第3章糖复合物

1、目目 录录第第 三三 章章目目 录录糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂、细胞外基质糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂、细胞外基质（胶原蛋白、透明质酸）（胶原蛋白、透明质酸）在糖基化转移酶的作用下合成各种不同功能的糖复合物，供能、支撑、介导细胞粘连和识别。目目 录录目目 录录一种或多种一种或多种糖糖以以共价键共价键连接到肽链上连接到肽链上形成的形成的结合蛋白质结合蛋白质。蛋白质含量较多，糖所占比例变动大，蛋白质含量较多，糖所占比例变动大，表现为蛋白质的特性表现为蛋白质的特性。概概 述述分布于细胞膜、溶酶体、细胞外液。某些血浆蛋白、激素、胶分布于细胞膜、溶酶体、细胞外液。某些血浆蛋白、激素、胶原蛋白以及细胞质膜、高尔基复

2、合体膜、微粒体膜上的蛋白质。原蛋白以及细胞质膜、高尔基复合体膜、微粒体膜上的蛋白质。目目 录录A、B、O、AB型；型；MM、NN、MN型。分别含有相应的抗原型。分别含有相应的抗原溶血和溶菌反应中必不可少的免疫球蛋白，热不稳定溶血和溶菌反应中必不可少的免疫球蛋白，热不稳定视紫红质在光照时可分解为视蛋白和视黄醛。在亮处分解，在暗处合成。消耗的视视紫红质在光照时可分解为视蛋白和视黄醛。在亮处分解，在暗处合成。消耗的视黄醛可通过维生素黄醛可通过维生素A来补充。维生素来补充。维生素A不足，影响人的暗视觉，引起夜盲症。不足，影响人的暗视觉，引起夜盲症。目目 录录与糖链相连的氨基酸具有特殊的序列；与糖链相连

3、的氨基酸具有特殊的序列；单糖有很多种；单糖有很多种；包括包括葡萄糖葡萄糖(Glu)、半乳糖、半乳糖(Gal)、甘露糖甘露糖(Man)、N-乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺(GalNAc)、岩藻糖、岩藻糖(Fuc)、N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)、N-乙酰神经氨乙酰神经氨酸酸(NeuAc)。又称唾液酸（又称唾液酸（sialic acid, SA)糖分子有糖分子有 、构型；构型；糖链的长短也不同。糖链的长短也不同。复杂、多样！复杂、多样！连接方式连接方式N-连接连接：O-连接连接：根据糖蛋白分解产生的糖肽的结构，将糖链分为：目目 录录目目 录录（一）（一）N-连接糖蛋白连接糖蛋白1. 定义定

4、义糖蛋白的糖链与蛋白部分的糖蛋白的糖链与蛋白部分的Asn-X-Ser序列序列的天氡酰胺氮以共价键连接称的天氡酰胺氮以共价键连接称N- -连接糖蛋白。连接糖蛋白。2. 糖基化位点糖基化位点N- -连接糖蛋白中连接糖蛋白中Asn-X-Ser/Thr三个氨基酸三个氨基酸残基的序列子称为残基的序列子称为糖基化位点糖基化位点。天冬酰胺 丝/苏N-乙酰葡萄糖胺的异头碳与天冬酰胺残基的乙酰葡萄糖胺的异头碳与天冬酰胺残基的位酰胺氮原子位酰胺氮原子可有多个糖基化位点，能否连接取决于周围的立体结构。目目 录录3. N-连接聚糖结构（三型）连接聚糖结构（三型）高甘露糖型高甘露糖型复杂性复杂性杂合型杂合型都有一个都有

5、一个五糖核心五糖核心ManManManGlcNAcGlcNAcAsn目目 录录 A B C 高甘露糖型 复杂型 杂合型antenna目目 录录4. N-连接聚糖的合成连接聚糖的合成N-连接聚糖是在内质网上以连接聚糖是在内质网上以长萜醇长萜醇作为作为糖链载体，在糖基化转移酶的作用下糖链载体，在糖基化转移酶的作用下先合成先合成含含14糖基的寡糖链糖基的寡糖链，然后转移至肽链的糖基然后转移至肽链的糖基化位点上化位点上，进一步在内质网和高尔基体进行，进一步在内质网和高尔基体进行加工而成，先除去葡萄糖和部分甘露糖，再加工而成，先除去葡萄糖和部分甘露糖，再加上各型的单糖。加上各型的单糖。每一步加工都由特异

6、的每一步加工都由特异的糖基转移酶糖基转移酶或糖或糖苷酶催化完成，糖基必须活化为苷酶催化完成，糖基必须活化为UDP或或UDP的衍生物。的衍生物。目目 录录（二）（二）O- -连接糖蛋白连接糖蛋白1. 定义定义糖蛋白糖链与蛋白部分的糖蛋白糖链与蛋白部分的丝丝/ /苏氨酸残基苏氨酸残基的羟基相连的羟基相连，称为，称为O- -连接糖蛋白。连接糖蛋白。 2. O- -连接寡糖结构连接寡糖结构O-连接寡糖有连接寡糖有N- -乙酰半乳糖与半乳糖构成乙酰半乳糖与半乳糖构成核心二糖核心二糖，核心二糖可重复延长及分支，再接，核心二糖可重复延长及分支，再接上岩藻糖、上岩藻糖、N- -乙酰葡萄糖胺等单糖。乙酰葡萄糖胺

7、等单糖。尚无确切的糖基化位点，通常存在于丝尚无确切的糖基化位点，通常存在于丝/ /苏和脯氨酸苏和脯氨酸比较集中的比较集中的 转角处。转角处。目目 录录 3. O- -连接寡糖合成连接寡糖合成O-连接寡糖在连接寡糖在N-N-乙酰半乳糖基转移乙酰半乳糖基转移酶的作用下，在酶的作用下，在多肽链的丝多肽链的丝/ /苏氨酸的苏氨酸的羟基上连接上羟基上连接上N- -乙酰半乳基，然后逐个乙酰半乳基，然后逐个加上糖基直至加上糖基直至O- -连接寡糖链的形成。连接寡糖链的形成。目目 录录 对糖蛋白理化的影响对糖蛋白理化的影响 稳定蛋白质构象，防止糖蛋白被稳定蛋白质构象，防止糖蛋白被水解，延长半衰期。绝大多数糖蛋

8、白的水解，延长半衰期。绝大多数糖蛋白的生物学活性不需要寡糖部分。生物学活性不需要寡糖部分。 2. 2. 生物识别功能生物识别功能 例如，糖是糖蛋白激素认识靶细例如，糖是糖蛋白激素认识靶细胞受体的标记。胞受体的标记。目目 录录糖链结构与功能的关系糖链结构与功能的关系 具有种属专一性和器官专一性。从牛血清具有种属专一性和器官专一性。从牛血清纯化的纤连蛋白与人的不同。纯化的纤连蛋白与人的不同。4. 对糖蛋白新生肽链的影响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；糖蛋白在细胞内的空间构象；影响亚基聚合；糖蛋白在细胞内的分

9、拣和投送。分拣和投送。5. 恶变细胞糖链结构发生改变恶变细胞糖链结构发生改变 例如，慢性白血病患者的白细胞的糖肽，唾例如，慢性白血病患者的白细胞的糖肽，唾液酸与己糖的比值较正常白细胞显著降低，支链液酸与己糖的比值较正常白细胞显著降低，支链中中N乙酰葡萄糖基转移酶的水平增加。乙酰葡萄糖基转移酶的水平增加。目目 录录目目 录录糖占比例大，约糖占比例大，约95%95%以上，具有以上，具有多糖性质多糖性质。分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节滑液、粘液、眼玻璃体等组织。滑液、粘液、眼玻璃体等组织。概概 述述糖胺和糖醛酸构成的二糖重复单位，不分支糖胺和糖醛酸构成的二糖

10、重复单位，不分支大量的羧基和硫酸基使其带有大量负电荷大量的羧基和硫酸基使其带有大量负电荷可吸收大量水而具有粘性和弹性，具有稳定和支撑细胞的作用可吸收大量水而具有粘性和弹性，具有稳定和支撑细胞的作用目目 录录组成组成核心蛋白核心蛋白糖胺聚糖糖胺聚糖糖胺糖胺糖醛酸糖醛酸葡萄糖胺葡萄糖胺半乳糖胺半乳糖胺葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸艾杜糖醛酸艾杜糖醛酸二糖重复单位二糖重复单位硫酸软骨素类硫酸软骨素类硫酸皮肤素硫酸皮肤素硫酸角质素硫酸角质素透明质酸透明质酸肝素和硫酸类肝素肝素和硫酸类肝素含大量羧基、硫含大量羧基、硫酸基团等负电基酸基团等负电基团，亲水性强，团，亲水性强，有粘性和弹性，有粘性和弹性，稳定和支持细胞

11、稳定和支持细胞6 6种重要的种重要的糖胺聚糖糖胺聚糖 目目 录录目目 录录二、核心蛋白二、核心蛋白定义定义与糖胺聚糖链共价结合的蛋白质。与糖胺聚糖链共价结合的蛋白质。核心蛋白均含有相应的核心蛋白均含有相应的结合糖胺聚糖的结构域结合糖胺聚糖的结构域，一些蛋白聚糖通过这一结构锚定在细胞表面或一些蛋白聚糖通过这一结构锚定在细胞表面或细胞外基质的大分子中。细胞外基质的大分子中。目目 录录在内质网上在内质网上合成核心蛋白多肽链合成核心蛋白多肽链，同，同时在高尔基体内时在高尔基体内进行糖链延长或加工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，多糖链的形成是由单糖逐个加上去的，糖醛酸由糖醛酸由UD

12、PGA提供；单糖要由提供；单糖要由UDP活化；硫酸由活性硫酸活化；硫酸由活性硫酸PAPS提供；糖提供；糖胺氨基来自于胺氨基来自于Gln（谷氨酰胺）。（谷氨酰胺）。目目 录录1. 构成细胞外基质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。的粘附、迁移、增殖和分化等有关。2. 参与维持体内水和电解质的平衡参与维持体内水和电解质的平衡 老年人皮肤中糖胺聚糖解聚，分子质量减少，所老年人皮肤中糖胺聚糖解聚，分子质量减少，所以水分减少；以水分减少

13、； 炎症时局部透明质酸含量增高，导致水肿。炎症时局部透明质酸含量增高，导致水肿。 目目 录录目目 录录目目 录录蛋白聚糖与糖蛋白的区别蛋白聚糖与糖蛋白的区别目目 录录目目 录录定义定义细胞外由细胞外由结构蛋白结构蛋白（纤维状胶原蛋白、弹性蛋（纤维状胶原蛋白、弹性蛋白）、白）、专一蛋白专一蛋白（纤连蛋白、层粘连蛋白）和（纤连蛋白、层粘连蛋白）和蛋白聚蛋白聚糖糖（透明质酸）以不同比例组成成分复杂的细胞间质（透明质酸）以不同比例组成成分复杂的细胞间质 。分布分布各组织细胞和细胞之间的胞间隙或胞间膜。各组织细胞和细胞之间的胞间隙或胞间膜。主要成分主要成分胶原胶原 (collagen)纤连蛋白纤连蛋白

14、(fibronectin, Fn)层粘蛋白层粘蛋白 (laminin, Ln)目目 录录1. 定义定义由结缔组织细胞由结缔组织细胞成纤维细胞所分泌的成纤维细胞所分泌的结缔结缔组织胶原蛋白和组织胶原蛋白和某些上皮细胞分泌某些上皮细胞分泌的某些类型的胶的某些类型的胶原蛋白。原蛋白。2. 胶原的分子组成胶原的分子组成由由 、 、 三个组分构成。三个组分构成。 、 分别为分别为 链的二链的二聚和三聚体。聚和三聚体。 又分为又分为 1 1、 2 2、33、 44。胶原共有。胶原共有2020多型。多型。目目 录录3. 胶原的结构特点胶原的结构特点胶原蛋白由胶原蛋白由3 3条肽链以条肽链以 右手螺旋形成棒状

15、右手螺旋形成棒状结构。结构。 每一螺距由每一螺距由3.33.3个氨基酸组成个氨基酸组成，螺旋，螺旋半径很小半径很小，只能，只能容纳氢原子，任何比氢小的氨基酸侧链均可破坏三螺容纳氢原子，任何比氢小的氨基酸侧链均可破坏三螺旋的形成，旋的形成，甘氨酸甘氨酸 的存在是形成三螺旋的重要条件的存在是形成三螺旋的重要条件。目目 录录富含甘氨酸（占富含甘氨酸（占1/31/3）和脯氨酸）和脯氨酸（占（占1/41/4），），特含有羟赖氨酸和羟脯氨酸，缺色氨酸和半特含有羟赖氨酸和羟脯氨酸，缺色氨酸和半胱氨酸，甚少酪氨酸。胱氨酸，甚少酪氨酸。模序（模序（GlyGlyProProX X）是三螺旋结构稳定是三螺旋结构稳定

16、空间构象的基础。空间构象的基础。3. 功能功能起着支架、维持组织构型、机体运动等；起着支架、维持组织构型、机体运动等；参与细胞分化；组织损伤后修复等。参与细胞分化；组织损伤后修复等。目目 录录1. 概念概念是一种多功能是一种多功能糖蛋白糖蛋白，具有结合和粘，具有结合和粘附及影响细胞生长和分化的功能。附及影响细胞生长和分化的功能。2. 分布分布存在于各种体液（血浆、组织间液、淋存在于各种体液（血浆、组织间液、淋巴液等）中的以巴液等）中的以可溶可溶形式存在，称为形式存在，称为血浆血浆FNFN；存在于细胞外基质和细胞间存在于细胞外基质和细胞间/ /表面的以表面的以不溶不溶形式存在，称为形式存在，称为

17、细胞细胞FNFN。目目 录录3. 结构结构血浆血浆FNFN是由分子量约为是由分子量约为23kDa23kDa的的A A、B B链构成链构成的二聚体，二链之间在的二聚体，二链之间在C C端借二硫键相连。端借二硫键相连。细细胞胞FNFN的肽链分子量稍大，常以多聚体形式存的肽链分子量稍大，常以多聚体形式存在。在。7个结构域个结构域目目 录录“绊绊”状结构的状结构的3 3种类型同系物种类型同系物I I型有型有1212个，出现在片段个，出现在片段1 1、2 2和和6 6区域；区域；II II型有型有2 2个，出现在片段个，出现在片段2 2区域；区域；IIIIII型有型有15151616个，无二硫键，出现在

18、个，无二硫键，出现在3 3、4 4和和5 5区域。区域。目目 录录5. 功能功能参与许多生理活动，例如：细胞的形态、增殖、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、组织修分化及个体发育、生殖、信息传递、凝血、组织修复等。复等。目目 录录 FN FN可可增强细胞粘附增强细胞粘附，其机制可能是，其机制可能是FNFN分子两条肽分子两条肽链上的细胞结合位点各自与一个细胞表面链上的细胞结合位点各自与一个细胞表面FNFN受体结合，受体结合，导致两个细胞由导致两个细胞由FNFN连在一起。连在一起。 细胞癌变时，细胞癌变时，FNFN明显减少明显减少，这是由于合成减少、降，

19、这是由于合成减少、降解增加所致，由此可使间质中蛋白聚糖及胶原等不能有解增加所致，由此可使间质中蛋白聚糖及胶原等不能有效地通过效地通过FNFN介导交联成网状结构，这可能介导交联成网状结构，这可能加速恶性肿瘤加速恶性肿瘤的转移的转移。 伤口出血时，伤口出血时，FNFN在血小板表面与胶原结合，加强胶在血小板表面与胶原结合，加强胶原对血小板的作用，原对血小板的作用，促进血小板的聚集促进血小板的聚集。 血液凝固时，血液凝固时，FNFN与纤维蛋白凝块结合，促进成纤维与纤维蛋白凝块结合，促进成纤维细胞、上皮细胞等向伤口部位移动，细胞、上皮细胞等向伤口部位移动，促进伤口愈合促进伤口愈合。目目 录录1. 定义定

20、义由三条多肽链组成的由三条多肽链组成的多结构域多结构域的的糖蛋白糖蛋白，相，相对分子量对分子量900kDa900kDa，结构复杂，功能多样，除了构，结构复杂，功能多样，除了构成基膜的片层网状结构之外，还与细胞的分化、成基膜的片层网状结构之外，还与细胞的分化、粘附、迁移和增殖有关。粘附、迁移和增殖有关。2. 分布分布存在于动物胚胎及成年组织的各种基膜上，主存在于动物胚胎及成年组织的各种基膜上，主要位于基膜的透明层，紧贴细胞基底的表面。要位于基膜的透明层，紧贴细胞基底的表面。LNLN在在血液和组织液中的浓度极低血液和组织液中的浓度极低，这一点与，这一点与FNFN不同。不同。3. 结构结构由三条多肽链由三条多肽链（1 1条重链条重链A A和