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糖蛋白与蛋白聚糖课件

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糖蛋白与蛋白聚糖PPT课件

糖蛋白与蛋白聚糖PPT课件
1. 大分子聚集型胞外基质蛋白聚糖
2. 小分子富含亮氨酸胞外基质蛋白聚糖
3. 跨膜胞内蛋白聚糖
CHENLI
30
黏结蛋白聚糖（syndecan-1）为细胞膜表面主 要蛋白聚糖成分
细胞表面的黏结蛋白聚糖
CHENLI
31
蛋白聚糖聚合物
透明质酸 连接蛋白
硫酸角质素 硫酸软骨素 蛋白聚糖亚基 核心蛋白
骨骺软骨蛋白聚糖聚合物
•葡萄糖(Glc) •半乳糖(Gal) •甘露糖(Man) •岩藻糖(Fuc)
•N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc) •N-乙酰半乳糖胺(GalNAc) •N-乙酰神经氨酸(NeuAc)
CHENLI
6
-D-葡萄糖 （Glc）
-D-半乳糖 （Gal）
D-甘露糖 （Man）
单糖 结构
-D-N-乙酰葡糖胺 -D-葡糖醛酸
33
四、蛋白聚糖的功能
1. 构成细胞外基质——最主要功能 在基质中蛋白聚糖和弹性蛋白、胶原蛋白
以特殊方式连接，构成基质的特殊结构。这与 细胞的粘附、迁移、增殖和分化等有关。
2. 其它功能 抗凝血(肝素) 参与细胞识别结合与分化(细胞表面的硫酸素) 维持软骨机械性能(硫酸软骨素)等
CHENLI
34
聚糖的信息分子作用
CHENLI
32
三、蛋白聚糖的合成
➢ 在内质网上合成核心蛋白多肽链，同时即 以O-连接或N-连接的方式进行聚糖加工；
➢ 在高尔基体内进行糖链延长或加工修饰；
➢ 多糖链的形成是由单糖逐个加上去的， 单糖要由UDP活化；糖醛酸由UDPGA提 供；硫酸由PAPS提供；糖胺氨基来自于 Gln。
CHENLI
CHENLI
19
二、糖蛋白分子中聚糖的功能

第19章糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质-2011

第19章糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质-2011
a. 核心
与 N-聚糖的五糖核心不同，O-GalNAc 的核 心至少有 8种，主要由内侧的 GalNAc 和外侧的 Gal 或/和 GalNAc 以不同的连接方式而组成， 也可由两个 GalNAc 组成。
1-4类核心较常见
1、3、6三类核心可只有核 心二糖组成一条糖链
3、8为H1和H2抗原(血型O) 4、9为Lewis抗原
2. 糖基化位点
N-连接糖蛋白中Asn-X-Ser/Thr三个氨基酸 残基的序列子称为糖基化位点。
3. N-连接寡糖结构（三型）
①高甘露糖型 ②复杂性 ③杂合型
都有一个五糖核心
Man Man GlcNAc GlcNAc Asn
Man
N-
聚 糖 的 结 构
高甘露糖型 ： 五糖核心以外的糖基全是 Man。
● ：Man, ▓ :GlcNAc, ★:Fuc, ▼:Glc , ◆: SA , ▲:Gal
6. 影响 N-糖基化的因素
糖蛋白的肽链上有较多的 N-糖基化位点，即 NXS／T 三联序列子，但并非所有序列子都可被 N-糖 基化，说明 N-糖基化取决于很多因素
① 肽链的亲水区的 NXS／T 才能被 N-糖基化 ② NXS／T 中 X 残基影响 N-糖基化的效率 ③ NXS／T 邻近的氨基酸残基可影响 N-糖基化 ④ NXS／T 的局部立体结构也可影响 N-糖基化 ⑤ 十四糖本身的结构改变影响 N-糖基转移
3. 对糖蛋白分拣、投送和分泌的作用
如 N-聚糖中的甘露糖-6-磷酸结构是糖蛋白 分拣到溶酶体中的标志，用衣霉素处理细胞 阻止 N-糖化，可使很多定位于细胞膜上的糖 蛋白减少。
4. 聚糖和活性糖蛋白的生物活性
大多数糖蛋白酶类去除聚糖后不影响酶活力， 但部分酶去糖化后丧失或降低酶活力；聚糖对 激素的亲和力也有影响。

糖蛋白、蛋白聚糖-和细胞外基质-Glycoprotein--…

糖蛋白、蛋白聚糖-和细胞外基质-Glycoprotein--…
乙酰葡萄糖胺等单糖。
第八页，共二十七页。
3. O-连接寡糖合成
O-连接寡糖在N-乙酰半乳糖基转移酶的作 用下，在多肽链的丝/苏氨酸的羟基上连接上N乙酰半乳基，然后逐个加上糖基直至O-连接寡糖 链的形成。
第九页，共二十七页。
二、糖蛋白寡糖链的功能
1. 对糖蛋白新生肽链的影响
参与新生肽链的折叠并维持蛋白质的正确的空间构 象；影响亚基聚合；糖蛋白在细胞内的分拣和投送。
每一步加工都由特异的糖基转移酶或糖苷酶催化完 成，糖基必须活化为UDP或UDP的衍生物。
第七页，共二十七页。
（二）O-连接糖蛋白
1. 定义
糖蛋白糖链与蛋白部分的丝/苏氨酸残基的羟基相
连，称为O-连接糖蛋白。
2. O-连接寡糖结构
O-连接寡糖有N-乙酰半乳糖与半乳糖构成核心二 糖，核心二糖可重复延长及分支，再接上岩藻糖、N-
三、蛋白聚糖的生物合成
• 在内质网上合成核心蛋白多肽链，同时在高尔基体 内进行糖链延长或加工。
• 多糖链的形成是由单糖逐个加上去的，糖醛酸 由UDPGA提供；单糖要由UDP活化；硫酸由 PAPS提供；糖胺氨基来自于Gln。
第十八页，共二十七页。
四、蛋白聚糖的功能
1. 构成细胞外基质
在基质中蛋白聚糖和弹性蛋白、胶原蛋白以特殊 方式连接，构成基质的特殊结构。这与细胞的粘附、 迁移、增殖和分化等有关。
第一节
糖蛋白
Glycoprotein
第一页，共二十七页。
定义
一种或多种糖以共价键连接到肽链上的蛋白 质。
特点
蛋白质含量较多，糖所占比例变动大，表现 为蛋白质的特性。
分布
细胞膜、溶酶体、细胞外液
第二页，共二十七页。

糖蛋白 PPT课件

糖蛋白 PPT课件
（二）O-连接糖蛋白
糖蛋白糖链与蛋白部分的丝/苏氨酸残基的羟基相 连，称为O-连接糖蛋白。
目录
（一） N—连接糖链的糖基化位点：
携带N—寡糖链的天冬酰胺也有一定 的位置特征，它总是出现在多肽链的 Asn-X—Ser或 Asn-X—Thr序列中。其 中的X可为脯氨酸以外的任意氨基酸。
目录
N—连接糖链的糖基化位点：
定义
一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋白形成的 化合物。
特点
糖占比例大，约一半以上，具有多糖性质。
分布
分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节 滑液、粘液、眼玻璃体等组织。
目录
蛋白聚糖的结构
组成
核心蛋白
葡萄糖胺
糖胺 糖胺聚糖
半乳糖胺 葡萄糖醛酸
糖醛酸 艾杜糖醛酸
目录
一、重要的糖胺聚糖
糖胺聚糖由二糖单位重复连接而成，不分支。
目录
二、糖蛋白寡糖链的功能
1. 对糖蛋白新生肽链的影响
参与新生肽链的折叠并维持蛋白质的正确 的空间构象；影响亚基聚合；糖蛋白在细胞内 的分拣和投送。
2. 对糖蛋白的生物活性的影响
保护糖蛋白不受蛋白酶的水解，延长其半衰期。
3. 参与分子的识别作用
目录
第二节 蛋白聚糖
Proteoglycan
目录
概述
目录
N—糖链的分类：
目录
糖蛋白中，肽链部 分的丝氨酸和苏氨酸含量常可达到氨基酸 总数的50％。这种糖蛋白的糖链中不具有 共同的核心序列，常见的核心至少有8种， 因此糖链的结构相互之间差异较大。
目录
O—连接糖链的糖基化位点：
O—连接糖链的糖基化位点通常存在 于糖蛋白分子表面丝氨酸和苏氨酸比较 集中且周围常有脯氨酸的序列中。

第04章 糖蛋白与蛋白聚糖

第04章 糖蛋白与蛋白聚糖

(3) 糖链结构分析：
已发展了一系列技术，可对糖链中每个单糖残基的异头结构 (α或β)、环式结构类型(p或f)以及与其它糖残基连接键的位置进 行测定。这些方法包括外切糖苷酶消化，利用特异性极高的外切糖 苷酶水解糖链，再用HPLC、HPTLC (high- performance thinlayer chromatography)和HPCE(high-performance capillary electrophoresis)成套仪器进行检测，精度达fmol～pmol级，可得 到糖基连接链位置的信息。由于可用的高专一性外切糖苷酶种类有 限，这种方法的应用有很大的局限性。甲基化分析法利用甲基化等 修饰反应制备糖衍生物，经GLC与质谱仪联用进行检测，精度可达 0.1～10 pmol，可鉴定和定量残基上特定位点取代以及糖的环式构 型。质谱法在糖结构分析中可测定糖环上键的类型与位置，如采用 FAB(fast-atom bombardment)、LSIMS(liquid secondary ion mass spectrometry)和MS／MS(tandem mass spectrometry)，检测 精度可达fmol～pmol水平。NMR(nuclear maqnetic resonance)用 于糖结构分析可测定糖基的异头构型和键的位置，精度达10pmol～ n mol水平，最显著的优点是无需制备糖衍生物。
4.2.1
4.2.1.1
糖蛋白的结构
糖蛋白结构研究
糖蛋白的结构研究包括蛋白质部分的结构 测定和糖链部分的结构测定。
表4-1 糖蛋白中糖链数目与间距的变动
糖蛋白 血清糖蛋白 α1-酸性糖蛋白 胎球蛋白 4 6 糖链数目 糖链平均间距 51 60 113
人触珠蛋白

四、糖蛋白和蛋白聚糖

四、糖蛋白和蛋白聚糖

三、糖链与蛋白质的连接
两种形式： N-连接 O-连接
（一） N-连接
N-糖链：寡糖中的β构型的N-乙酰葡糖胺与肽链中Asn-X-Ser/Thr(X为除 脯氨酸外的所有氨基酸)模序中的天冬酰胺残基的酰胺N连接。
Asn：天冬酰胺； Ser：丝氨酸 Thr：苏氨酸 可分为高甘露型、复杂型和杂合型 广泛存在于血浆蛋白和膜蛋白
和细胞核内，也可出细胞，构成细胞外基质。 • 都由共价键连接的蛋白质和糖两部分组成 • 但是，糖蛋白中蛋白质大于糖，而蛋白聚糖则相反。
二、糖链结构的多样性
组成糖蛋白分子中糖链的单糖有8种多为D型： 葡萄糖、半乳糖、甘露糖、岩藻糖、唾液酸、N-乙酰半乳糖胺、 N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰神经氨酸
两种糖苷键： α、β 多种糖环结构：六元环（吡喃）、五元环（呋喃） 寡糖链（二糖以上）可形成支链 ➢ 以上因素的排列组合使糖链异构体达到天文数字。
§4.糖蛋白
一、 糖蛋白的存在
糖蛋白是由一种或多种糖通过共价键与肽链氨基酸残基结合而成的复合蛋白 质。
有若干条糖链，每条不超过15个单糖（残基） >1/3的人体内蛋白是糖蛋白，特别是胰蛋白和分泌蛋白
➢糖蛋白与蛋白聚糖的异同点 • 都是由真核细胞合成的，分布于细胞表面、细胞内分泌颗粒
Threonine,Thr
四、糖链的生物功能
参与新生肽链的折叠 影响寡聚蛋白亚基的构象及亚基之间的相互识别而发生的缔合 参与糖蛋白的转运与分泌 增强糖蛋白的稳定性 N-糖链最重要功能参与分子识别和细胞识别
§3.2 蛋白聚糖
一、蛋白聚糖的存在 主要存在于细胞外基质
二、结构特点 1、由蛋白质与一条或多条聚糖通过共价键相连的化合物。 2、蛋白聚糖的糖链称糖胺聚糖，由二糖重复单位组成。 3、与糖胺聚糖共价结合的蛋白质称为核心蛋白 4、糖的比重超过蛋白质，可高达95%以上 5、每条糖链平均约80个单糖。 6、糖胺聚糖包括（透明质酸，硫酸软骨素A、B、C，肝素，硫酸类肝素及硫酸角质素等，它们都由氨基己糖与糖

第19章糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质

第19章糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质

N-乙酰氨基葡萄糖以共价键方式结合于蛋白质
的Ser/Thr残基上。
目录
O-GlcNAc 糖基化蛋白质的解离需要特异性 的β-N- 乙酰氨基葡萄糖酶 (O-GlcNAcase) 作 用， O-GlcNAc 糖基化与去糖基化是个动态
可逆的过程。
O-GlcNAc 糖 基 化 位 点 常 位 于 蛋 白 质 Ser/Thr 磷酸化位点处或其邻近部位。糖基 化后即会影响磷酸化的进行，反之亦然。
目录
（二）Fn的功能
参与许多生理活动，例如：细胞的形态、 增殖、分化及个体发育、生殖、信息传递、凝
血、组织修复等。
目录
三、层粘连蛋白

层粘连蛋白(laminin, Ln)由三条多肽链组成的 多结构域构成的糖蛋白，即Ⅳ型胶原基质。 分布在所有组织的基膜上。

目录
（一）层粘连蛋白分子结构
• 由三条多肽链（1 条 A 链和 2 条 B 链） 通过二硫键构成，

特异的聚糖结构被细胞用来编码若干重要信 息，诸如糖蛋白的胞内定向转运、细胞与细 胞的相互作用、组织与器官发育以及细胞外 信号转导等。 每一聚糖都有一个独特的能被蛋白质阅读， 并与蛋白质相结合的三维空间构象，即糖密 码(sugar code)。

目录
第三节
细胞外基质
Extracellular Matrix, ECM
C
O
目录
二、纤连蛋白

纤连蛋白 (fibronectin, Fn) 是广泛存在于细胞 外基质、基底膜和各种体液（血浆、组织间 液、淋巴液、关节腔滑液、羊水）中的一种 多功能糖蛋白。 多为二聚体形式，也有以多聚体形式存在。

目录
（一）Fn的分子结构：

第19章糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质

第19章糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质
的结合。
目录
第二节
蛋白聚糖
Proteoglycan
目录
➢ 蛋白聚糖是一条或多条糖胺聚糖以共价键与核 心蛋白形成的大分子糖复合物化合物。
➢ 糖占比例大，约一半以上，具有多糖性质。 ➢ 分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节滑液、
粘液、眼玻璃体等组织。
目录
蛋白聚糖的结构
组成
核心蛋白
葡萄糖胺
糖胺 糖胺聚糖
第19章
糖蛋白、蛋白聚糖 和细胞外基质
Glycoprotein, Proteoglycan and Extracellular Matrix
目录
单糖
糖类 多糖
糖蛋白(glycoprotein)
糖复合物 (glycoconjugates)
蛋白聚糖(proteoglycan)
糖脂(glycolipids)
➢ 不同胶原蛋白C端非螺旋结构域能产生不同内源 性血管生成抑制剂，它们都有显著的抑制血管 内皮细胞生长和迁移、抑制肿瘤细胞增殖和迁 移等作用。
目录
内源性血管生成抑制剂种类和来源
内源性血管生成抑制剂 内皮抑素(endostatin) 休眠蛋白(restin) 内皮生长抑制蛋白(vastatin) 阻碍蛋白(arrestin) 肿瘤抑素(tumstatin) 血管能抑素(canstatin)
目录
四、蛋白聚糖是细胞间基质重要成分
1. 构成细胞外基质 在基质中蛋白聚糖和弹性蛋白、胶原蛋白
以特殊方式连接，构成基质的特殊结构。这与 细胞的粘附、迁移、增殖和分化等有关。 2. 其它功能
抗凝血（肝素） 参与细胞识别结合与分化（细胞表面的硫酸素） 维持软骨机械性能（硫酸软骨素）等
目录
聚糖作为信息分子作用 ➢ 特异的聚糖结构被细胞用来编码若干重要信 息，诸如糖蛋白的胞内定向转运、细胞与细 胞的相互作用、组织与器官发育以及细胞外 信号转导等。 ➢ 每一聚糖都有一个独特的能被蛋白质阅读， 并与蛋白质相结合的三维空间构象，即糖密 码(sugar code)。

第04章 糖蛋白与蛋白聚糖

第04章 糖蛋白与蛋白聚糖

(1)复合糖的分类：
复 合 糖 (complex carbohydrate) 可 分 为 聚 糖 (glycam)和糖缀合物或糖复合物(glycoconjugate)。其 中 聚 糖 包 括 同 聚 糖 (homoglycan) 和 杂 聚 糖 (heteoglycan) ； 糖 缀 合 物 则 包 括 糖 肽 复 合 物 (glycopeptede complex) 、 糖 脂 复 合 物 (glycolipid complex)和糖-核酸复合物(carbohydrate-nucleic acid complex)。糖肽复合物可分为肽聚糖(peptideglycan)或 胞 壁 质 (murein) ， 是 细 菌 细 胞 壁 结 构 材 料 ； 糖 蛋白 (glycoprotein)和蛋白聚糖(proteoglycan)。糖脂可分为 糖 鞘 脂 (glycosphingolipid) 、 糖 基 酰 基 甘 油 (glycosylacylglyceride)和脂多糖(lipopolysaccharide)。
(4) 糖缀合物的许多重要的性质和 功能与其糖链特有的结构密切相关，
为了便于表现糖链的结构，我们将采用一 套流行的简化符号系统(图4.1)，标明糖 链单糖之间的连接方式及其修饰状况。
图4.1 推 荐的描述 糖链结构 的简化符 号与惯例
以一个复杂型 分枝的双天线 N-聚糖为例。 除L-Fuc和LIdoA外，其余 糖基均为D-型； 糖链中的单糖 都是吡喃型(六 元环)的；除 Sia的糖苷链从 C2开始，其余 糖基的糖苷链 均从C1开始。
(3) 聚糖结构的复杂性：
糖蛋白和蛋白聚糖的聚糖部分尽管由上述为数有限的 几种单糖组成，但每种单糖有吡喃式与呋喃式结构之分， 异头碳有α-与β-型之分，每个单糖有多个羟基，可能以 不同的方式形成糖苷键和分枝结构。两种不同的氨基酸可 形成两种二肽；3种不同的氨基酸可形成6种三肽；6种不 同的氨基酸可产生176种六肽。而两种相同的己糖可能形 成11种二糖；三种相同的己糖可产生176种三糖；6种不同 的己糖则能形成109 种六糖，如带有分枝六糖的数目可达 1012个。如果考虑到糖残基不同部位进一步修饰：磷酸化、 硫酸化、氨基化、乙酰化、糖基内部脱水成内醚等，聚糖 的 数目无疑会更大。聚糖结构的复杂性增加了研究工作 的难度，同时暗示它可以蕴含更多的信息，成为生物信息 的理想载体。

糖蛋白、蛋白聚糖

糖蛋白、蛋白聚糖
如己醛糖分子中有四个手性碳原子，有24=16 个立体异构体；己酮糖分子中有三个手性碳原 子，有23=8个旋光异构体。
单糖构型通常采用D、L构型标记法标记，即以甘油醛 为标准，一般距羰基最远的一个手性碳上的羟基与D-(+)甘油醛构型相同，即在Fischer投影式的右侧，即为D型。 反之即为L型。自然界中存在的单糖绝大多数是D型，L型 极少。
（3）作为胞外基质的结构蛋白质，如，胶原蛋 白，层粘蛋白和纤连蛋白也是糖蛋白。
（4）其他，如：核糖核酸酶、卵清蛋白、鱼的 抗冻蛋白都含有糖链。
2. 糖蛋白的含糖量
不同的糖蛋 白中含糖量 变化很大， 通常糖成分 占糖蛋白重 量的1%到 80% 。
糖蛋白 胶原蛋白 免疫球蛋白( IgG ) 核糖核酸酶B 胎球蛋白 血清α-酸性糖蛋白 颌下腺粘蛋白 人红细胞膜的血型糖蛋白 人卵泡囊糖蛋白 胃粘蛋白
糖生物学一般较为广义地认为是，研究 自然界中广泛分布的糖(糖链或聚糖)的结 构、生物合成和生物学。
然而，在一些专著中，研究和讨论的对 象却更多地聚焦在一些重要的复合糖 类——糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂等—— 的糖链的生物学意义。
糖组学(glycomics)
在基因组/基因组学问世后，首先紧随其 后的是1995 年出现的蛋白质组/蛋白质组 学。不久，各种“组/组学”竞相登场， 其中包括糖组/糖组学。
C H2O H
CH2O H
H H
OH
H H
O OH
OH H HO
O
OH H H
H
OH
H
OH
麦芽糖（β型） O-α-D-吡喃葡糖基-(1→4)-β-D-吡喃葡糖
3．多糖(polysaccharide)
多糖是水解时产生20个以上单糖分子的糖 类。包括： 均一性多糖：水解时产生一种单糖或单糖衍生 物，如淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁 质(壳多糖)等。 不均一性多糖：水解时产生一种以上的单糖或/ 和单糖衍生物，如糖胺多糖类(透明质酸、硫 酸软骨素、硫酸皮肤素等)

第九章 糖蛋白与蛋白聚糖PPT课件

第九章 糖蛋白与蛋白聚糖PPT课件

½ 生物体蛋白是糖蛋白或蛋白多糖，包括酶、激素、 膜蛋白、血浆蛋白、结构蛋白、毒素等
生物界已发现 200 多种单糖，但只有 11 种出现在糖
蛋白或蛋白多糖中
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3
糖蛋白或蛋白多糖中的单糖
己糖： 半乳糖 ( Gal )、葡萄糖 ( Glc )、甘露糖 ( Man )
脱羟己糖： L－岩藻糖 ( Fuc )
❖ 人体内的蛋白质至少有 1/3 是糖蛋白，存在于各种 组织和不同细胞中，特别在细胞表面膜上含量丰富。 绝大多数血浆蛋白质也是糖蛋白
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5
一、糖蛋白中聚糖的分类和结构 二、糖蛋白中聚糖的代谢 三、糖蛋白中聚糖的功能
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6
一、糖蛋白中聚糖的分类和结构
1. 糖蛋白和糖基或糖链部 2. 分的连接方式和分类 2. 糖蛋白中聚糖的结构
精品ppt
7
1. 糖蛋白和糖基或糖链部分的 连接方式和分类
⑴ O-连接糖基或糖链
糖基或糖链的还原端与蛋白质肽链中 Ser、Thr 或羟赖 氨酸残基中羟基的氧原子（O）相连接
这类连接方式很容易被稀碱水解。可分以下两种方式
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8
① 糖基和羟赖氨酸的 OH 连接
这类糖基只存在于胶原中，只有一个半乳糖（Gal ）或 其外侧再连有葡萄糖（Glc），组成 Glc-Gal 二糖
核酸蛋白质化学
生命科学技术学院
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1
第九章 糖蛋白与蛋白聚糖
第一节 糖蛋白 第二节 蛋白聚糖
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2
聚糖 ( glycan ) 是聚合寡糖 ( oligosaccharide ) 或聚合 多糖 (polysaccharide) 的总称。它可以游离形式存在， 如很多植物中的杂多糖 ( heteropolysaccharide )；也可以 糖复合物 ( glycocon-jugate ) 的形式存在，如糖蛋白 ( glycoprotein )、糖脂 ( glycolipid ) 和蛋白聚糖 （ proteoglrcan )。其中糖脂一般不属于生物大分子

第04章 聚糖的结构与功能(共39张PPT)

第04章 聚糖的结构与功能(共39张PPT)
✓过程：① 在GalNAc转移酶催化下，将UDP-
GalNAc中的GalNAc转移至多肽链的丝/苏
氨酸的羟基上，形成O-连接；
② 在相应的糖基转移酶作用下，GalNAc上
逐个加上糖基，直至O-连接寡糖链形成
五、蛋白质β-N-乙酰葡糖胺的糖基化是 可逆的单糖基修饰
➢ β-N-乙酰葡糖胺(β-N-acetylglucosamine，O-GlcNAc)糖 基化修饰，主要发生于膜蛋白和分泌蛋白;
• 肝素(heparin)和硫酸类肝素(heparan sulfate)
二、核心蛋白
➢ 核心蛋白〔core protein〕为与糖胺聚糖链共价 结合的蛋白质。
➢ 核心蛋白均含有相应的糖胺聚糖取代结构域，一 些蛋白聚糖通过这一结构域锚定在细胞外表或细 胞外基质的大分子中。
根据核心蛋白和糖链成分的差异，蛋白聚 糖分为3类：
➢ 糖占比例大，约一半以上，具有多糖性质。
➢ 分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节滑液、 粘液、眼玻璃体等组织。
l 蛋白聚糖的结构
核心蛋白 糖胺聚糖
糖胺
葡萄糖胺 半乳糖胺
糖醛酸
葡萄糖醛酸 艾杜糖醛酸
-D-葡糖醛酸
〔GlcUA〕
-L-艾杜糖醛酸
( IdoUA〕
单糖结 构
-D-葡糖胺
〔GlcN〕
-D-半乳糖胺
鞘糖脂分子中的单糖主 要为： 葡萄糖、半乳糖、N-乙 酰葡萄糖胺、N-乙酰半乳
糖胺、岩藻糖和唾液酸
目录
根据分子中是否含有唾液酸或硫酸基成 分，鞘糖脂可分为：
中性鞘糖脂和酸性鞘糖脂
〔一〕脑苷脂(cerebroside)是不含唾液酸的中性 鞘 糖脂
〔二〕硫苷脂(sulfatide)是指糖基局部被硫酸化的 酸性鞘糖脂
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蛋白部分的丝/苏氨酸残基的羟基相连， 称为O-连接糖蛋白。
O-连接聚糖结构 由N-乙酰半乳糖胺和半乳糖构成核心
二糖，核心二糖可重复延长及分支，再接上 岩藻糖、N-乙酰葡萄糖胺等单糖。
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16
O-连接聚糖合成
✓特点：先合成多肽链，再加工糖链
✓不需载体
✓过程：① 在GalNAc转移酶催化下，将UDPGalNAc中的GalNAc转移至多肽链的 丝/苏氨酸的羟基上，形成O-连接；
•葡萄糖(Glc) •半乳糖(Gal) •甘露糖(Man) •岩藻糖(Fuc)
•N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc) •N-乙酰半乳糖胺(GalNAc) •N-乙酰神经氨酸(NeuAc)
学习交流PPT
6
-D-葡萄糖 （Glc）
-D-半乳糖 （Gal）
D-甘露糖 （Man）
单糖 结构
-D-N-乙酰葡糖胺 -D-葡糖醛酸
② 在相应的糖基转移酶作用下，GalNAc 上逐个加上糖基，直至O-连接寡糖链 形成
学习交流PPT
17
（四）蛋白质β-N-乙酰氨基葡萄糖基化
➢ β-N-乙酰氨基葡萄糖(β-N-acetylglucosamine， OGlcNAc)糖基化修饰，主要发生于膜蛋白和分泌蛋 白;
➢ 通过O-GlcNAc糖基转移酶(O-GlcNAc transferase, OGT)作用，将β-N-乙酰氨基葡萄糖以共价键方式 结合于蛋白质的Ser/Thr残基上;
3
第一节
糖蛋白
Glycoprotein
学习交流PPT
4
糖蛋白
➢ 一种或多种糖以共价键连接到肽链上的蛋白质
➢ 蛋白质含量较多，糖所占比例变动大， 表现为蛋白质的特性
➢ 分布：细胞膜、溶酶体、细胞外液
学习交流PPT
5
一、糖蛋白糖链的结构
（一）糖蛋白聚糖分为N-连接型和O-连接型两种
聚糖中单糖的种类：
➢ 糖占比例大，约一半以上，具有多糖性质。
➢ 分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节 滑液、粘液、眼玻璃体等组织。
ห้องสมุดไป่ตู้
学习交流PPT
25
➢蛋白聚糖的结构
核心蛋白 糖胺聚糖
糖胺
葡萄糖胺 半乳糖胺
糖醛酸
葡萄糖醛酸 艾杜糖醛酸
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一、糖胺聚糖
糖胺聚糖（glycosaminoglycan, GAG）是 由己糖胺和己糖醛酸构成的重复二糖单位。
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二、糖蛋白分子中聚糖的功能
（一）聚糖可影响糖蛋白生物活性
➢ 保护糖蛋白不受蛋白酶的水解，延长其半衰期； ➢ 起屏障作用，影响糖蛋白的作用； ➢ 聚糖还可以避免蛋白质中抗原决定簇被免疫系统
识别而产生抗体。
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（二）糖蛋白聚糖加工可参与新生肽链折叠
➢ 参与新生肽链的折叠并维持蛋白质的正确 的空间构象；
➢ 主要存在于细胞质或细胞核中
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➢ O-GlcNAc糖基化蛋白质的解离需要特异性 的 β-N- 乙 酰 氨 基 葡 萄 糖 酶 (O-GlcNAcase) 作 用，O-GlcNAc糖基化与去糖基化是个动态 可逆的过程。
➢ O-GlcNAc 糖 基 化 位 点 常 位 于 蛋 白 质 Ser/Thr磷酸化位点处或其邻近部位。糖基 化后即会影响磷酸化的进行，反之亦然。
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N-连接糖蛋白的聚糖类型
①高甘露糖型 ②复杂型 ③杂合型
都有一个五糖核心
Man Man
Man
GlcNAc GlcNAc Asn
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N-连接聚糖的合成——共翻译过程
➢ 细胞定位：内质网和高尔基体 ➢ 载体：长萜醇 ➢ 过程：① 合成含14糖基的寡糖链
② 转移至肽链的糖基化位点上 ③ 进一步在内质网和高尔基体进行加工 ➢ 酶：糖基转移酶或糖苷酶催化
注意：糖基必须活化为UDP或GDP的衍生物
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学习交流PPT 长萜醇-P-P聚糖的合成
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3型N-聚糖的加工过程
复杂型
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（三）O-连接糖蛋白
定义 糖蛋白聚糖中的N-乙酰半乳糖胺与
第十九章
糖蛋白、蛋白聚糖 和细胞外基质
Glycoprotein, Proteoglycan and Extracellular Matrix
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单糖
寡糖
糖类
多糖
糖蛋白(glycoprotein)
糖复合物
蛋白聚糖(proteoglycan)
(glycoconjugates)
糖脂(glycolipids)
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糖生物学（glycobiology）
研究糖的分子结构、合成及生物功能的 新兴学科。
糖组和糖组学（Glycome and Glycomics）
糖组：为单一细胞或生物体中的整套聚糖 糖组学：研究包括聚糖种类、结构鉴定、糖基化 位点分析、蛋白质糖基化的机制和功能等的科学
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O-连接：
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（二）N-连接糖蛋白
定义：
糖蛋白聚糖中的N-乙酰葡糖胺与蛋白 部分的Asn-X-Ser序列的天冬酰胺氮以共价 键连接称N-连接糖蛋白。
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N-连接糖蛋白的糖基化位点 N-连接糖蛋白中Asn-X-Ser/Thr三个
氨基酸残基的序列子称为糖基化位点。
糖蛋白分子中聚糖结构的不均一性称为 糖型(glycoform)。
（GlcNAc）
（GlcUA）
-L-艾杜糖醛酸 ( IdoUA）
-D-葡糖胺 （GlcN）
-D-N-乙酰半乳糖胺 （GalNAc）
-L-岩藻糖 （Fuc）
唾液酸 （SA）
-D-N-乙酰葡糖胺-尿苷二磷酸 （GlcNAc-UDP）
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糖蛋白糖链的N-连接型和O-连接型
N-连接： 连接 方式
➢ 糖蛋白的糖基化与肽链的折叠及分拣密切 相关 。
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（三）糖蛋白聚糖可参与维系亚基聚合
具有功能的糖蛋白的二聚体，往往依靠 糖-蛋白或糖-糖相互作用维系亚基的聚合和 构象。
（四）聚糖对蛋白质在细胞内的分拣、投送 和分泌中的作用
有些蛋白质的投送信号存在于肽链内， 但有些是与其糖链有关。
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（五）糖蛋白聚糖具有分子间的识别作用
➢ 聚糖中单糖分子连接的多样性是聚糖起到 分子识别作用的基础；
➢ 受体与配体识别和结合 也需聚糖的参与；
➢ 细胞表面糖复合物的聚 糖还能介导细胞-细胞 的结合。
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第二节
蛋白聚糖
Proteoglycan
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➢ 蛋白聚糖是一条或多条糖胺聚糖以共价键与 核心蛋白形成的大分子糖复合物