本报记者阎红 2006-01-20 www.daliandaily.com.cn

来源：大连日报

美国《科学》杂志封面。细胞表面如同山包一样的东西是扎在细胞膜里的蛋白质，蓝色圆圈就是糖链。

实验对照：染病黄瓜施用后染病黄瓜未施用

在农业上的应用。

说起糖，人们迅速想到的是甜甜的蔗糖、葡萄糖，或许有人想到了糖尿病，或许有人想到了肥胖。这些了解，对糖来说只是九牛一毛。在中国科学院大连化学物理研究所，有一个专门研究糖的课题组－－天然产物与糖工程组。杜昱光研究员率领30多位研究人员和研究生承担的国家级重大科研项目多达9项，获得的奖励有12项，申请专利32项，发表科技论文110篇。他们研究的寡糖生物农药，你吃进嘴里也没事；他们开发的寡糖类保健品，让你的免疫机制如临大敌般“兴奋”起来；他们正在研究的壳寡糖抗肿瘤药物试验结果表明：壳寡糖对某些癌细胞DNA合成的抑制率最高可达99.8％……看似神奇的一切，都来源于糖这个仿佛熟悉却又陌生的碳水化合物。 糖链：承载最大量生命信息，像细胞伸出的“天线”无所不在 2001年美国《科学》杂志第291卷从头至尾只谈论一个焦点－－糖。“灰姑娘的马车来了”，《科学》用这样兴奋的语调、形象的比喻向世界宣布，糖宛如灰姑娘一样飞上枝头变凤凰，将得到前所未有的重视，也将会有非同寻常的发现。 杜昱光研究员用一连串的“最”来帮助我们认识糖。“最大的生物量是糖，最大量生命信息是糖链，最新生命科学前沿是糖生物学，第三代最新生物技术是糖生物工程，最引人瞩目的生物经济新领域是糖生物工程。”他说，3个不同的氨基酸、3个不同的单核苷酸分别可以形成6种排列组合，可是3个不同的单糖却能组合成27,648种化合物。从中可看出，糖链中所含的信息量远远超过蛋白质、DNA。糖在生命过程中不仅仅充当细胞的能量来源及细胞骨架等作用，其重要的作用是作为细胞识别的主要标记物、细胞信息传递物质、细胞的“天线”。目前国际流行一种说法认为：20世纪70年代兴起基因工程，80年代兴起蛋白质工程，而90年代兴起了糖工程。 杜昱光研究员说，人的血型有 A型、 B型、 AB型、 O型等的差别，其实无论哪种血型，血液里抗原蛋白质是一模一样的，只是最末端的一个单糖不同而已。再举一个例子，我们人体的功能靠蛋白质来执行，而80％的蛋白质都加有糖链，这就是为什么一些药物因为加错糖链或者没有糖链，就不能发挥功效的原因。科学研究发现，糖在细胞内无处不在，它们覆盖在所有细胞表面，成为细胞身份识别标志。 发达国家早已投巨资，期待揭开糖的奥秘，利用糖为人类造福。早在1986年美国能源部以上亿美元资助佐治亚大学创建复杂碳水化合物研究中心；日本也曾投资数百亿日元成立了“糖工程研究协议会”协调机构；欧盟有“欧洲糖研究开发网络”计划。我国近年来对糖的研究也加大了力度。那么，糖到底给我们带来了什么？ 寡糖药物：长着聪明的脑瓜，不再跟病原菌展开你死我活的肉搏战 在医学和保健领域，人们已经研究出了寡糖类药物和保健品，它们的起效方式可谓“聪明”极了。杜昱光研究员说，抗生素的目标是杀死病菌，但是压迫越重反抗也越厉害，到头来细菌会演变、联合起来对付抗生素，最后生成的超级菌抗生素无法对付了，感染就无法控制了。所以有一种说法－－抗生素在20世纪初拯救了人类，也将在21世纪毁灭人类。寡糖类药物的治病思路完全不同，它并不与病毒、细菌展开你死我活的肉搏战，但却能让病菌无可奈何自生自灭。杜昱光举例说，幽门螺旋杆菌是导致胃炎甚至胃癌的致病菌，它的表面覆盖着糖链。这种糖链宛如一把钥匙，正好与胃黏膜细胞表面的糖链配上了对儿，仿佛钥匙插进了锁眼，两者密切结合在一起，人的胃黏膜表面被幽门螺旋杆菌占领了。之后，幽门螺旋杆菌分泌毒素，破坏胃组织。现在，科学家们彻底研究了幽门螺旋杆菌表面的糖链，用酶或化学法人工合成糖链。这种糖链药物进入胃口之后，与胃黏膜细胞发生反应，紧紧黏附在胃黏膜表面上，导致幽门螺旋杆菌没有机会与胃黏膜细胞接触，只能顺着肠道排出体外，走向死亡。 杜昱光研究员说，在疾病状态下，由于寡糖链代谢酶类的活力改变，可引起糖链结构的异常，导致糖蛋白及其所在细胞的功能失常，甚至出现恶性表现（如肿瘤），肿瘤细胞恶性分化中伴随着糖蛋白中寡糖链的变化。他们正在进行的壳寡糖抗肿瘤药物研究试验结果表明：壳寡糖对某些癌细胞DNA合成的抑制率最高可达99.8％；对肝癌、膀胱癌、红白血病等三种人肿瘤和小鼠肝癌腹水肿瘤细胞生长均有明确的抑制作用，抑瘤率高达79％，其中以对人肝癌细胞生长抑制作用效果最好。 大连化物所已经研究出寡糖类保健品“奥利奇善”胶囊、“久康奇善”胶囊和儿童排铅产品“派其安”，科研成果走出实验室大门，进入了产业化过程。 寡糖生物农药：发信号让植物感觉大敌当前，必须调动“三军”开战“我们研制的生物农药，人都可以吃，因为它是天然物质合成的碳水化合物，无毒无害，对环境友善。每0.67公顷地里只需使用一克粉剂。传统的农药突出了杀死有害生物，而21世纪的农药逐步向生物调节剂的新概念发展，不再强调＇杀死＇，而是提高作物自身机体的各种有利于其生长发育的机能，如提高植物对病害的免疫能力等。”杜昱光研究员介绍说。 这种新型生物农药如何起效的呢？杜昱光研究员非常形象地解释说，植物细胞壁由多糖组成，病原菌在进攻植物时必须首先破坏植物细胞壁方能进入，在它们降解多糖的过程中，会有寡糖掉下来。寡糖起到传感器的作用，它将信号传递给细胞核，从而让免疫系统知道大敌当前，必须调动三军开战。我们把寡糖生物农药喷洒在植物叶面上，能诱导植物体内产生抗毒素来防御病害。 寡糖生物农药是一类全新的绿色生态农药，大连化物所在该领域已达国际领先水平。他们以来源丰富的生物资源为原料，通过糖生物学及寡糖工程技术，研制开发出用于防治农业、畜牧、水产等生物病害的系列寡糖生物制剂产品。其中中科3号（凯得）和中科6号（好普）已经获得农业部农药临时登记证，并由大连凯飞化学股份有限公司成功实现产业化。2000年凯飞获国家计委高科技产业示范项目的资助，总投资1.2亿元人民币，形成我国最大的寡糖生物农药生产高新技术企业。寡糖生物农药已在全国18个省、市推广应用，推广面积达到500万亩。实验室及田间试验结果表明：寡糖生物农药能十分有效地控制大豆花叶病（防效71％）、棉花黄萎病（防效80％）、辣椒病毒病（防效83％）、木瓜病毒病（防效85％）、苹果花叶病（防效85％）、烟草花叶病（防效72％）、番茄晚疫病（防效75％）、黄瓜霜霉病（防效70％）等农作物及经济作物病害。同时可调节植物生长，明显提高产量10％ 30％。 寡糖生物农药作为一类新型的植物激素及植物抗性反应激活因子，在农作物生长发育和病虫害防治中具有广阔的应用开发前景。随着目前人们对绿色食品的需求量日趋增加，寡糖生物农药的市场将越来越大。 【基本概念链接】 糖：是多羟基醛或多羟基酮及其聚合物和衍生物的总称，是由单糖、寡糖、多糖组成。糖类物质主要由碳、氢、氧三种元素组成，分子式是Cn （H2O）n，又称碳水化合物。 单糖是不能再水解生成更简单糖的糖，如葡萄糖； 寡糖则是由几个分子的单糖（2 6个）缩合形成的糖，如棉子糖； 多糖是由多个单糖分子缩合、失水形成的糖，如淀粉、纤维素等。