目的：糖尿病患者体内的高糖环境促进蛋白质发生非酶促糖基化反应（non-enzymatic glycation,NEG），是诱导糖尿病并发症的重要因素。NEG不仅引发蛋白质结构和功能的改变，还能生成晚期糖基化终末产物（advanced glycation end products,AGEs）。AGEs在机体内的异常积累，最终可以导致多种组织器官的代谢异常和功能障碍。前期研究发现，在相同浓度条件下，葡萄糖糖基化反应速率较核糖和果糖更慢。然而，在生理条件下，核糖和果糖在机体内的浓度远低于葡萄糖。阐明它们在机体内糖基化反应速率和糖基化产物的差异，对于理解糖尿病并发症的发生发展具有重要的启示。本研究针对以上科学问题，通过模拟在生理条件下的浓度比例，比较核糖，果糖与葡萄糖的糖基化能力。
　　方法：将不同浓度梯度的三种还原糖分别与细胞孵育，通过CCK-8检测细胞活力，流式细胞术分析细胞凋亡，蛋白质免疫印迹（Western blotting，WB）和酶联接免疫吸附剂法（enzyme-linked immuno sorbent assay，ELISA）测定胞内AGEs的含量，探究细胞活力、细胞凋亡与AGEs之间的关系。按照核糖，果糖与葡萄糖的生理浓度比例，将核糖（20mM），果糖（20mM），葡萄糖（1M）分别与牛血清白蛋白（150μM，Bovine serum albumin,BSA）孵育0-14天。通过荧光光谱法，结合邹氏计算法监测三种还原糖与BSA反应体系生成AGEs的动力学变化。通过质谱技术分析BSA中赖氨酸（Lysine,lys）和精氨酸（Arginine,arg）的糖基化修饰位点；WB和ELISA分析生成AGEs的含量；通过ANS（8-Anilino-1-naphthalenesulfonic acid）、ThT（Thioflavin T）荧光探针，圆二色谱（Circular dichroism，CD），电泳（变性/非变性），透射电镜（Transmission electron microscope，TEM）以及动态光散射（Dynamic light scatter，DLS）等实验技术，比较三种还原糖对BSA结构和特性的影响。此外，对于人血红蛋白（Human hemoglobin,hHb）的NEG，也通过上述的荧光光谱法和ThT探针法进行了初步探索。为了进一步验证核糖、果糖、葡萄糖的NEG在体内的差异，收集正常人和2型糖尿病患者（Type2diabetes mellitus,T2DM）的血清和尿液，用高效液相色谱技术（HPLC）检测其核糖、葡萄糖水平，用果糖检测试剂盒检测其果糖水平，考察三种还原糖在正常人和T2DM体内的水平差异，并分别分析三种糖和糖尿病重要诊断指标如糖化血红蛋白（Glycated hemoglobin，HbA1c）或糖化血清蛋白（Glycated serum protein，GSP）的相关性。
　　结果：核糖孵育的细胞生成了更多的AGEs，使细胞活力下降并加速细胞凋亡。同样条件下，果糖和葡萄糖对细胞无显著毒性作用。在生理浓度比例下，荧光动力学显示核糖糖基化BSA反应速率最快，葡萄糖次之，果糖最慢。质谱检测结果显示，核糖修饰的BSA有48个糖基化位点，其中有16个Lys和1个Arg特异修饰位点；葡萄糖糖基化有44个位点，其中有7个Lys特异修饰位点，而果糖糖基化有19个位点，且未检测到特异修饰位点。构象分析结果提示，核糖糖基化BSA疏水性明显下降，β-折叠显著增多，并伴有水合粒径的增大且不均一增加，葡萄糖次之，果糖无显著变化。在hHb反应体系中，核糖糖基化生成AGEs的反应速率同样最快，且β-折叠也显著增多。对于T2DM患者，核糖和葡萄糖在血清和尿液中均显著高于正常水平，并且与HbA1c或GSP的变化呈正相关。T2DM尿液果糖的结果和上述一致，但血清果糖和正常人相比无明显差异，与HbA1c和GSP的变化也无显著相关。
　　结论：在生理浓度比例下，三种还原糖糖基化BSA的反应速率排序：核糖＞葡萄糖＞果糖。核糖在HbA1c、GSP、AGEs的生成中具有重要贡献。以上工作将为糖尿病并发症的预测和诊治提供新的参考。