聚糖結構和功能

1、關于聚糖的結構與功能第一張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月糖類單糖多糖糖復合物(glycoconjugates)糖蛋白(glycoprotein)蛋白聚糖(proteoglycan)糖脂(glycolipids)寡糖概 述第二張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月組成復合糖類中的糖組分（除單個糖基外），稱為聚糖（glycan）。糖蛋白和蛋白聚糖都由共價連接的蛋白質(zhì)和聚糖兩部分組成。糖蛋白分子中蛋白質(zhì)重量百分比大于聚糖；而蛋白聚糖中聚糖所占重量在一半以上。第三張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月糖 蛋 白Glycoprotein第一節(jié)第四張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6

2、月一種或多種糖以共價鍵連接到肽鏈上的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)含量較多，糖所占比例變動大，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)的特性。此外，其單糖的種類、組成比和聚糖的結構均存在顯著差異。 分布：細胞膜、溶酶體、細胞外液糖蛋白第五張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月葡萄糖(Glc)半乳糖(Gal)甘露糖(Man)巖藻糖(Fuc)糖蛋白聚糖中單糖的種類：N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)N-乙酰神經(jīng)氨酸(NeuAc)第六張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月單糖結構 -D-葡萄糖 -D-半乳糖 D-甘露糖 -L-巖藻糖 （glucose, Glc） （galactose, Gal） （mann

3、ose, Man） （fucose, Fuc） -D-N-乙酰葡糖胺(N-acetylglucosamine, GlcNAc） -D-N-乙酰半乳糖胺 -D-N-乙酰葡糖胺-尿苷二磷酸 (N-acetylgalactosamine, (N-acetylglucosamine-UDP, GalNAc） GlcNAc-UDP）第七張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 糖蛋白糖鏈的N-連接型和O-連接型 連接方式N-連接：O-連接：第八張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、N-連接型糖蛋白的糖基化位點為Asn-X-Ser/Thr聚糖中的N-乙酰葡糖胺與蛋白部分的Asn-X-Ser/Th

4、r序列的天冬酰胺氮以共價鍵連接稱N-連接糖蛋白。定義：第九張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月N-連接型糖蛋白中Asn-X-Ser/Thr三個氨基酸殘基的序列子稱為糖基化位點。糖蛋白分子中聚糖結構的不均一性稱為糖型(glycoform)。N-連接型糖蛋白的糖基化位點第十張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月高甘露糖型復雜型雜合型都有一個五糖核心ManManManGlcNAcGlcNAcAsn二、N-連接型聚糖結構有高甘露糖型、復雜型和雜合型之分 第十一張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第十二張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月合成含14個糖基的寡糖鏈轉(zhuǎn)移至肽鏈的糖基化位

5、點上進一步在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體進行加工N-連接聚糖的合成共翻譯過程 細胞定位：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體 載體：長萜醇（dolichol, dol） 過程： 酶：糖基轉(zhuǎn)移酶或糖苷酶催化注意：糖基必須活化為UDP或GDP的衍生物三、N-連接型聚糖的合成是以長萜醇作為聚糖載體 第十三張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月長萜醇-P-P聚糖的合成第十四張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月3型N-聚糖的加工過程 復雜型第十五張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月四、O-連接型聚糖合成不需聚糖載體糖蛋白聚糖中的N-乙酰半乳糖胺與蛋白部分的絲/蘇氨酸殘基的羥基相連，稱為O-連接糖蛋白。 定義由N-乙酰半

6、乳糖胺和半乳糖構成核心二糖，核心二糖可重復延長及分支，再接上巖藻糖、N-乙酰葡萄糖胺等單糖。O-連接聚糖結構第十六張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 O-連接聚糖合成特點：先合成多肽鏈，再加工糖鏈不需載體過程：在GalNAc轉(zhuǎn)移酶催化下，將UDP-GalNAc中的GalNAc轉(zhuǎn)移至多肽鏈的絲/蘇氨酸的羥基上，形成O-連接；在相應的糖基轉(zhuǎn)移酶作用下，GalNAc上逐個加上糖基，直至O-連接寡糖鏈形成第十七張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月五、蛋白質(zhì)-N-乙酰葡糖胺的糖基化是可逆的單糖基修飾-N-乙酰葡糖胺(-N-acetylglucosamine，O-GlcNAc)糖基化修飾，主

7、要發(fā)生于膜蛋白和分泌蛋白;通過O-GlcNAc糖基轉(zhuǎn)移酶(O-GlcNAc transferase, OGT)作用，將-N-乙酰葡糖胺以共價鍵方式結合于蛋白質(zhì)的Ser/Thr殘基上;主要存在于細胞質(zhì)或細胞核中，不在內(nèi)膜（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體）系統(tǒng)中進行第十八張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 O-GlcNAc糖基化蛋白質(zhì)的解離需要特異性的-N-乙酰葡糖胺酶(O-GlcNAcase)作用，O-GlcNAc糖基化與去糖基化是個動態(tài)可逆的過程。 O-GlcNAc糖基化位點常位于蛋白質(zhì)Ser/Thr磷酸化位點處或其鄰近部位。糖基化后即會影響磷酸化的進行，反之亦然。 第十九張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作

8、于2022年6月六、糖蛋白分子中聚糖影響蛋白質(zhì)的半衰期、結構與功能HMG-CoA還原酶去聚糖后活性降低90%以上；LPL的活性依賴于N-連接型聚糖的核心五糖。（一）聚糖可穩(wěn)固多肽鏈的結構及延長半衰期（二）聚糖參與糖蛋白新生肽鏈的折疊或聚合用DNA定點突變方法去除某一病毒G蛋白的兩個糖基化位點，其鏈內(nèi)二硫鍵錯配成鏈間二硫鍵。第二十張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 （三）聚糖可影響糖蛋白在細胞內(nèi)的靶向運輸溶酶體酶合成后向溶酶體的靶向運輸。（四）聚糖參與分子間的相互識別聚糖中單糖分子連接的多樣性是聚糖起到分子識別作用的基礎；受體與配體識別和結合也需聚糖的參與；ABO血型物質(zhì)是存在于細胞表面

9、糖脂中的聚糖組分；細胞表面糖復合物的聚糖還能介導細胞-細胞的結合。IgG屬于N-連接型糖蛋白，其聚糖參與結合其受體和補體。第二十一張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十二張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月蛋白聚糖Proteoglycan第二節(jié)第二十三張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月蛋白聚糖是一條或多條糖胺聚糖以共價鍵與核心蛋白形成的大分子糖復合物糖占比例大，約一半以上，具有多糖性質(zhì)。分布于軟骨、結締組織、角膜基質(zhì)、關節(jié)滑液、粘液、眼玻璃體等組織。第二十四張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月蛋白聚糖的結構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

10、醛酸第二十五張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月單糖結構-D-葡糖醛酸 -L-艾杜糖醛酸 （GlcUA） ( IdoUA）-D-葡糖胺 -D-半乳糖胺 （GlcN） （GalNAc）第二十六張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、糖胺聚糖糖胺聚糖（glycosaminoglycan, GAG）是由己糖胺和己糖醛酸構成的重復二糖單位。硫酸軟骨素(chordroitin sulfate)硫酸皮膚素(dermatan sulfate)硫酸角質(zhì)素(keratan sulfate)透明質(zhì)酸(hyaluronic acid)肝素(heparin)和硫酸類肝素(heparan sulfate)

11、體內(nèi)重要的糖胺聚糖（6種）：第二十七張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十八張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、核心蛋白核心蛋白（core protein）為與糖胺聚糖鏈共價結合的蛋白質(zhì)。核心蛋白均含有相應的糖胺聚糖取代結構域，一些蛋白聚糖通過這一結構域錨定在細胞表面或細胞外基質(zhì)的大分子中。第二十九張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月大分子聚集型胞外基質(zhì)蛋白聚糖（如：蛋白聚糖聚合體）小分子富含亮氨酸胞外基質(zhì)蛋白聚糖（如：飾膠蛋白聚糖）跨膜或胞內(nèi)蛋白聚糖（跨膜如：黏結蛋白聚糖，胞內(nèi)如：絲甘蛋白聚糖）根據(jù)核心蛋白和糖鏈成分的差別，蛋白聚糖分為3類：第三十張，PPT共四十二

12、頁，創(chuàng)作于2022年6月細胞表面的黏結蛋白聚糖黏結蛋白聚糖（syndecan-1）為細胞膜表面主要蛋白聚糖成分 第三十一張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月透明質(zhì)酸連接蛋白核心蛋白硫酸角質(zhì)素硫酸軟骨素蛋白聚糖亞基骨骺軟骨蛋白聚糖聚合物 蛋白聚糖聚合物第三十二張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月三、蛋白聚糖的合成在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成核心蛋白多肽鏈，同時即以O-連接或N-連接的方式進行聚糖加工；在高爾基體內(nèi)進行糖鏈延長或加工修飾；多糖鏈的形成是由單糖逐個加上去的，單糖要由UDP活化；糖醛酸由UDPGA提供；硫酸由PAPS提供；糖胺的氨基來自于Gln。第三十三張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于202

13、2年6月四、蛋白聚糖的功能在基質(zhì)中蛋白聚糖和彈性蛋白、膠原蛋白以特殊方式連接，構成基質(zhì)的特殊結構。這與細胞的粘附、遷移、增殖和分化等有關。抗凝血(肝素)參與細胞識別結合與分化(細胞表面的硫酸肝素)維持軟骨機械性能(硫酸軟骨素)等 1. 構成細胞外基質(zhì)最主要功能2. 其它功能第三十四張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月糖蛋白與蛋白聚糖的區(qū)別 第三十五張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 糖脂Glycolipid第三十六張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月糖脂（glycolipid）是糖通過半縮醛羥基以糖苷鍵與脂質(zhì)連接的化合物。 鞘糖脂（sphingolipid）甘油糖脂類

14、固醇衍生糖脂。 根據(jù)脂質(zhì)部分不同，糖脂可分為：第三十七張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、鞘糖脂是神經(jīng)酰胺被糖基化的糖苷化合物鞘糖脂是以神經(jīng)酰胺（N-脂酰鞘氨醇）為母體的化合物。其分子中的神經(jīng)酰胺1-位羥基被糖基化。 鞘糖脂分子中的單糖主要為：葡萄糖、半乳糖、N-乙酰葡萄糖胺、N-乙酰半乳糖胺、巖藻糖和唾液酸 第三十八張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）腦苷脂(cerebroside)是不含唾液酸的中性 鞘糖脂（二）硫苷脂(sulfatide)是指糖基部分被硫酸化的酸性鞘糖脂（三）神經(jīng)節(jié)苷脂(ganglioside)是含唾液酸的酸性鞘糖脂根據(jù)分子中是否含有唾液酸或硫酸基成分，鞘糖脂可分為：