第3章糖復(fù)合物

1、目目 錄錄第第 三三 章章目目 錄錄糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂、細(xì)胞外基質(zhì)糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂、細(xì)胞外基質(zhì)（膠原蛋白、透明質(zhì)酸）（膠原蛋白、透明質(zhì)酸）在糖基化轉(zhuǎn)移酶的作用下合成各種不同功能的糖復(fù)合物，供能、支撐、介導(dǎo)細(xì)胞粘連和識(shí)別。目目 錄錄目目 錄錄一種或多種一種或多種糖糖以以共價(jià)鍵共價(jià)鍵連接到肽鏈上連接到肽鏈上形成的形成的結(jié)合蛋白質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)含量較多，糖所占比例變動(dòng)大，蛋白質(zhì)含量較多，糖所占比例變動(dòng)大，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)的特性表現(xiàn)為蛋白質(zhì)的特性。概概 述述分布于細(xì)胞膜、溶酶體、細(xì)胞外液。某些血漿蛋白、激素、膠分布于細(xì)胞膜、溶酶體、細(xì)胞外液。某些血漿蛋白、激素、膠原蛋白以及細(xì)胞質(zhì)膜、高爾基復(fù)

2、合體膜、微粒體膜上的蛋白質(zhì)。原蛋白以及細(xì)胞質(zhì)膜、高爾基復(fù)合體膜、微粒體膜上的蛋白質(zhì)。目目 錄錄A、B、O、AB型；型；MM、NN、MN型。分別含有相應(yīng)的抗原型。分別含有相應(yīng)的抗原溶血和溶菌反應(yīng)中必不可少的免疫球蛋白，熱不穩(wěn)定溶血和溶菌反應(yīng)中必不可少的免疫球蛋白，熱不穩(wěn)定視紫紅質(zhì)在光照時(shí)可分解為視蛋白和視黃醛。在亮處分解，在暗處合成。消耗的視視紫紅質(zhì)在光照時(shí)可分解為視蛋白和視黃醛。在亮處分解，在暗處合成。消耗的視黃醛可通過(guò)維生素黃醛可通過(guò)維生素A來(lái)補(bǔ)充。維生素來(lái)補(bǔ)充。維生素A不足，影響人的暗視覺(jué)，引起夜盲癥。不足，影響人的暗視覺(jué)，引起夜盲癥。目目 錄錄與糖鏈相連的氨基酸具有特殊的序列；與糖鏈相連

3、的氨基酸具有特殊的序列；單糖有很多種；單糖有很多種；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)、巖藻糖、巖藻糖(Fuc)、N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)、N-乙酰神經(jīng)氨乙酰神經(jīng)氨酸酸(NeuAc)。又稱唾液酸（又稱唾液酸（sialic acid, SA)糖分子有糖分子有 、構(gòu)型；構(gòu)型；糖鏈的長(zhǎng)短也不同。糖鏈的長(zhǎng)短也不同。復(fù)雜、多樣！復(fù)雜、多樣！連接方式連接方式N-連接連接：O-連接連接：根據(jù)糖蛋白分解產(chǎn)生的糖肽的結(jié)構(gòu)，將糖鏈分為：目目 錄錄目目 錄錄（一）（一）N-連接糖蛋白連接糖蛋白1. 定義定

4、義糖蛋白的糖鏈與蛋白部分的糖蛋白的糖鏈與蛋白部分的Asn-X-Ser序列序列的天氡酰胺氮以共價(jià)鍵連接稱的天氡酰胺氮以共價(jià)鍵連接稱N- -連接糖蛋白。連接糖蛋白。2. 糖基化位點(diǎn)糖基化位點(diǎn)N- -連接糖蛋白中連接糖蛋白中Asn-X-Ser/Thr三個(gè)氨基酸三個(gè)氨基酸殘基的序列子稱為殘基的序列子稱為糖基化位點(diǎn)糖基化位點(diǎn)。天冬酰胺 絲/蘇N-乙酰葡萄糖胺的異頭碳與天冬酰胺殘基的乙酰葡萄糖胺的異頭碳與天冬酰胺殘基的位酰胺氮原子位酰胺氮原子可有多個(gè)糖基化位點(diǎn)，能否連接取決于周圍的立體結(jié)構(gòu)。目目 錄錄3. N-連接聚糖結(jié)構(gòu)（三型）連接聚糖結(jié)構(gòu)（三型）高甘露糖型高甘露糖型復(fù)雜性復(fù)雜性雜合型雜合型都有一個(gè)都有

5、一個(gè)五糖核心五糖核心ManManManGlcNAcGlcNAcAsn目目 錄錄 A B C 高甘露糖型 復(fù)雜型 雜合型antenna目目 錄錄4. N-連接聚糖的合成連接聚糖的合成N-連接聚糖是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上以連接聚糖是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上以長(zhǎng)萜醇長(zhǎng)萜醇作為作為糖鏈載體，在糖基化轉(zhuǎn)移酶的作用下糖鏈載體，在糖基化轉(zhuǎn)移酶的作用下先合成先合成含含14糖基的寡糖鏈糖基的寡糖鏈，然后轉(zhuǎn)移至肽鏈的糖基然后轉(zhuǎn)移至肽鏈的糖基化位點(diǎn)上化位點(diǎn)上，進(jìn)一步在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體進(jìn)行，進(jìn)一步在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體進(jìn)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，再加上各型的單糖。加上各型的單糖。每一步加工都由特異

6、的每一步加工都由特異的糖基轉(zhuǎn)移酶糖基轉(zhuǎn)移酶或糖或糖苷酶催化完成，糖基必須活化為苷酶催化完成，糖基必須活化為UDP或或UDP的衍生物。的衍生物。目目 錄錄（二）（二）O- -連接糖蛋白連接糖蛋白1. 定義定義糖蛋白糖鏈與蛋白部分的糖蛋白糖鏈與蛋白部分的絲絲/ /蘇氨酸殘基蘇氨酸殘基的羥基相連的羥基相連，稱為，稱為O- -連接糖蛋白。連接糖蛋白。 2. O- -連接寡糖結(jié)構(gòu)連接寡糖結(jié)構(gòu)O-連接寡糖有連接寡糖有N- -乙酰半乳糖與半乳糖構(gòu)成乙酰半乳糖與半乳糖構(gòu)成核心二糖核心二糖，核心二糖可重復(fù)延長(zhǎng)及分支，再接，核心二糖可重復(fù)延長(zhǎng)及分支，再接上巖藻糖、上巖藻糖、N- -乙酰葡萄糖胺等單糖。乙酰葡萄糖胺

7、等單糖。尚無(wú)確切的糖基化位點(diǎn)，通常存在于絲尚無(wú)確切的糖基化位點(diǎn)，通常存在于絲/ /蘇和脯氨酸蘇和脯氨酸比較集中的比較集中的 轉(zhuǎn)角處。轉(zhuǎn)角處。目目 錄錄 3. O- -連接寡糖合成連接寡糖合成O-連接寡糖在連接寡糖在N-N-乙酰半乳糖基轉(zhuǎn)移乙酰半乳糖基轉(zhuǎn)移酶的作用下，在酶的作用下，在多肽鏈的絲多肽鏈的絲/ /蘇氨酸的蘇氨酸的羥基上連接上羥基上連接上N- -乙酰半乳基，然后逐個(gè)乙酰半乳基，然后逐個(gè)加上糖基直至加上糖基直至O- -連接寡糖鏈的形成。連接寡糖鏈的形成。目目 錄錄 對(duì)糖蛋白理化的影響對(duì)糖蛋白理化的影響 穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象，防止糖蛋白被穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象，防止糖蛋白被水解，延長(zhǎng)半衰期。絕大多數(shù)糖蛋

8、白的水解，延長(zhǎng)半衰期。絕大多數(shù)糖蛋白的生物學(xué)活性不需要寡糖部分。生物學(xué)活性不需要寡糖部分。 2. 2. 生物識(shí)別功能生物識(shí)別功能 例如，糖是糖蛋白激素認(rèn)識(shí)靶細(xì)例如，糖是糖蛋白激素認(rèn)識(shí)靶細(xì)胞受體的標(biāo)記。胞受體的標(biāo)記。目目 錄錄糖鏈結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系糖鏈結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 具有種屬專一性和器官專一性。從牛血清具有種屬專一性和器官專一性。從牛血清純化的纖連蛋白與人的不同。純化的纖連蛋白與人的不同。4. 對(duì)糖蛋白新生肽鏈的影響對(duì)糖蛋白新生肽鏈的影響 參與新生肽鏈的折疊并維持蛋白質(zhì)的正確的參與新生肽鏈的折疊并維持蛋白質(zhì)的正確的空間構(gòu)象；影響亞基聚合；糖蛋白在細(xì)胞內(nèi)的空間構(gòu)象；影響亞基聚合；糖蛋白在細(xì)胞內(nèi)的分

9、揀和投送。分揀和投送。5. 惡變細(xì)胞糖鏈結(jié)構(gòu)發(fā)生改變惡變細(xì)胞糖鏈結(jié)構(gòu)發(fā)生改變 例如，慢性白血病患者的白細(xì)胞的糖肽，唾例如，慢性白血病患者的白細(xì)胞的糖肽，唾液酸與己糖的比值較正常白細(xì)胞顯著降低，支鏈液酸與己糖的比值較正常白細(xì)胞顯著降低，支鏈中中N乙酰葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶的水平增加。乙酰葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶的水平增加。目目 錄錄目目 錄錄糖占比例大，約糖占比例大，約95%95%以上，具有以上，具有多糖性質(zhì)多糖性質(zhì)。分布于軟骨、結(jié)締組織、角膜基質(zhì)、關(guān)節(jié)分布于軟骨、結(jié)締組織、角膜基質(zhì)、關(guān)節(jié)滑液、粘液、眼玻璃體等組織。滑液、粘液、眼玻璃體等組織。概概 述述糖胺和糖醛酸構(gòu)成的二糖重復(fù)單位，不分支糖胺和糖醛酸構(gòu)成的二糖

10、重復(fù)單位，不分支大量的羧基和硫酸基使其帶有大量負(fù)電荷大量的羧基和硫酸基使其帶有大量負(fù)電荷可吸收大量水而具有粘性和彈性，具有穩(wěn)定和支撐細(xì)胞的作用可吸收大量水而具有粘性和彈性，具有穩(wěn)定和支撐細(xì)胞的作用目目 錄錄組成組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復(fù)單位二糖重復(fù)單位硫酸軟骨素類硫酸軟骨素類硫酸皮膚素硫酸皮膚素硫酸角質(zhì)素硫酸角質(zhì)素透明質(zhì)酸透明質(zhì)酸肝素和硫酸類肝素肝素和硫酸類肝素含大量羧基、硫含大量羧基、硫酸基團(tuán)等負(fù)電基酸基團(tuán)等負(fù)電基團(tuán)，親水性強(qiáng)，團(tuán)，親水性強(qiáng)，有粘性和彈性，有粘性和彈性，穩(wěn)定和支持細(xì)胞

11、穩(wěn)定和支持細(xì)胞6 6種重要的種重要的糖胺聚糖糖胺聚糖 目目 錄錄目目 錄錄二、核心蛋白二、核心蛋白定義定義與糖胺聚糖鏈共價(jià)結(jié)合的蛋白質(zhì)。與糖胺聚糖鏈共價(jià)結(jié)合的蛋白質(zhì)。核心蛋白均含有相應(yīng)的核心蛋白均含有相應(yīng)的結(jié)合糖胺聚糖的結(jié)構(gòu)域結(jié)合糖胺聚糖的結(jié)構(gòu)域，一些蛋白聚糖通過(guò)這一結(jié)構(gòu)錨定在細(xì)胞表面或一些蛋白聚糖通過(guò)這一結(jié)構(gòu)錨定在細(xì)胞表面或細(xì)胞外基質(zhì)的大分子中。細(xì)胞外基質(zhì)的大分子中。目目 錄錄在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成核心蛋白多肽鏈合成核心蛋白多肽鏈，同，同時(shí)在高爾基體內(nèi)時(shí)在高爾基體內(nèi)進(jìn)行糖鏈延長(zhǎng)或加工進(jìn)行糖鏈延長(zhǎng)或加工。多糖鏈的形成是由單糖逐個(gè)加上去的，多糖鏈的形成是由單糖逐個(gè)加上去的，糖醛酸由糖醛酸由UD

12、PGA提供；單糖要由提供；單糖要由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；糖胺氨基來(lái)自于胺氨基來(lái)自于Gln（谷氨酰胺）。（谷氨酰胺）。目目 錄錄1. 構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)在基質(zhì)中蛋白聚糖和彈性蛋白、膠原蛋白以在基質(zhì)中蛋白聚糖和彈性蛋白、膠原蛋白以特殊方式連接，構(gòu)成基質(zhì)的特殊結(jié)構(gòu)。這與細(xì)胞特殊方式連接，構(gòu)成基質(zhì)的特殊結(jié)構(gòu)。這與細(xì)胞的粘附、遷移、增殖和分化等有關(guān)。的粘附、遷移、增殖和分化等有關(guān)。2. 參與維持體內(nèi)水和電解質(zhì)的平衡參與維持體內(nèi)水和電解質(zhì)的平衡 老年人皮膚中糖胺聚糖解聚，分子質(zhì)量減少，所老年人皮膚中糖胺聚糖解聚，分子質(zhì)量減少，所以水分減少；以水分減少

13、； 炎癥時(shí)局部透明質(zhì)酸含量增高，導(dǎo)致水腫。炎癥時(shí)局部透明質(zhì)酸含量增高，導(dǎo)致水腫。 目目 錄錄目目 錄錄目目 錄錄蛋白聚糖與糖蛋白的區(qū)別蛋白聚糖與糖蛋白的區(qū)別目目 錄錄目目 錄錄定義定義細(xì)胞外由細(xì)胞外由結(jié)構(gòu)蛋白結(jié)構(gòu)蛋白（纖維狀膠原蛋白、彈性蛋（纖維狀膠原蛋白、彈性蛋白）、白）、專一蛋白專一蛋白（纖連蛋白、層粘連蛋白）和（纖連蛋白、層粘連蛋白）和蛋白聚蛋白聚糖糖（透明質(zhì)酸）以不同比例組成成分復(fù)雜的細(xì)胞間質(zhì)（透明質(zhì)酸）以不同比例組成成分復(fù)雜的細(xì)胞間質(zhì) 。分布分布各組織細(xì)胞和細(xì)胞之間的胞間隙或胞間膜。各組織細(xì)胞和細(xì)胞之間的胞間隙或胞間膜。主要成分主要成分膠原膠原 (collagen)纖連蛋白纖連蛋白

14、(fibronectin, Fn)層粘蛋白層粘蛋白 (laminin, Ln)目目 錄錄1. 定義定義由結(jié)締組織細(xì)胞由結(jié)締組織細(xì)胞成纖維細(xì)胞所分泌的成纖維細(xì)胞所分泌的結(jié)締結(jié)締組織膠原蛋白和組織膠原蛋白和某些上皮細(xì)胞分泌某些上皮細(xì)胞分泌的某些類型的膠的某些類型的膠原蛋白。原蛋白。2. 膠原的分子組成膠原的分子組成由由 、 、 三個(gè)組分構(gòu)成。三個(gè)組分構(gòu)成。 、 分別為分別為 鏈的二鏈的二聚和三聚體。聚和三聚體。 又分為又分為 1 1、 2 2、33、 44。膠原共有。膠原共有2020多型。多型。目目 錄錄3. 膠原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)膠原的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)膠原蛋白由膠原蛋白由3 3條肽鏈以條肽鏈以 右手螺旋形成棒狀

15、右手螺旋形成棒狀結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 每一螺距由每一螺距由3.33.3個(gè)氨基酸組成個(gè)氨基酸組成，螺旋，螺旋半徑很小半徑很小，只能，只能容納氫原子，任何比氫小的氨基酸側(cè)鏈均可破壞三螺容納氫原子，任何比氫小的氨基酸側(cè)鏈均可破壞三螺旋的形成，旋的形成，甘氨酸甘氨酸 的存在是形成三螺旋的重要條件的存在是形成三螺旋的重要條件。目目 錄錄富含甘氨酸（占富含甘氨酸（占1/31/3）和脯氨酸）和脯氨酸（占（占1/41/4），），特含有羥賴氨酸和羥脯氨酸，缺色氨酸和半特含有羥賴氨酸和羥脯氨酸，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）是三螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定是三螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定

16、空間構(gòu)象的基礎(chǔ)?？臻g構(gòu)象的基礎(chǔ)。3. 功能功能起著支架、維持組織構(gòu)型、機(jī)體運(yùn)動(dòng)等；起著支架、維持組織構(gòu)型、機(jī)體運(yùn)動(dòng)等；參與細(xì)胞分化；組織損傷后修復(fù)等。參與細(xì)胞分化；組織損傷后修復(fù)等。目目 錄錄1. 概念概念是一種多功能是一種多功能糖蛋白糖蛋白，具有結(jié)合和粘，具有結(jié)合和粘附及影響細(xì)胞生長(zhǎng)和分化的功能。附及影響細(xì)胞生長(zhǎng)和分化的功能。2. 分布分布存在于各種體液（血漿、組織間液、淋存在于各種體液（血漿、組織間液、淋巴液等）中的以巴液等）中的以可溶可溶形式存在，稱為形式存在，稱為血漿血漿FNFN；存在于細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞間存在于細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞間/ /表面的以表面的以不溶不溶形式存在，稱為形式存在，稱為

17、細(xì)胞細(xì)胞FNFN。目目 錄錄3. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)血漿血漿FNFN是由分子量約為是由分子量約為23kDa23kDa的的A A、B B鏈構(gòu)成鏈構(gòu)成的二聚體，二鏈之間在的二聚體，二鏈之間在C C端借二硫鍵相連。端借二硫鍵相連。細(xì)細(xì)胞胞FNFN的肽鏈分子量稍大，常以多聚體形式存的肽鏈分子量稍大，常以多聚體形式存在。在。7個(gè)結(jié)構(gòu)域個(gè)結(jié)構(gòu)域目目 錄錄“絆絆”狀結(jié)構(gòu)的狀結(jié)構(gòu)的3 3種類型同系物種類型同系物I I型有型有1212個(gè)，出現(xiàn)在片段個(gè)，出現(xiàn)在片段1 1、2 2和和6 6區(qū)域；區(qū)域；II II型有型有2 2個(gè)，出現(xiàn)在片段個(gè)，出現(xiàn)在片段2 2區(qū)域；區(qū)域；IIIIII型有型有15151616個(gè)，無(wú)二硫鍵，出現(xiàn)在

18、個(gè)，無(wú)二硫鍵，出現(xiàn)在3 3、4 4和和5 5區(qū)域。區(qū)域。目目 錄錄5. 功能功能參與許多生理活動(dòng)，例如：細(xì)胞的形態(tài)、增殖、參與許多生理活動(dòng)，例如：細(xì)胞的形態(tài)、增殖、分化及個(gè)體發(fā)育、生殖、信息傳遞、凝血、組織修分化及個(gè)體發(fā)育、生殖、信息傳遞、凝血、組織修復(fù)等。復(fù)等。目目 錄錄 FN FN可可增強(qiáng)細(xì)胞粘附增強(qiáng)細(xì)胞粘附，其機(jī)制可能是，其機(jī)制可能是FNFN分子兩條肽分子兩條肽鏈上的細(xì)胞結(jié)合位點(diǎn)各自與一個(gè)細(xì)胞表面鏈上的細(xì)胞結(jié)合位點(diǎn)各自與一個(gè)細(xì)胞表面FNFN受體結(jié)合，受體結(jié)合，導(dǎo)致兩個(gè)細(xì)胞由導(dǎo)致兩個(gè)細(xì)胞由FNFN連在一起。連在一起。 細(xì)胞癌變時(shí)，細(xì)胞癌變時(shí)，F(xiàn)NFN明顯減少明顯減少，這是由于合成減少、降，

19、這是由于合成減少、降解增加所致，由此可使間質(zhì)中蛋白聚糖及膠原等不能有解增加所致，由此可使間質(zhì)中蛋白聚糖及膠原等不能有效地通過(guò)效地通過(guò)FNFN介導(dǎo)交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這可能介導(dǎo)交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這可能加速惡性腫瘤加速惡性腫瘤的轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移。 傷口出血時(shí)，傷口出血時(shí)，F(xiàn)NFN在血小板表面與膠原結(jié)合，加強(qiáng)膠在血小板表面與膠原結(jié)合，加強(qiáng)膠原對(duì)血小板的作用，原對(duì)血小板的作用，促進(jìn)血小板的聚集促進(jìn)血小板的聚集。 血液凝固時(shí)，血液凝固時(shí)，F(xiàn)NFN與纖維蛋白凝塊結(jié)合，促進(jìn)成纖維與纖維蛋白凝塊結(jié)合，促進(jìn)成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞等向傷口部位移動(dòng)，細(xì)胞、上皮細(xì)胞等向傷口部位移動(dòng)，促進(jìn)傷口愈合促進(jìn)傷口愈合。目目 錄錄1. 定義定

20、義由三條多肽鏈組成的由三條多肽鏈組成的多結(jié)構(gòu)域多結(jié)構(gòu)域的的糖蛋白糖蛋白，相，相對(duì)分子量對(duì)分子量900kDa900kDa，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能多樣，除了構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能多樣，除了構(gòu)成基膜的片層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)之外，還與細(xì)胞的分化、成基膜的片層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)之外，還與細(xì)胞的分化、粘附、遷移和增殖有關(guān)。粘附、遷移和增殖有關(guān)。2. 分布分布存在于動(dòng)物胚胎及成年組織的各種基膜上，主存在于動(dòng)物胚胎及成年組織的各種基膜上，主要位于基膜的透明層，緊貼細(xì)胞基底的表面。要位于基膜的透明層，緊貼細(xì)胞基底的表面。LNLN在在血液和組織液中的濃度極低血液和組織液中的濃度極低，這一點(diǎn)與，這一點(diǎn)與FNFN不同。不同。3. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)由三條多肽鏈由三條多肽鏈（1 1條重鏈條重鏈A A和