综述：藻类凝集素的结构解析与生物技术应用研究进展

这篇综述系统梳理了藻类凝集素（LAOs）60年研究历程，聚焦其β-桶状/β-棱柱结构特征与高甘露糖型N-聚糖（high-mannose-type N-glycans）结合特性，揭示了GRFT、GAL等分子在抗HIV/SARS-CoV-2、抗菌及抗肿瘤转移中的治疗潜力，为开发新型糖基化靶向药物提供了结构生物学依据。

　　

藻类凝集素研究的里程碑

藻类凝集素（LAOs）的发现可追溯至60年前水藻提取物的血凝活性报告。早期研究集中于生化特性解析，随着结构生物学技术发展，研究重点转向三维结构解析。β-桶状（β-barrel）和β-棱柱（β-prism）等特殊折叠模式的发现，为理解其糖识别机制奠定基础。

结构多样性与糖结合特异性

LAOs展现出惊人的结构多样性：

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  GRFT：从红藻中分离的β-棱柱结构凝集素，通过结合HIV包膜糖蛋白gp120上的高甘露糖型N-聚糖，实现皮摩尔级抑制活性

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  BPL-2：蓝藻来源的β-桶状凝集素，特异性识别岩藻糖基化（fucosylated）糖链

  冷冻电镜技术揭示，这些结构特征直接决定其与病原体表面糖链的相互作用模式。

生物医学应用突破

抗病毒领域：

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  GRFT对HIV-1的半数抑制浓度（IC₅₀）低至0.043 nM，对SARS-CoV-₂刺突蛋白的结合力优于部分单克隆抗体

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  海藻凝集素GAL通过阻断病毒内吞作用抑制HSV-2感染

抗癌新策略：

某些LAOs可识别肿瘤转移相关糖链（如sialyl Lewis^x），抑制癌细胞-内皮细胞黏附。体外实验显示，石莼凝集素能使结肠癌细胞HT-29的转移潜能降低72%。

未来发展方向

克服天然LAOs产量低的瓶颈，研究者提出：

1. 1.

   合成生物学策略：将GRFT基因转入烟草植物，产量提升40倍

2. 2.

   药物联用方案：凝集素与常规抗生素联用可使MRSA最低抑菌浓度（MIC）下降8倍

   这些创新为开发下一代糖基化靶向疗法开辟了新途径。