糖复合物结构与功能

糖复合物结构与功能

举出5个糖复合物结构与功能的例子，说明结构决定功能。

（1）运铁蛋白

运铁蛋白主要由肝脏制造，是一种糖蛋白。它一共有两个铁离子结合位，每个结合位可以与一个铁离子结合。在羧基端的结合位与铁离子有很高的亲和力，只会与铁离子结合。在氨基端的结合位则是可以与其他离子结合，亲和力高低如下:铁>铬>锰>镉>镍。三价铁离子与运铁蛋白的结合需要一个阴离子的存在，通常是重碳酸盐。未与铁离子结合的运铁蛋白称为原运铁蛋白。

运铁蛋白为血清中结合并转运铁的β-球蛋白。运铁蛋白主要在肝脏合成，它的减少可作为一项判断肝病预后的指标。其受体上Asn251糖基化位点经基因突变去除后，不能形成正常的二聚体，影响其转运功能。通过血清运铁蛋白的测定，也可反应缺铁性贫血等多种疾病。在健康的情况下，运铁蛋白饱和度在33%左右，但若是因为重金属中毒导致全部的结合位都被离子占据，就会发生100%饱和的情形。在一般缺铁性贫血的情形下，血清铁浓度低，运铁蛋白高，因此运铁蛋白饱和度会非常低。

血清运铁蛋白(Tf)正常值:2.5-4.3g/L。(免疫比浊法)

血清运铁蛋白(Tf)临床意义:1.降低:见于严重肝病、营养不良、腹泻、肾病综合症、感染、溶血性贫血等。2.升高:(1)见于妊娠后期的妇女、口服避孕药者(2)见于反复出血、铁缺乏、缺铁性贫血等。

（2）绒毛膜促性腺激素

绒毛膜促性腺激素（HCG）是胎盘合体滋养层细胞所分泌的一种糖蛋白激素，由α和β2个亚基单位、237个氨基酸组成，分子量36700，其中，α亚基与垂体分泌的FSH（卵泡刺激素）、LH（黄体生成素）和TSH（促甲状腺激素）等基本相似，故相互间能发生免疫交叉反应，而β亚基的结构各不相似，在免疫活性上可予以区别。β-HCG于β-LH结构相近，但最后24个氨基酸延长部分在β-LH 中不存在。所以在临床应用β-HCG亚基的特性做特异抗体用作诊断以避免β-LH 的干扰。由于β-HCG特异性强，利用特异性的抗血清检验血和尿中的β-HCG水平，是灵活而准确的早孕诊断方法。HCG的功能首要是促黄体作用，即使月经周期黄体转变为早孕期黄体，起作用机制是与黄体细胞膜受体结合，激活腺苷酸环化酶，促进黄体激素分泌。此外，HCG尚能影响卵巢中甾体激素的合成和分泌，刺激胎盘滋养层生成孕酮等作用。

HCG在受精后第6日开始分泌，受精后第7日，就能在孕妇血清中和尿中测出，可用于早期妊娠的诊断。至妊娠8~10周血清浓度达到高峰，约50-100kU/L，持续10日后迅速下降，中、晚妊娠时血浓度仅为高峰时的10%，持续至分娩，一般于产后1-2周消失。

（3）纤连蛋白

纤连蛋白（Fn）由成纤维细胞分泌。Fn的分子量为220～250KD，由两个相似的亚基组成二聚体，以羧基末端的两个二硫键连成“V”形结构。每个亚基上特定的重复区折叠构成7个球状的结构域，可分别与ECM中的多种成分和细胞结合，结构域之间的肽段对蛋白酶敏感。Fn含RGD(Arg-Gly-Asp)序列，并通过它与细胞膜上特异的整合蛋白受体结合，人工合成的RGD短肽可抑制Fn与受体的

结合。Fn的含糖量为5～20%，每个亚单位上可有4～5个N-连接糖链，集中分布在与胶原蛋白结合的结构域内，其影响Fn与胶原蛋白的结合力及对蛋白酶的抗性。存在于ECM中或细胞表面的Fn为不溶性的Fn纤维，Fn还有存在于血液和体液中的溶解形式。不同组织来源的Fn糖链结构有差别。Fn与肝素、纤维蛋白、胶原蛋白、DNA、细胞及与肌动蛋白和蛋白聚糖等的结合，可引发一系列细胞内和细胞外的变化。因此，Fn的组织分布和结构特点决定了Fn是具有多种生物学功能的糖蛋白，参与细胞的增殖分化和迁移、血液凝固、炎性浸润等多种过程。

（4）整合蛋白

整合蛋白广泛存在于各种细胞膜上，是由α和β两个亚基构成的异二聚体糖蛋白，α和β亚基的分子量为90～180KD。α亚基有24种，β亚基有9种，它们所组成的整合蛋白家族是根据β亚基分类的，如最大的β1整合蛋白家族有α1β1，α2β1，及α3β1等12种。整合蛋白结构分为胞外、跨膜和胞内三部分，β亚基胞外部分含丰富的二硫键，形成较紧密的折叠结构，α亚基上有二价阳离子(Ca2+, Mg2+)的结合部位，并有一个链内二硫键。整合蛋白通过α和β亚基的胞外部分形成的特异结合区与ECM中含RGD的黏附分子结合，如α1β1与Ln 和胶原，α5β1与Fn，及α6β1与 Ln间的特异结合等。整合蛋白还通过胞内部分与细胞骨架蛋白结合，参与细胞粘着斑的构成，并介导多种信号转导途径。整合蛋白主要含N-连接聚糖，对维持分子空间构象等有作用。如α5β1整合蛋白可分别用α5或β1亚基单克隆抗体以二聚体的形式沉淀出来，而用内切糖苷酶切去亚基的聚糖后，则两种单抗只能沉淀各自的α5或β1单体。当β1亚基糖基化降低后，则使整合蛋白与Fn和Ln的结合能力减弱。整合蛋白是细胞内外双向交流的桥梁，通过所介导的多种信号转导途径引起细胞的多种生物学功能变化。

（5）层连蛋白

层连蛋白主要存在于基底膜中。基底膜也是ECM的一种形式，除Ln外，还包括巢蛋白(entactin，nidogen)、硫酸肝素蛋白聚糖和IV型胶原等。Ln的分子量为850～900KD。Ln分子由3个不同的亚基（α，β，γ），通过二硫键连接形成长约70 nm的十字型结构。目前已经发现每种亚基又有3～5个类型，可组合成多种Ln分子。Ln结构中有与Ln受体结合的RGD序列，这类Ln受体也为整合蛋白家族成员。Ln还有巢蛋白、硫酸肝素蛋白聚糖（主要为串珠蛋白聚糖，perlecan）、IV型胶原及细胞的结合区。这些分子通过Ln相互交织，构成基底膜的网状结构；Ln与上皮细胞及内皮细胞的结合，有助于将这些细胞粘着和固定于基底膜上。Ln对肾小球基底膜的结构及滤过功能起重要作用。Ln含糖为12％—15％，主要为N-连接糖链。用N-连接糖链合成抑制剂衣霉素处理后的Ln，则对体外培养细胞的铺展性生长起抑制作用。已经发现，Ln有促进多种肿瘤细胞生长、浸润和转移的作用。除上述提到的整合蛋白受体外，与Ln结合的还有一类非整合蛋白受体，可识别Ln分子中的寡糖，如细胞膜表面的α1，4-半乳糖基转移酶。

由上面5种糖复合物结构与生物功能关系可以发现其结构与功能关系密切，结构决定功能。