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唾液酸及其衍生物的生物学研究进展

李绍顺

(第二军医大学药理教研室上海200433)

摘要唾液酸广泛存在于多种生物组织中,是构成细胞外表的复合糖质的组成分。在各种

生命活动调节中起着重要的作用。同时它们还是某些毒素的受体和某些病原微生物的作用部位。近年来，以唾液酸为先导进行生物活性物质的探索成为新药研究的一个新领域。这些研究包括抗癌转移、抗早老性痴呆、抗病毒、抗炎药物等。本文综述了该研究的一些新进展。

关键词唾液酸生理作用生物学研究药物研制

1引言

唾液酸(Sialicacid)最早由Blix从唾液腺粘蛋白中提取别离得到,因而命名为唾液酸。而后,Klenk由神经节甙脂(Gangliosides)中别离出结晶性的多羟基氨酸,并命名为神经氨酸(Neuraminicacid)。日本的山川民夫将在红细胞膜的研究中别离得到的一种物质命名为Hemataminicacid.Kuhn等从牛的初乳中别离得到Lactaminicacid.Zilliken等从母乳中得到Gainaminicacid.山川等又从马的血清中别离得到Serolactaminicacid.经结构分析确认这些化合物实际与唾液酸为同一类物质。

1957年,Bliz等提出把这些氨基糖酸的根本结构(5-amino-3,5-dideoxy-D-glycero-D-glacto-nonulopyranosonicacid)定名为神经氨酸,而把神经氨酸的一系列酰化物叫唾液酸。随着唾液酸衍生物的不断发现及合成研究进展,1984年小仓治夫等[1]提议将唾液酸的定义扩大,还包括神经氨酸的各种衍生物。唾液酸广泛存在于各种生物的组织中,

是构成细胞外表的复合糖质的组成分,通常在糖蛋白和糖脂的末端以糖甙的形式存在。特别是在脑、神经组织、血液、颌下腺、粘蛋白、初乳中存在较多,有时在血清、体液和尿中也能发现游离的唾液酸。在大局部哺乳动物组织中发现的唾液酸主要是N-乙酰基神经氨酸(N-Acetyl-neuraminicacid,Neu5Ac,图1-1)。在马和狗的血清中还发现有N-羟乙酰基神经氨酸(N-Glycoloyl-neuraminicacid,Neu5Gc,图1-2)。在脊椎动物和低等动物(如墨鱼、虾等)的体内也含有各种唾液酸,如在鲑鱼卵中发现有唾液酸的类似物KDN(图1-3)存在。从某种大肠菌中(如E.Colik235)也发现有Neu5Gc的复合体存在[2]。还有报道从大豆及紫花苜蓿种子的水解产物中亦发现有Neu5Gc,尚有待进一步证实。3-Deoxy-D-glycero-D-glacto-2-nonulopyranosonicAcid(KDN)(3)

图1天然唾液酸的结构

2含唾液酸的复合糖质的生理作用

2.1糖蛋白

有两种含唾液酸的糖蛋白。一种象粘蛋白中含有的简单糖蛋白,糖链与肽链的丝氨酸、苏氨酸等以氧糖甙键的形式结合。粘蛋白作为哺乳动物脏器内的分泌物起各种重要的生理作用,如对脏器的保护等。另外,在血清和尿中粘蛋白对病毒及细菌毒素有杀灭作用。另一种为复杂糖链与肽链的天冬氨酸以氮糖甙键的形式结合的糖蛋白。按其结构可分为高甘露糖型、复合型和混合型。复合型糖蛋白的末端连有唾液酸。据信此种糖蛋白在各种生命活动的调节及细胞间相互识别中起作用。这种糖链的结构较复杂,日本东京大学木幡等[3～4]的研究搞清了由大鼠肝脏得到的γ-谷酰转肽酶(γ-GTP)及由正常孕妇尿中得到的人绒毛膜促性腺激素(HCG)的糖链结构,糖链的末端均含有唾液酸。研究说明,去除糖链末端的唾液酸后,其生理活性即消失。且癌变时,缺少唾液酸的糖链会增加,糖链的结构也发生变化。

2.2糖脂

糖脂是由叫做神经酰胺(Ceramide)的长碳氢链与各种糖链结合构成,广泛存在于生物体中。如人红细胞膜的糖脂约占脂质的5%,其中末端连有唾液酸的糖脂占整个糖脂的5%.切断糖链末端的唾液酸,可引起红细胞坏死,并在肝脏中被分解。在人脑和神经组织中大量存在的神经节甙脂是含有唾液酸结构的最重要的糖脂之一,现已发现50多种。结构特点是在连有神经酰氨的多糖末端连接一个或几个唾液酸,以缩写GM、GD、GT、GQ分别表示末端连有一个、两个、三个、四个唾液酸的神经节甙脂,现已发现的神经节甙脂有GM(GM1a,GM1b,GM2,GM3),GD(GD1a,GD2,GD3),GT(GT1a,GT1b)和GQ1b等。GM1是霍乱毒素的受体,GT1b是破伤风毒素的受体,GT1a可能是肉毒杆菌毒素的受