生的、连续且部分竞争的糖基化和去糖基化反应。新合成的糖蛋白在穿越这些细胞器时会经历上述过程。此外，它也可能因为糖链合成缺乏模板指导，或因为某一位点上的糖链对修饰酶的可及性不同而导致差异。另一种可能性是：每一个单独的细胞或细胞类型在其糖基化产物方面表现出高度特异性，但由于不同细胞之间的变异，最终导致来自多细胞天然来源样本的整体表现出微异质性。
不论微异质性的起因为何，它都解释了糖蛋白在分析或分离技术中的异常行为，也使得对一个糖蛋白进行完整的结构分析变得非常困难。从功能角度来看，微异质性的生物学意义仍不明确。有一种假设认为，这种多样性本身可能是一种**“多样性生成机制”，其目的是为了拓展内源性识别功能的多样性**，或为了逃避微生物和寄生虫的识别，因为这些病原体往往只能高度特异性地结合某些特定糖链结构。
