蒙特利尔大学化学系的研究人员发明了一种创新的荧光探针，用于分析糖和蛋白质这两种对生命至关重要的生物大分子之间的相互作用。Samy Cecioni 教授和他的学生们的研究成果最近发表在欧洲著名期刊《Angewandte Chemie》上，为广泛的应用打开了大门。
糖在我们的生活中无处不在，几乎存在于我们吃的所有食物中。但这些简单碳水化合物的重要性远不止于美味的甜点。糖对生物体内几乎所有的生物过程都至关重要，天然存在的糖分子种类繁多。
Cecioni说："构成生物体的所有细胞都覆盖着一层称为糖的糖基分子。因此，糖几乎处于所有生理过程的第一线，在维持健康和预防疾病方面发挥着根本性的作用"。
"锁和钥匙"图。资料来源：塞西奥尼实验室
他补充说："长期以来，科学家们认为细胞表面的复杂糖类只是一种装饰。但我们现在知道，这些糖与许多其他类型的分子相互作用，特别是与凝集素--一个庞大的蛋白质家族有着相互作用。"
与糖类一样，凝集素也存在于所有生物体中。这些蛋白质具有独特的识别能力，能暂时附着在糖类上。这种相互作用发生在许多生物过程中，例如在感染引发的免疫反应过程中。
最近，凝集素引起了人们的广泛关注。这是因为科学家们发现，凝集素"粘附"在糖类上的现象在许多疾病的出现中起着关键作用。
塞乔尼说："我们对糖和凝集素之间的相互作用研究得越多，就越能认识到它们在疾病过程中的重要性。研究表明，细菌在我们的肺部定植、病毒入侵我们的细胞，甚至癌细胞欺骗我们的免疫系统，使其误以为自己是健康细胞，都与这种相互作用有关。"
难以检测......直到现在
关于糖和凝集素之间的相互作用是如何展开的谜题仍有许多缺失，因为它们很难研究。这是因为这些相互作用是瞬时的、微弱的，因此检测是一项真正的挑战。
塞西奥尼的两名学生，硕士研究生塞西尔-布施（Cécile Bousch）和博士研究生布兰登-弗勒兹（Brandon Vreulz）想到了用光来检测这些相互作用。三位研究人员开始着手制造一种化学探针，能够"冻结"糖和凝集素之间的相遇，并通过荧光使其可见。
糖和凝集素之间的相互作用可以用"锁和钥匙"的关系来描述，其中"钥匙"是糖，"锁"是凝集素。化学家们已经创造出了能够阻断这种"锁与钥匙"相互作用的分子，现在可以准确地识别出哪些糖与凝集素结合，这对人类健康具有重大意义。
Cecioni 解释说："我们的想法是用发色团（一种赋予分子颜色的化学物质）标记糖分子。这种发色团实际上具有荧光性，这意味着如果糖与凝集素的结合被有效捕获，它就会发出荧光。科学家们就可以研究这些相互作用的内在机制以及可能产生的干扰"。
塞西奥尼和他的学生相信，他们的技术可以用于其他类型的分子。他们甚至有可能控制新产生的荧光标记探针的颜色。
通过将分子间的相互作用可视化，这一发现为研究人员提供了研究生物相互作用的宝贵新工具，其中许多相互作用对人类健康至关重要。