糖蛋白与蛋白聚糖

-D-葡糖醛酸 （GlcUA）
-L-艾杜糖醛酸 ( IdoUA）
-D-葡糖胺 （GlcN）
-D-N-乙酰半乳糖胺 （GalNAc）
-L-岩藻糖 （Fuc）
精品课件
唾液酸 （SA）
-D-N-乙酰葡糖胺-尿苷二 （GlcNAc-UDP）
糖蛋白糖链的N-连接型和O-连接 型
N-连接： 连接 方式
O-连接：
(glycoconjugates)
糖脂(glycolipids)
精品课件
糖生物学（glycobiology）
研究糖的分子结构、合成及生物功能的 新兴学科。
糖组和糖组学（Glycome and Gl糖yc组o：m为ic单s）一细胞或生物体中的整套聚糖
糖组学：研究包括聚糖种类、结构鉴定、糖基化 位点分析、蛋白质糖基化的机制和功能等的科学
精品课件
（二）N-连接糖蛋白
定义： 糖蛋白聚糖中的N-乙酰葡糖胺与蛋白
部分的Asn-X-Ser序列的天冬酰胺氮以共 价键连接称N-连接糖蛋白。
精品课件
N-连接糖蛋白的糖基化位点 N-连接糖蛋白中Asn-X-Ser/Thr三
个氨基酸残基的序列子称为糖基化位点。 糖蛋白分子中聚糖结构的不均一性称为
有些蛋白质的投送信号存在于肽链内， 但有些是与其糖链有关。
精品课件
（五）糖蛋白聚糖具有分子间的识别作用
➢ 聚糖中单糖分子连接的多样性是聚糖起到 分子识别作用的基础；
➢ 受体与配体识别和结合 也需聚糖的参与；
➢ 细胞表面糖复合物的聚 糖还能介导细胞-细胞 的结合。
精品课件
第二节 蛋白聚糖
Proteoglycan
➢ O-GlcNAc 糖 基 化 位 点 常 位 于 蛋 白 质 Ser/Thr磷酸化位点处或其邻近部位。糖基 化后即会影响磷酸化的进行，反之亦然。
精品课件
二、糖蛋白分子中聚糖的功能
（一）聚糖可影响糖蛋白生物活性
➢ 保护糖蛋白不受蛋白酶的水解，延长其半衰期； ➢ 起屏障作用，影响糖蛋白的作用； ➢ 聚糖还可以避免蛋白质中抗原决定簇被免疫系统
➢ 通 过 O-GlcNAc 糖 基 转 移 酶 (O-GlcNAc transferase, OGT)作用，将β-N-乙酰氨基葡萄 糖以共价键方式结合于蛋白质的Ser/Thr残基上;
➢ 主要存在于细胞质或细胞核中
精品课件
➢ O-GlcNAc糖基化蛋白质的解离需要特异 性 的 β-N- 乙 酰 氨 基 葡 萄 糖 酶 (OGlcNAcase)作用，O-GlcNAc糖基化与去 糖基化是个动态可逆的过程。
蛋白部分的丝/苏氨酸残基的羟基相连， 称为O-连接糖蛋白。
O-连接聚糖结构 由N-乙酰半乳糖胺和半乳糖构成核心
二糖，核心二糖可重复延长及分支，再接上 岩藻糖、N-乙酰葡萄糖胺等单糖。
精品课件
O-连接聚糖合成
✓特点：先合成多肽链，再加工糖链 ✓不需载体 ✓过程：① 在GalNAc转移酶催化下，将UDP-
GalNAc中的GalNAc转移至多肽链的 丝/苏氨酸的羟基上，形成O-连接； ② 在相应的糖基转移酶作用下， GalNAc上逐个加上糖基，直至O-连 接寡糖链形成
精品课件
（四）蛋白质β-N-乙酰氨基葡萄糖基化
➢ β-N-乙酰氨基葡萄糖(β-N-acetylglucosamine， O-GlcNAc)糖基化修饰，主要发生于膜蛋白和分 泌蛋白;
精品课件
➢ 蛋白聚糖是一条或多条糖胺聚糖以共价键与 核心蛋白形成的大分子糖复合物
➢ 糖占比例大，约一半以上，具有多糖性质。 ➢ 分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节
滑液、粘液、眼玻璃体等组织。
精品课件
➢ 蛋白聚糖的结构
核心蛋白 糖胺聚糖
葡萄糖胺
糖胺 半乳糖胺
糖醛酸
葡萄糖醛酸 艾杜糖醛酸
精品课件
一、糖胺聚糖
第十九章
糖蛋白、蛋白聚糖 和细胞外基质
Glycoprotein, Proteoglycan and Extracellular Matrix
南方医科大学基因工程研究所
生物化学与分子生物学教研室
精品课件
朱利娜
单糖
寡糖
糖类
多糖
糖蛋白(glycoprotein)
糖复合物
蛋白聚糖(proteoglycan)
精品课件
第一节 糖蛋白
Glycoprotein
精品课件
糖蛋白
➢ 一种或多种糖以共价键连接到肽链上的蛋白质 ➢ 蛋白质含量较多，糖所占比例变动大，
表现为蛋白质的特性 ➢ 分布：细胞膜、溶酶体、细胞外液
精品课件
一、糖蛋白糖链的结构
（一）糖蛋白聚糖分为N-连接型和O-连接型两 种 聚糖中单糖的种类：
糖胺聚糖（glycosaminoglycan, GAG） 是由己糖胺和己糖醛酸构成的重复二糖单位。
体内重要的糖胺聚糖（6种）：
•硫酸软骨素类(chordroitin sulfates)
糖型(glycoform)。
精品课件
N-连接糖蛋白的聚糖类型
①高甘露糖型 ②复杂型 ③杂合型
都有一个五糖核心
Man Man
Man
GlcNAc GlcNAc Asn
精品课件
精品课件
N-连接聚糖的合成——共翻译过程
➢ 细胞定位：内质网和高尔基体 ➢ 载体：长萜醇 ➢ 过程：① 合成含14糖基的寡糖链
② 转移至肽链的糖基化位点上 ③ 进一步在内质网和高尔基体进行加工 ➢ 酶：糖基转移酶或糖苷酶催化
注 意 ： 糖 基 必 须 活 化 为 UDP 或 GDP 的 衍 生
物
精品课件
精品课件
长萜醇-P-P聚糖的合成
3型N-聚糖的加工过 程
复பைடு நூலகம்型
精品课件
（三）O-连接糖蛋白
定义 糖蛋白聚糖中的N-乙酰半乳糖胺与
识别而产生抗体。
精品课件
（二）糖蛋白聚糖加工可参与新生肽链折叠
➢ 参与新生肽链的折叠并维持蛋白质的正确 的空间构象；
➢ 糖蛋白的糖基化与肽链的折叠及分拣密切 相关 。
精品课件
（三）糖蛋白聚糖可参与维系亚基聚合
具有功能的糖蛋白的二聚体，往往依靠 糖-蛋白或糖-糖相互作用维系亚基的聚合和 构象。
（四）聚糖对蛋白质在细胞内的分拣、投送 和分泌中的作用
•葡萄糖(Glc) •N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc) •半乳糖(Gal) •N-乙酰半乳糖胺(GalNAc) •甘露糖(Man) •N-乙酰神经氨酸(NeuAc) •岩藻糖(Fuc)
精品课件
-D-葡萄糖 （Glc）
-D-半乳糖 （Gal）
D-甘露糖 （Man）
单糖 结构
-D-N-乙酰葡糖胺 （GlcNAc）