指唾液酸在糖蛋白末端的共价加成，参与胚胎发育、神经发育、重编程、肿瘤发生和免疫反应过程。
唾液酸化是指唾液酸基团的末端添加到寡糖和糖蛋白的末端。
唾液酸是一个由九碳酮基酸性单糖及其衍生物组成的大家族，通常附着在聚糖的远端，使它们成为细胞之间以及细胞和细胞外基质之间的“桥梁”分子。
目前已发现唾液酸由N-乙酰神经氨基酸（Neu5Ac）、N-糖基神经氨基酸（Neu5Gc）、脱氨基神经氨基酸（Kdn）及其衍生物组成。唾液酸通过α-2、3-或α-2、6-键连接到O-2和N-联聚糖，或通过特定酶的α-2、8-或α-2、9-键连接到其他唾液酸部分。
唾液酸化聚糖表现出广泛的结构多样性，这使它们在不同的过程中具有丰富的生物学功能，包括发育、体细胞重编程和癌症进展。
图1 唾液酸的结构和唾液酸化糖蛋白的多样性
Neu5Ac和Neu5Gc是两种重要的唾液酸，它们的结构差别仅仅在于1个氧原子。
CMP-Neu5Ac和CMP-Neu5Gc二者都可作为唾液酸供体加到多种糖复合物上。Neu5Ac和Neu5Gc存在于大多数哺乳动物组织中。
哺乳动物的唾液酸和唾液酸化聚糖的生物合成途径已经被揭示出来，超过20多种唾液酰基转移酶已被鉴定。
Neu5Ac是最典型的唾液酸，由UDP-N-乙酰氨基葡萄糖（UDP-GlcNAc）合成，进而由细胞质中的己糖胺途径产生。
UDPGlcNAc首先通过UDP-GlcNAc2-异构酶转化为唾液酸的第一个前体（ManNAc），将ManNAc转化为ManNAc-6P，并通过N-乙酰神经胺-9-磷酸合成酶转化为Neu5Ac-9P。
在胞质的最后一步，N-酰基神经氨酸-9-磷酸酶将Neu5Ac-9P转化为Neu5Ac，Neu5Ac进入细胞核，通过CMP-NeuNAc合成酶转化为CMP-Neu5Ac。一部分CMP-Neu5Ac被CMP-Neu5Ac羟化酶转化为CMP-Neu5Gc。
这些核苷酸糖被运输到高尔基体，在那里产生唾液-糖缀合物。
最后，唾液酸糖蛋白被水解，可以再生唾液酸和回收来合成更多的唾液酸-糖缀合物。
图2 唾液酸化的生物合成途径
唾液酰化在早期胚胎发育中的作用在2002年首次报道。缺乏UDP-GlcNAc2-外构酶编码基因Gne等位基因的杂合子小鼠没有出现异常，但没有引起任何纯合子敲除，表明了Gne失活的早期胚胎死亡率。
Cmas介导的唾液酰化在体外早期小鼠胚胎发育中是不可或缺的。该基因缺失导致细胞表面唾液酸化的完全丢失。
多能干细胞具有无限期的自我更新和分化为身体所有细胞的能力，这使得多能干细胞，包括胚胎干细胞（ESCs）和诱导多能干细胞（iPSCs），对于特定研究和临床应用具有重要价值。
至今，我们仍未完全了解这些细胞在细胞重编程过程中如何建立、维持和调节它们的多能性。
最近研究表明，唾液酸化对干细胞多能性的建立和维持至关重要，蛋白唾液酸化水平在细胞分化过程中显著改变。
与非多能性细胞相比，未分化的多能干细胞中ST6GAL1唾液酰基转移酶水平更高。此外，ST6GAL1基因的敲除以及唾液酰基转移酶抑制剂的存在降低了体细胞重编程的效率。
唾液酸在生理pH时给细胞表面糖蛋白带负电荷，影响构象和寡聚以及与其他细胞和细胞外基质蛋白的相互作用。
此外，唾液化聚糖是控制关键生物过程的许多蛋白质的配体，包括恶性转化。一些研究表明正常细胞向异质癌细胞的转化伴随着异常的蛋白唾液酸化修饰。
因此，在癌细胞上改变的唾液酸化可以作为潜在的生物标志物，包括总唾液酸、唾液酸化的糖蛋白和碳水化合物抗原。
图3 癌症中的唾液酸化
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