聚糖的結(jié)構(gòu)與功能

聚糖的結(jié)構(gòu)與功能第一頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日第四章

聚糖的結(jié)構(gòu)與功能StuctureandFunctionofGlycan第二頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日糖類單糖多糖糖復(fù)合物(glycoconjugates)糖蛋白(glycoprotein)蛋白聚糖(proteoglycan)糖脂(glycolipids)第三頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日糖復(fù)合物(glycoconjugate)主要包括糖蛋白(glycoprotein)、蛋白聚糖(proteoglycan)和糖脂(glycolipid)。糖蛋白和蛋白聚糖都由共價(jià)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。概述第四頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日

糖蛋白分子中聚糖及其合成過(guò)程

第一節(jié)第五頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日一種或多種糖以共價(jià)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(dòng)大，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)的特性。分布細(xì)胞膜、溶酶體、細(xì)胞外液糖蛋白第六頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日特點(diǎn)：蛋白質(zhì)含量較多；含糖量變動(dòng)大；聚糖結(jié)構(gòu)差異顯著。糖蛋白含糖量和聚糖結(jié)構(gòu)差異顯著組成糖蛋白的分子中聚糖的單糖的種類葡萄糖(Glc)半乳糖(Gal)甘露糖(Man)N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)巖藻糖(Fuc)N-乙酰葡糖胺(GlcNAc)N-乙酰神經(jīng)氨酸(NeuAc)第七頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日

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：第八頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日一、N-連接糖蛋白的糖基化位點(diǎn)為Asn-X-Ser/Thr糖蛋白的糖鏈與蛋白部分的Asn-X-Ser序列的天氡酰胺氮以共價(jià)鍵連接稱N-連接糖蛋白。定義：第九頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日N-連接糖蛋白中Asn-X-Ser/Thr三個(gè)氨基酸殘基的序列子稱為糖基化位點(diǎn)。糖蛋白分子中聚糖結(jié)構(gòu)的不均一性稱為糖型(glycoform)。第十頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日二、N-連接聚糖結(jié)構(gòu)有高甘露糖型、復(fù)雜型和雜合型之分

①高甘露糖型②復(fù)雜性③雜合型都有一個(gè)五糖核心ManManManGlcNAcGlcNAcAsn第十一頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日第十二頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日三、N-連接寡糖的合成是以長(zhǎng)萜醇作為聚糖載體

N-連接寡糖是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上以長(zhǎng)萜醇作為糖鏈載體，先合成含14糖基的寡糖鏈，然后轉(zhuǎn)移至肽鏈的糖基化位點(diǎn)上，進(jìn)一步在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體進(jìn)行加工而成。每一步加工都由特異的糖基轉(zhuǎn)移酶或糖苷酶催化完成，糖基必須活化為UDP或UDP的衍生物。第十三頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日長(zhǎng)萜醇-P-P聚糖的合成第十四頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日三型N-聚糖的加工過(guò)程第十五頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日四、O-連接聚糖合成不需聚糖載體糖蛋白糖鏈與蛋白部分的絲/蘇氨酸殘基的羥基相連，稱為O-連接糖蛋白。O-連接寡糖有N-乙酰半乳糖與半乳糖構(gòu)成核心二糖，核心二糖可重復(fù)延長(zhǎng)及分支，再接上巖藻糖、N-乙酰葡萄糖胺等單糖。定義O-連接寡糖結(jié)構(gòu)第十六頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日

O-連接寡糖在N-乙酰半乳糖基轉(zhuǎn)移酶的作用下，在多肽鏈的絲/蘇氨酸的羥基上連接上N-乙酰半乳基，然后逐個(gè)加上糖基直至O-連接寡糖鏈的形成。O-連接寡糖合成第十七頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日五、蛋白質(zhì)β-N-乙酰氨基葡萄糖基化是可逆的單糖基修飾β-N-乙酰氨基葡萄糖(β-N-acetylglucosamine，O-GlcNAc)糖基化修飾，主要發(fā)生于膜蛋白和分泌蛋白。O-GlcNAc糖基化修飾是通過(guò)O-GlcNAc糖基轉(zhuǎn)移酶(O-GlcNActransferase,OGT)作用，將β-N-乙酰氨基葡萄糖以共價(jià)鍵方式結(jié)合于蛋白質(zhì)的Ser/Thr殘基上。第十八頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日O-GlcNAc糖基化蛋白質(zhì)的解離需要特異性的β-N-乙酰氨基葡萄糖酶(O-GlcNAcase)作用，O-GlcNAc糖基化與去糖基化是個(gè)動(dòng)態(tài)可逆的過(guò)程。O-GlcNAc糖基化位點(diǎn)常位于蛋白質(zhì)Ser/Thr磷酸化位點(diǎn)處或其鄰近部位。糖基化后即會(huì)影響磷酸化的進(jìn)行，反之亦然。第十九頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日六、糖蛋白分子中聚糖影響蛋白質(zhì)的半衰期、結(jié)構(gòu)與功能

糖蛋白的聚糖通常存在于蛋白質(zhì)表面環(huán)或轉(zhuǎn)角的序列處，并突出于蛋白質(zhì)的表面。有些糖鏈可能通過(guò)限制與它們連接的多肽鏈的構(gòu)象自由度而起結(jié)構(gòu)性作用。O-連接型聚糖常成簇地分布在蛋白質(zhì)高度糖基化的區(qū)段上，有助于穩(wěn)固多肽鏈的結(jié)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，去除聚糖的糖蛋白，容易受蛋白酶水解，說(shuō)明聚糖可保護(hù)肽鏈，延長(zhǎng)半壽期。有些酶的活性依賴其聚糖，脂蛋白脂肪酶N-連接型聚糖的核心五糖為酶活性所必需。（一）聚糖可穩(wěn)固多肽鏈的結(jié)構(gòu)及延長(zhǎng)半衰期第二十頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日（二）糖蛋白聚糖加工可參與新生肽鏈折疊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；糖蛋白的糖基化與肽鏈的折疊及分揀密切相關(guān)。

第二十一頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日（三）聚糖可影響糖蛋白在細(xì)胞內(nèi)的靶向運(yùn)輸糖蛋白的聚糖可影響糖蛋白在細(xì)胞內(nèi)的靶向運(yùn)輸?shù)牡湫屠邮侨苊阁w酶合成后向溶酶體的靶向運(yùn)輸。溶酶體酶在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成后，其聚糖末端的甘露糖在高爾基體被磷酸化成甘露糖-6-磷酸，然后與溶酶體膜上的甘露糖-6-磷酸受體識(shí)別、結(jié)合，定向轉(zhuǎn)送至溶酶體內(nèi)。若聚糖鏈末端甘露糖不被磷酸化，那么溶酶體酶只能被分泌至血漿，而溶酶體內(nèi)幾乎沒有酶，可導(dǎo)致疾病產(chǎn)生。

第二十二頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日（四）聚糖參與分子間的相互識(shí)別聚糖中單糖分子連接的多樣性是聚糖起到分子識(shí)別作用的基礎(chǔ)。受體與配體識(shí)別和結(jié)合也需聚糖的參與。細(xì)胞表面糖復(fù)合物的聚糖還能介導(dǎo)細(xì)胞-細(xì)胞的結(jié)合。第二十三頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日

蛋白聚糖分子中的糖胺聚糖

第二節(jié)第二十四頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日蛋白聚糖是一條或多條糖胺聚糖以共價(jià)鍵與核心蛋白形成的大分子糖復(fù)合物化合物。糖占比例大，約一半以上，具有多糖性質(zhì)。分布于軟骨、結(jié)締組織、角膜基質(zhì)、關(guān)節(jié)滑液、粘液、眼玻璃體等組織。第二十五頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日蛋白聚糖的結(jié)構(gòu)組成核心蛋白糖胺聚糖糖胺糖醛酸葡萄糖胺半乳糖胺葡糖醛酸艾杜糖醛酸第二十六頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日一、糖胺聚糖是含已糖醛酸和已糖胺組成的重復(fù)二糖單位糖胺聚糖（glycosaminoglycan,GAG）曾稱為粘多糖、氨基多糖和酸性多糖等。硫酸軟骨素類(chordroitinsulfates)硫酸皮膚素(dermatansulfate)硫酸角質(zhì)素(keratansulfate)透明質(zhì)酸(hyaluronicacid)肝素(heparin)和硫酸類肝素(heparansulfate)體內(nèi)重要的糖胺聚糖（6種）：第二十七頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日第二十八頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日二、核心蛋白均含有結(jié)合糖胺聚糖的結(jié)構(gòu)域核心蛋白（coreprotein）為與糖胺聚糖鏈共價(jià)結(jié)合的蛋白質(zhì)。核心蛋白均含有相應(yīng)的糖胺聚糖取代結(jié)構(gòu)域，一些蛋白聚糖通過(guò)這一結(jié)構(gòu)錨定在細(xì)胞表面或細(xì)胞外基質(zhì)的大分子中。第二十九頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日大分子聚集型胞外基質(zhì)蛋白聚糖小分子富含亮氨酸胞外基質(zhì)蛋白聚糖跨膜胞內(nèi)蛋白聚糖按核心蛋白和糖鏈成分的差別，蛋白聚糖分類：第三十頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日透明質(zhì)酸連接蛋白核心蛋白硫酸角質(zhì)素硫酸軟骨素糖蛋白亞基骨骺軟骨蛋白聚糖聚合物

蛋白聚糖聚合物第三十一頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日三、核心蛋白逐一加上糖基而形成蛋白聚糖在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成核心蛋白多肽鏈，同時(shí)在高爾基體內(nèi)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，糖醛酸由UDPGA提供；單糖要由UDP活化；硫酸由PAPS提供；糖胺氨基來(lái)自于Gln。第三十二頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日四、蛋白聚糖是細(xì)胞間基質(zhì)重要成分在基質(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)胞的粘附、遷移、增殖和分化等有關(guān)?？鼓ǜ嗡兀﹨⑴c細(xì)胞識(shí)別結(jié)合與分化（細(xì)胞表面的硫酸素）維持軟骨機(jī)械性能（硫酸軟骨素）等1.構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)2.其它功能第三十三頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)

糖脂

Glycolipid第三十四頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日糖脂（glycolipid）是糖通過(guò)半縮醛羥基以糖苷鍵與脂質(zhì)連接的化合物。鞘糖脂（sphingolipid）甘油糖脂類固醇衍生糖脂。根據(jù)脂質(zhì)部分不同，糖脂可分為：第三十五頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日一、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、巖藻糖和唾液酸第三十六頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日（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：中性鞘糖脂和酸性鞘糖脂

第三十七頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日幾種鞘糖脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)第三十八頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日二、髓磷脂中含有甘油糖脂甘油糖脂（glyceroglycolipid）也稱糖基甘油脂，由二酰甘油分子3位上的羥基與糖基連接而成。單半乳糖基二酰甘油