氨基聚糖与蛋白聚糖描述

分类及结构

氨基聚糖二糖单位的组成之一是氨基己糖(N一乙酰 氨基葡萄糖或N一乙酰氨基半乳糖)，故得名氨基聚 糖或糖胺聚糖。氨基聚糖二糖单位的另一个糖基多为 糖醛酸(葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸)。只有硫酸角质素 例外，以半乳糖代替糖醛酸。 根据二糖单位的组成、结构、糖一肽连接方式及硫酸 化的数量和位置的不同，氨基聚糖可分为透明质酸、 硫酸软骨素、硫酸皮肤素、肝素、硫酸乙酰肝素及硫 酸角质素六大类。

应用


在微胶囊中的应用 蛋白聚糖的界面性质是其工业应用的 主要性质之一，主要用于微胶囊的制备。微胶囊的目的是 保护敏感物质.如易挥发物质、酶、药品等免受酶水解， ph变化及其他物质的影响，也可控制其释放。 蛋白聚糖用作食品材料 蛋白聚糖在食品中的应用在最近 几年内有较大的发展，例如低脂食物的开发，肉类替代物 的研究等均是建立在复合物的应用基础之上，这是与它们 的营养和功能特性分不开的。 蛋白聚糖用作生物材料 蛋白聚糖用作生物材料可分为两 大类：在食品工业中用于食品包装及可食用薄膜；在医药 领域用作移植和生物合成等。由于蛋白聚糖具有生物可降 解性和安全性，可作为食品包装材料和可食用薄膜。蛋白 聚糖的医药方面的应用研究迅猛发展，蛋白聚糖是可以直 接与生理器官相接触的物质，用于临时性的伤口修复、缝 合或用作血浆替代物以及关节合成、人工移植器官等。
3.蛋白聚糖与脂代谢 4.蛋白聚糖与凝血的调节
蛋白聚糖可以与大多数载脂蛋白和脂蛋白代谢酶结合 而影响脂蛋白的代谢。HSPG可间接调节低密度脂蛋 白的活性。PG通过改变酶的存在状态和功能来影响 脂蛋白代谢，PG通过与胶原和纤维黏连蛋白等相互 交联。构成致密的二维网状结构，抵御有害物质入侵。 脂蛋白代谢异常是心血管疾病的重要危险因素。 蛋白聚糖的侧链——糖胺聚糖通过促进丝氨酸蛋白 酶抑制剂对丝氨酸的抑制或直接作用于参与凝血的蛋 白酶参与凝血的调节.
的作用及其研究进展
马锐
常见的蛋白聚糖物质
结缔组织中含量较高：软骨角膜基质、关节滑液、蹄 筋、粘液、眼玻璃体等 银耳、燕窝、海参等保健品

葡萄糖胺硫酸软骨素、透明质酸等成分的保健品和药 物
概念 分类及结构 物理特性 作用功能 应用 研究进展

概念
氨基聚糖(glycosaminoglycan，GAG)是由重复的 二糖单位构成的无分支直链多糖，过去称为酸性粘多 糖(acid mucopolysaccharide)。 蛋白聚糖(proteoglycan，PG)是由氨基聚糖与蛋白 质构成的共价结合物。构成蛋白聚糖单体的蛋白质称 为核心蛋白质(core protein)，为单链多肽。
研究进展


1.蛋白聚糖与肿瘤（DCN） DCN的抗肿瘤作用和抗纤维化作用DCN是一种肿瘤细胞细胞生长 的负性调节因子，实验表明，DCN可抑制肿瘤细胞的增殖表达， 抑制肿瘤细胞的转移以及肿瘤血管的形成。研究发现，DCN的表 达与与肿瘤的恶性程度相关，DCN的表达越低肿瘤的恶性程度越 高。DCN富集于肿瘤细胞侵袭的微环境中，是宿主天然抗肿瘤免 疫功能的体现。 2.蛋白聚糖与神经组织 硫酸软骨素蛋白聚糖GSPG 硫酸乙酰肝素蛋白聚糖HSPG 研究发现，神经蛋白聚糖 mRNA 广泛分布于神经元,而磷酸蛋白聚 糖 mRNA 只分布于神经胶质细胞。说明神经元还可合成神经蛋白 聚糖, 而磷酸蛋白聚糖由神经胶质细胞合成。这些蛋白聚糖仅存在 于神经组织, 并且主要在胚胎期合成。神经蛋白聚糖的作用是抑制 神经突的长出, 磷酸蛋白聚糖的作用是促进神经突的长出。HSPG 还可介导信息传递过程, 激活某些蛋白质, 从而刺激神经突的生长。 CSPG对于中枢神经损伤后神经轴突的再生同样具有抑制作用,但在 高浓度细胞粘附分子环境中,CSPG具有维持边界的作用, 而有利于 轴突的选择性延伸。 研究表明, 中枢神经系统损伤时,CSPG合成增 加。
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作用功能
1.使组织具有弹性和抗压性 氨基聚糖和蛋白聚糖构成细胞外高度水合的凝胶状 基质，使组织具有渗透压和膨压，有抗张、反弹、抗 机械压力的缓冲作用，维持组织的形态，防止机械损 伤。在软骨中许多蛋白聚糖结合到一个透明质酸分子 上，形成巨大复合体，使软骨具有良好弹性和抗压性。 2.对物质转运有选择渗透性 由于糖基高度亲水性且带负电荷，使糖链挺直交错， 构成大小不等和电荷密度不同的网子L，吸引阳离子， 有分子筛的作用。水、离子和各种营养性小分子、代 谢物、激素、维生素和细胞因子可进行选择性渗透。 肾小球基膜的蛋白聚糖成为血浆和尿液的过滤器。

蛋白聚糖的结构由于核心蛋白质的不同以及氨基聚糖 糖链在种类、数量及组合方式上的不同而千变万化。 一条核心蛋白质多肽链可以共价结合一至数百条氨基 聚糖糖链。与一个核心蛋白质分子相连的GAG链可 以是相同或不同的。不同的蛋白聚糖具有不同的核心 蛋白质和不同种类、数量的氨基聚糖。 单体=核心蛋白+氨基聚糖 蛋白聚糖根据组织来源：软骨蛋白聚糖 动脉蛋白聚 糖 角膜蛋白聚糖 根据含的氨基聚糖的种类：硫酸软骨素蛋白聚糖 硫 酸皮肤素蛋白聚糖 硫酸角质素蛋白聚糖 硫酸乙酰肝 素蛋白聚糖 肝素蛋白聚糖

物理特性

氨基聚糖及蛋白聚糖具有独特的物理性质，例如高度 亲水性、酸性、抗压性、粘弹性及润滑性等，并在体 内占据相对巨大的体积，形成高度水化的多孔凝胶样 基质，允许细胞在其间迁移及营养物、代谢物、激素 和细胞因子等在血液和组织细胞之间迅速扩散(孔径 的大小和电荷密度可调节细胞外基质对分子及细胞的 通透性)，而且赋予组织以抗压性。细胞外基质的其 他成分包埋于氨基聚糖及蛋白聚糖之中。

3.角膜中的蛋白聚糖具有透光性 角膜中主要含硫酸软骨素和硫酸角质素，由于高度硫酸化， 使基质脱水变得致密，阻止血管形成，使角膜柔软具有透 光性，同时角质化具有保护作用。 4.氨基聚糖的抗凝血功能 肝素蛋白聚糖常以单体形式存在，由靠近血管的肥大细胞 分泌产生。受刺激时肝素释放入血液中，与抗凝血酶相结 合，抑制凝血因子的作用，具抗凝血功能. 5.细胞表面的蛋白聚糖具有信息传递的作用 乙酰肝素蛋白聚糖可跨越细胞膜，细胞外区肽链能结合细 胞外基质中各种信号分子，细胞质区的肽链与细胞骨架相 互作用，使细胞内外信息相通。 6.蛋白聚糖和氨基聚糖与组织老化