南开大学沈杰老师糖化学课件

1、课程内容 第一章：概述基本的糖化学结构概念自然界中的糖分子 糖在医药中的应用第二章：寡糖的结构解析方法第三章：糖合成化学化学合成稀有单糖化学合成寡糖第四章：糖缀物的生物合成第五章: 糖苷酶第六章：（寡）糖识别与疾病的相关性第七章：OGA/OGT调控的信号传导与疾病的相关性第八章：小分子含糖化学（候选）药物含糖抗生素糖苷酶抑制剂核苷类药物氨基糖苷类抗生素糖转运体抑制剂糖苷类潜药糖脂类衍生物第九章：糖肽和糖蛋白的化学合成法第一章概述基本的糖化学概念自然界中的糖分子糖在医药中的应用概述什么是糖？糖分子的结构特征：碳链骨架官能团：含有一个（隐藏）醛羰基/酮羰基 （醛糖，酮糖）多个羟基有时有酰胺基，氨基

2、，羧基 等多手性中心 (立体异构体多)复习：R/S 手性中心概述自然界的糖：人体中常见的单糖分子D-葡萄糖 GlcD-半乳糖 GalD-甘露糖 ManL-岩藻糖 FucL-6-脱氧半乳糖D-GlcNAcD-GalNAcD-ManNAcD-木糖 XylD-核糖D-脱氧核糖D-唾液酸 Neu5AcD-果糖 Fru概述D构型糖 和 L构型糖D-(+)-甘油醛最简单的三糖：甘油醛有两个手性异构体最初，人们知道有(+)-甘油醛和 (-)-甘油醛，但是并不能确定相应的构型为了书写区分，定义了(+)-甘油醛为D构型 (-)-甘油醛为L构型；人为定义：编号最高的手性中心 (reference center)其

3、构型与和(+)-甘油醛一致的，为D-构型糖D-构型糖D-葡萄糖碳链的较高氧化态一段在上面碳链的较低氧化态一段在下面大多数情况下，D构型的reference ceter的绝对构型是RFischer投影式后来，实验技术的发展，证实D构型甘油糖的手性中心是R构型D构型糖 和 L构型糖模板: D构型葡萄糖C6相对于糖环的位置糖环的顺/逆(从糖环上方看)C5-O-C1顺时针逆时针与模板不一致顺时针与模板一致顺时针与模板一致上方上方与模板一致下方与模板不一致上方与模板一致DLLD概述葡萄糖水溶液的变旋现象 （mutarotation）概述a-D-吡喃式a-D-呋喃式b-D-吡喃式b-D-呋喃式Anomer

4、s are identified as or based on the relation between the stereochemistry of the exocyclic oxygen atom at the anomeric carbon and the oxygen attached to the configurational atom (defining the sugar as D or L), which is often the furthest chiral centre in the ring. The anomer is the one in which these

5、 two positions have the same configuration; they are opposite in the anomer.aba或b途径呋喃式：五元糖环吡喃式：六元糖环端基异构体（anomer）a和b构型的定义Two chiral centers: reference center / anomeric centerD/L configurations:a(same)b(different)aD +112.7aD +18.7aD +52.5自然界的糖：常见的寡糖分子以及表示方法麦芽糖纤维二糖乳糖a-D-Glcp- (1-4)-D-Glcb-D-Glcp- (1-4

6、)-D-Glcb-D-Glcp- (1-4)-D-Glca-D-Glcp-(1-2)-b-D-Fruf蔗糖水苏糖a-D-Galp-(1-6)-a-D-Galp-(1-6)-a-D-Glcp-(1-2)-b-D-Fruf神经酰胺乳糖a-D-Neu5Ac-(2-3)-b-D-Galp-(1-4)-D-Glca-L-Fucp-(1-3)-a-L-Fucp-(1-2)-b-D-Galp-(1-4)-D-Glc自然界的糖：常见的寡糖分子淀粉/糖原纤维素壳聚糖透明质酸-（1-4,6）-（1-4）-（1-4）自然界的糖：常见的寡糖分子OSerOSer/ThrNAsnSer-O-OUTSIDEINSIDENA

7、snSSS-O-SerSSSSSEtnPINOSITOL PNHAcPNSNSAcS2PGlycoprotein糖蛋白Proteoglycan蛋白聚糖N-LINKED CHAINSO-LINKED CHAINHYALURONAN 透明质酸HEPARAN SULFATE硫酸类肝素CHONDROITIN SULFATE硫酸软骨素Sialic AcidsGLYCOSPHINGOLIPID鞘糖脂自然界的糖：人体细胞表面的几类主要糖缀物大分子概述GLYCOSAMINO-GLYCANS糖胺聚糖总体而言N-糖基化蛋白结构保守性高与O-糖基化蛋白自然界的糖：糖蛋白概述糖蛋白glycoprotein糖肽glyc

8、opeptideN-glycoside (Asn)O-glycoside （Ser/Thr)其它类型XProAsn-X-Ser ， XProBeta-糖苷键自然界的糖：N-糖蛋白概述高甘露糖型High-Mannose复杂型Complex杂和型HybridGlcNAcManGalSiaFucGlcN-糖蛋白的糖苷部分核心五糖Ser/ThrGalNAcSer/ThrManSer/ThrFucSer/ThrGlcNAcSerGlcThrSerXylManGlcGalGlcNAcHydroxyLysGalHydroxyProAraGalGlcNAcTyrGlc自然界的糖： O-糖蛋白的多样性连接概述概

9、述自然界的糖： 糖蛋白的O-糖苷抗原与人的ABO血型保护糖蛋白不受蛋白酶的水解，延长其半衰期；蛋白质的聚糖也可起屏障作用，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。 （一）聚糖可影响糖蛋白生物活性自然界的糖： 糖蛋白功能概述（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；糖蛋白的糖基化与肽链的折叠及分拣密切相关 。 自然界的糖： 糖蛋白功能概述（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

10、送信号存在于肽链内，但有些是与其糖链有关。 自然界的糖： 糖蛋白功能概述（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。 自然界的糖： 糖蛋白功能概述自然界的糖：蛋白聚糖概述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。组成核心蛋白糖胺聚糖糖胺糖醛酸葡萄糖胺半乳糖胺葡萄糖醛酸艾杜糖醛酸糖胺聚糖通过Ser与核心蛋白连接自然界的糖：蛋白聚糖组成成份概述体内重要的糖胺聚糖（6种）：硫酸软骨素类(chordroitin sul

11、fates)硫酸皮肤素(dermatan sulfate)硫酸角质素(keratan sulfate)透明质酸(hyaluronic acid)肝素(heparin)和硫酸类肝素(heparan sulfate) 自然界的糖：蛋白聚糖主要分类概述鞘糖脂glycosphingolipid神经节苷脂ganglioside中性的鞘糖脂自然界的糖：鞘糖脂概述其它神经节苷脂占大脑总脂肪含量的10%神经节苷脂较多的集中在脑灰质的大脑皮层中脑灰质中的神经节苷脂是肝脏、肺和脾中的 15倍； 是肠粘膜中的500倍 大脑灰质中的神经节苷脂是白质中的3倍以上大脑皮层神经节苷脂功能概述APC: antigen presenting cellsiNKT cell: invariant natural killer T cellsTCR: T cell re