1. 简述糖蛋白的n-连接寡糖链的结构及合成过程
糖蛋白组成
糖蛋白组成糖蛋白是生物大分子的重要组分，是生物体中含量最多的一类分子。
糖蛋白质是以氨基酸为基础的蛋白质，它们通常含有糖分子。
糖蛋白组成了昆虫、鸟类、鱼类、两栖动物和爬行动物的表皮细胞壁、体细胞膜、细胞内分子等部位，在生物体内具有重要的功能。
本文将针对糖蛋白包括它们的结构、功能和特性等多方面进行讨论。
一、糖蛋白的结构糖蛋白是一种包含糖类分子的蛋白质。
它的结构由氨基酸残基和糖分子组成，氨基酸残基是其中的一大类，有些是如下类型：谷氨酸（Glu）、天冬酰胺酸（Asp）、丝氨酸（Ser）、苏氨酸（Thr）、缬氨酸（Val）和苯丙氨酸（Phe）等。
每个氨基酸残基可以与一个糖分子结合，从而形成糖蛋白。
糖蛋白由3个结构域组成：N-链、肽芯和C-链。
N-链由氨基酸残基组成，它可以携带一个糖分子；肽芯拥有8-15个氨基酸，可以串联氨基酸；C-链由非糖性氨基酸残基组成，但有时也可以体现糖蛋白结构中的另一个糖分子。
二、糖蛋白的功能糖蛋白有多种功能。
它在细胞膜中形成一个可控制排列，它可以维持细胞膜结构的稳定，从而维持细胞稳定；它还可以作为受体参与细胞内信号传导；它还可以与另一种蛋白质结合，共同构成一种聚合蛋白，以及形成一种混合蛋白，共同发挥作用。
糖蛋白也可以作为抗原，参与免疫应答；还可以参与代谢，促进细胞新陈代谢；另外，它还可以参与细胞凋亡，保护细胞免受病毒的侵袭。
三、糖蛋白的特性糖蛋白是一种稳定的分子，其结构稳定地存在于细胞内，不易被酶分解。
另外，它的表观结构受外界环境的影响，如温度、pH和酸碱度等，在不同环境下形成不同的构象，若不及时调整环境，它会很快出现变质现象。
糖蛋白在水中分解也比较快，受水分子的作用，它可以被水分子打开，但是其稳定性仍然要高于其它蛋白质分子。
总之，糖蛋白由氨基酸残基和糖分子组成，它们可以形成细胞膜、受体、聚合蛋白等实体，参与细胞新陈代谢、信号传导和保护细胞等功能。
它们的特性包括结构稳定，对外界环境敏感，在水中分解速度较快。
糖及糖组学考试复习题及答案解析
糖及糖组学考试复习题及答案解析1、糖⽣物学：通过运⽤分析化学、合成有机化学、⽣物化学与分⼦⽣物学、遗传学和细胞⽣物学等多学科⼿段研究糖及其衍⽣物的结构、合成代谢、⽣物学功能，以及与疾病的关系的⼀门交叉科学，包括糖化学、糖链合成、糖链在⽣物系统中功能及糖链操作技术等。
2、糖组学：是从分析和破解⼀个⽣物或⼀个细胞全部糖链所含信息这⼀⾓度⼊⼿，研究糖链的分⼦结构、表达调控、功能多样性以及疾病的关系的科学。
3、糖缀合物：⼜叫糖偶联复合物，糖与蛋⽩或脂类形成的共价结合物，如糖蛋⽩、糖脂、糖胺聚糖、蛋⽩聚糖及⼩分⼦糖苷。
4、糖基化反应：核苷糖供体和受体（如单糖、寡糖、蛋⽩质、脂和DNA）在特定的糖基转移酶的催化下⽣成糖基化受体同时释放出核苷酸的过程。
5、糖基转移酶：负责催化糖苷键的合成，是膜结合蛋⽩，有跨膜区，茎区和催化域组成。
糖基转移酶对受体结构有⾼度的特异性，并且酶的底物专⼀性相互重叠。
糖基转移酶的表达是基本⽔平组成型表达，还有发育阶段依赖及组织专⼀性，有105家族。
6、核苷糖转运⼦：在真核细胞中，能够将在细胞质中合成的核苷糖转运到亚细胞器（如内质⽹/⾼尔基体）的腔内，并从亚细胞器中送出核苷⼆磷酸转化⽣成的核苷⼀磷酸的蛋⽩载体，位于膜上。
7、N-糖链：糖链连接到蛋⽩质的天冬酰胺上，核⼼结构是Asn-GlcNAc2Man3，糖链较长，结构较复杂。
8、O-糖链：糖链连接到蛋⽩质的丝氨酸或苏氨酸上，糖链短，结构简单。
9、糖苷酶：是⼀类催化糖苷键⽔解的酶。
在酸性条件下，能催化由半缩醛羟基与醇羟基反应形成的糖苷键的断裂，有内切糖苷酶和外切糖苷酶。
根据结构差异分为135个家族（GH1-GH135）。
10、凝集素：⼀类⾮免疫来源的糖结合蛋⽩，没有酶活性，蛋⽩上有糖识别域，特异识别糖链末端特定的糖结构，能引起细胞凝集。
11、植物疫苗：病原体侵染植物，细胞表⾯半纤维素类多糖降解为寡糖，寡糖作为信号分⼦诱导植物基因表达，使植物表现出多种防卫功能，这些寡糖类物质具有类似疫苗的功能，植物疫苗有壳寡糖和⼏丁寡糖、葡寡糖、寡聚半乳糖醛酸。
糖蛋白
(二)O—连接糖链
采用O—连接方式的糖蛋白中，肽链 部分的丝氨酸和苏氨酸含量常可达到氨 基酸总数的 50％。这种糖蛋白的糖链中 不具有共同的核心序列，因此糖链的结 构相互之间差异较大。
又如Tf受体的第251Asn被点突变后，除 不能形成二聚体外，还被细胞内水解酶迅速 水解而不能定位于细胞膜，说明糖链的存在 对蛋白肽链可发挥屏障保护作用，使肽链免 遭细胞内蛋白酶的水解。此外研究证明N-或 O-Gal糖链末端NeuAc对防止蛋白水解也是 必需的。
2.分泌性蛋白：
糖蛋白分泌出细胞的过程也与其糖链 有关。但分泌性糖蛋白的转运对糖链的 要求并不像膜蛋白那样是严格必需的。
二、糖蛋白的结构
• 糖蛋白中糖链与多肽链的连接方式主要 有两种，二者都需要在单糖与氨基酸残 基之间形成特异的糖苷键。其余还有较 少见的两种。
• 糖链的长短，结构和数目，在各种糖蛋 白之间可以相差很大。
通常见于糖蛋白寡糖链中的单糖有8种。 葡萄糖;半乳糖（Gal）； 甘露糖（Man）； N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）； N-乙酰葡糖胺（GlcNAc）； 岩藻糖（Fuc）； N-乙酰神经氨酸（NeuAc） 阿拉伯糖(Ara)等。
2.与羟脯AA连接的糖链 由(L-Ara)阿拉伯糖 的异头碳与Hyp-OH缩合而成（L-Araβ1Hyp),此糖链见于植物的细胞壁，未见于动物， 对碱稳定，糖链较短，通常由1-4个Ara残基 组成。
3.与羟赖AA连接的糖链 由半乳糖的异头碳与 羟赖AA的-OH缩合而成。仅见于胶原蛋白中， 对碱稳定，糖基化常处于Gly-X-Hyl-Gly的序 列中，该四肽可能似糖基化受体的特征结构。
19生物化学习题与解析糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质
糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质一、选择题〔一〕 A 型题1 ．组成糖蛋白分子中聚糖的单糖不包括A ．葡萄糖B ．半乳糖C ．甘露糖D ．岩藻糖E ．果糖2 ．糖蛋白糖链合成场所为A ．细胞膜B ．细胞核C ．细胞浆D ．高尔基体与内质网E ．溶酶体3 ． N- 连接糖基化位点特定序列不行能是A ． Asn-GLY-Ser/ThrB ． Asn-Ala-Ser/ThrC ． Asn-Val-Ser/ThrD ． Asn-Leu-Ser/ThrE ． Asn-Pro-Ser/Thr4 ．不带有硫酸的糖胺聚糖是A ．硫酸软骨素B ．肝素C ．硫酸角质素D ．硫酸皮肤素E ．透亮质酸5 ．胶原中最多的氨基酸是A ． SerB ． ThrC ． TyrD ． GlyE ． Val6 ．细胞外基质中不含以下哪种蛋白A ．胶原蛋白B ．纤维蛋白C ．蛋白聚糖D ．纤连蛋白E ．清蛋白7 ．以下关于糖蛋白表达错误的选项是A ．糖链所占分子的重量百分比一般在 2%—10%B ．组成糖蛋白分子中聚糖的单糖有 7 种C ．合成糖蛋白糖链必需有长萜醇参与D ． N- 连接糖蛋白与 O- 连接糖蛋白合成的场所均是内质网和高尔基体E ．糖链为分支糖链8 ．以下关于蛋白聚糖的表达，错误的选项是A ．蛋白聚糖由糖胺聚糖与核心蛋白共价连接B ．蛋白聚糖分子中蛋白百分比小于聚糖C ．蛋白聚糖分子中也含有 N- 或 O- 连接聚糖D ．聚糖为直链型不分支E ．先合成二糖单位，再延长糖链9 ． N- 连接聚糖合成时所需糖基供体为A ． UDP 或 GDP 衍生物B ． UDP 或 CDP 衍生物C ． ADP 或 GDP 衍生物D ． TDP 或 GDP 衍生物E ． ADP 或 TDP 衍生物10．胶原分子构造的表达错误的选项是A ．结缔组织的主要蛋白质成分B ．由 3 条右手α螺旋肽链合成C ．分子组成中甘氨酸占 1 ／ 3D ．三股螺旋的形成与脯氨酸和羟脯氨酸有关E ．胶原中重复消灭的模序有 Gly-Pro- X11．以下有关纤连蛋白〔 Fn 〕的表达，错误的选项是A ．血浆中 Fn 主要来自肝细胞B ． Fn 为二聚体C ． Fn 的一级构造由三种不同内在序列同源构造重复消灭而构成D ． Fn 主要为 N- 连接糖蛋白E ． Fn 对细胞的作用通过与胶原结合来完成12．以下关于层粘连蛋白〔 Ln 〕的表达错误的选项是A ． Ln 是由三条多肽链通过盐键连接而成的B ． Ln 是一种糖蛋白C ．具有Ⅳ 型胶原结合的区域D ．含有能与细胞外表受体结合的 RGD 模序E ．主要存在于各组织的基底层〔二〕 B 型题A ．长萜醇B ．糖醛酸C ．三股螺旋D ．核心蛋白E ．甘露糖1 ．糖胺聚糖含有2 ．蛋白聚糖含有3 ．胶原蛋白含有4 ．糖蛋白中聚糖的单糖有A ．五糖核心B ．核心蛋白C ．核心二糖D ．由葡萄糖和半乳糖构成的二糖单位E ．甘油醛5 ． N- 连接寡糖有6 ． O- 连接寡糖有A ．三股螺旋B ．双螺旋C ．二条多肽链D ．三条多肽链E ．一条多肽链7 ．胶原蛋白含有8 ．层粘连蛋白含有9 ．纤连蛋白含有〔三〕 X 型题1 ．胶原分子构造特点有A ．含有三股右手螺旋B ．甘氨酸占 1/3 、脯氨酸占 1/ 4C ．无色氨酸D ．半衰期短E ．胶原中重复消灭的模序有 Gly-Pro- X2 ．以下属于糖蛋白的有A ．血型抗原B ．凝血酶原C ．胶原蛋白D ．纤连蛋白E ．层粘连蛋白3 ．表达糖胺聚糖正确的选项是A ．包括透亮质酸、肝素、硫酸软骨素B ．由二糖单位重复连接而成C ．与核心蛋白共价结合D ．含有糖醛酸E ．可分支二、是非题1．糖蛋白的聚糖主要有 N- 连接和 O- 连接型方式。
糖生物学基础
糖生物学基础举出5个糖复合物例子，说明其合成途径及重要生物功能。
现以N-连接糖蛋白中免疫球蛋白G、卵清蛋白；0-连接糖蛋白中黏蛋白、运铁蛋白；蛋白聚糖中肝素共5种糖复合物为例。
一．N-连接糖蛋白定义：糖蛋白的糖链与蛋白部分的Asn-X-Ser序列的Asn氮以共价键连接称N-连接糖蛋白。
连接点的结构：GlcNAcβ-N-Asn糖基化位点：N-连接聚糖中Asn-X-Ser／Thr三个氨基酸残基序列子(其中X 是除脯氨酸外的任一氨基酸)称为糖基化位点。
结构：（三型）结构特点：A.每种类型都具有一个五糖核心B.它们具有不同的分支，这些寡糖链分支常常被称为天线C.血液循环中和膜上的糖蛋白常常是N-糖苷连接N-连接寡糖的合成：N-连接寡糖是在内质网上以长萜醇(dolichol)作为糖链载体，先合成含14糖基的寡糖链，然后转移至肽链的糖基化位点上，进一步在内质网和高尔基体进行加工而成。
每一步加工都由特异的糖基转移酶或糖苷酶催化完成，糖基必须活化为UDP或UDP的衍生物。
免疫球蛋白G属N-连接糖蛋白。
生物功能如下：I g分子具有结合抗原和刺激抗体生成的双重功能。
首先，它能与抗原结合，产生多种生物效应，包括:①与病原微生物或它分泌的毒素结合，产生抗感染免疫;②活化体液的一类正常组分，即补体分子，起到杀伤病原体或靶细胞的作用;③加强吞噬细胞等免疫细胞的吞噬或杀伤效应;④与组织中的肥大细胞或嗜碱性粒细胞结合，产生过敏反应;⑤封闭移植的脏器，增强对它的保护，减缓排斥;⑥封闭肿瘤细胞，降低免疫保护。
免疫球蛋白还能穿过胎盘输送给胎儿。
此外，由于Ig分子由糖蛋白组成，所以除了上述抗体活性，还有抗原性，可活化自身免疫细胞，使之产生针对抗体的抗体──抗独特型抗体(Id抗体)，从而形成自身调节的功能。
各类免疫球蛋白的特性五类Ig在理化及生物学特性上各有不同。
IgG。
IgG是生物体液内主要的Ig，约占血液中Ig总量的70~75%。
由于IgG能通过胎盘，所以新生儿从母体获得的IgG 在抵抗感染方面起重要作用。
糖蛋白的结构与功能
2.1 粘液糖蛋白 (1) 消化道粘液糖蛋白 颌下腺等唾液 腺分泌的粘液糖蛋白,含有大量的寡糖链,其 中唾液酸特别多,有较大的粘滞性,这些糖蛋 白一方面具有润滑作用,另一方面又具有保 护粘膜的作用。消化道粘膜分泌多种糖蛋 白,有抑制胃液中胃蛋白酶的作用。糖液糖 蛋白作为血型物质与其寡糖链结构有关。 (2) 呼吸道粘液糖蛋白 呼吸道上皮分 泌的糖蛋白的粘液既有湿润吸入气体,防止 支气管及肺泡上皮干燥的作用,又能保护呼 吸道,以防止有毒气体或微生物的侵入。
1.2.1 N - 糖苷键
1.2.1.1 组成N - 糖苷键以β- N - 乙 酰葡萄糖胺- 天冬酰胺为连接点。在糖蛋白 中仅有N - 乙酰- β- D -葡萄糖胺残基与天 冬酰胺相连,生成的键是4 - N - (2 -乙酰氨 基- 2 - 脱氧-β- D - 吡喃葡萄糖基) - L - 天 冬酰胺。此键型最早在鸡卵清蛋白中发现。 在很多糖蛋白中都存在此连接键,例如血浆 糖蛋白中的血清类粘蛋白、免疫球蛋白、 激素类糖蛋白等。
(3) 以半乳糖- 羟赖氨酸残基为连接点, 此糖肽键称为5 - O -β- 吡喃半乳糖基- 5 羟 基- L - 赖氨酸。是胶原和一些胶原样多聚 物的特征结构。在发生糖基化的羟赖氨酸 (Hyl) 之后,紧接着往往是一个甘氨( Gly) 。 (4) 以阿拉伯糖- 羟脯氨酸残基为连接点, 此糖肽键称为4 - O -β- D - 吡喃阿拉伯糖 基- 4 - 羟- 反式- L- 脯氨酸,目前仅在高等植 物中发现,主要存在于绿色植物和绿藻细胞 壁的糖蛋白中。
1.2.2 O - 糖苷键
主要有四种类型 (1) 以α- N - 乙酰半乳糖胺- 丝氨酸/ 苏 氨酸残基的起点,此糖肽键是3 - O - (2 - 乙 酰胺- 2 - 脱氧- α-D - 吡喃半乳糖基) - L 丝氨酸或(苏氨酸) 。是粘液糖蛋白的特征 键,在某些非粘液型糖蛋白中也有发现。 (2) 以木糖- 丝氨酸残基为连接点,大多 数以木糖残基与肽链上丝氨酸残基结合,形 成O - 糖苷键而连接起来。
第十九章：糖蛋白
2 .N-连接寡糖结构 N－连接寡糖可分为三型；
①高甘露糖型
②复杂型
③杂合型：这三型 N-连接寡糖都有一个五糖核心，高甘露糖型在核
心五糖上连接了 2－9 个甘露糖，复杂型在核心五糖上可连接入 3、4
或 5 个分支糖链，宛如天线状，天线末端常连有 N-乙酰神经氨酸。
杂合型则共有二者的结构。
（二）O-连接糖蛋白
胶原蛋白由 3 条肽链以α 右手螺旋形成棒状结构。
富含甘氨酸（占 1/3）和脯氨酸（占 1/4），特含有羟赖氨酸和羟脯氨
酸，缺色氨酸和半胱氨酸，甚少酪氨酸。
三.纤连蛋白
定义
5 分钟
广泛存在于细胞外基质、基底膜和各种体液中的一种多功能糖蛋
白。多为二聚体形式，也有多聚体形式。
分布
细胞外基质、基底膜和各种体液。
教学内容 第十九章 糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质
时间
大多数真核细胞都能合成一定类型的糖蛋白和蛋白聚糖,它们分 布于细胞表面、细胞内分泌颗粒和细胞核内，也可被分泌出细胞，构 成细胞外基质成分。糖蛋白和蛋白聚糖都由共价键相连接的蛋白质和 糖两部分组成。糖蛋白分子中的蛋白质重量百分比大于糖，而蛋白聚 10 分钟 糖中多糖链所占重量在一半以上，甚至高达 95%，两者的糖链结构也 不同。因此糖蛋白和蛋白聚糖在合成途径和功能上存在显著差异。
岩藻糖、N-乙酰葡萄糖胺等单糖。
二、糖蛋白寡糖链的功能
20 分钟
许多执行不同功能的蛋白质都是糖蛋白，糖蛋白中的寡糖链不但
能影响蛋白部分的构象、聚合、溶解及降解还参与糖蛋白的不能取代的。
（一）寡糖链对新生肽链的影响
1.不少糖蛋白的 N-连接寡糖链参与新生肽链的折叠并维持蛋白
共价连接到核心蛋白的多肽链上。
第19章糖蛋白2010
目录
蛋白聚糖聚合物
透明质酸 连接蛋白 硫酸角质素 硫酸软骨素 糖蛋白亚基 核心蛋白
骨骺软骨蛋白聚糖聚合物
目录
蛋白聚糖合成
内质网----合成核心蛋白 高尔基体----糖链延长或加工。
目录
蛋白聚糖功能
1. 构成细胞外基质 蛋白聚糖和弹性蛋白、胶原蛋白连接，构 成基质。这与细胞的粘附、迁移、增殖和分化 等有关。 2. 其它功能 抗凝血（肝素） 参与细胞识别结合与分化（细胞表面的硫酸素） 维持软骨机械性能（硫酸软骨素）等
目录
3. 作为信息分子作用
特异的聚糖结构被细胞用来编码若干重要信 息，诸如糖蛋白的胞内定向转运、细胞与细 胞的相互作用、组织与器官发育以及细胞外 信号转导等。 每一聚糖都有一个独特的能被蛋白质阅读， 并与蛋白质相结合的三维空间构象，即糖密 码(sugar code)。
目录
第三节
细胞外基质
Extracellular Matrix, ECM
流感病毒与细胞的结合
H1N1
目录
骨髓移植
O型血移植入A型血的骨髓干细胞
红细胞低
目录
目录
糖蛋白、蛋白聚糖 和细胞外基质
Glycoprotein, Proteoglycan and Extracellular Matrix
目录
细胞表面
目录
单糖
糖类
多糖
糖蛋白 蛋白聚糖 糖脂
糖复合物 (glycoconjugates)
目录
第一节
糖蛋白
Glycoprotein
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
目录
聚糖中单糖的种类：
葡萄糖(Glu) 半乳糖(Gal)
[应用]糖蛋白与蛋白多糖的异同
![[应用]糖蛋白与蛋白多糖的异同](https://img.taocdn.com/s3/m/3aec8cd02dc58bd63186bceb19e8b8f67c1cefca.png)
糖蛋白与蛋白多糖的异同复合糖类：（1）蛋白多糖：含糖多（2）糖蛋白：含蛋白多，糖蛋白（glycoprotein）是分支的寡糖链与多肽链共价相连所构成的复合糖，主链较短，在大多数情况下，糖的含量小于蛋白质。
同时，糖蛋白还是一种结合蛋白质，糖蛋白是由短的寡糖链与蛋白质共价相连构成的分子。
糖蛋白中的糖链变化较大，含有丰富的结构信息。
寡糖链往往是受体、酶类的识别位点。
1、 N-糖苷键型（N-连接）N-糖苷键型主要有三类寡糖链：① 高甘露糖型，由GlcNAc和甘露糖组成；② 复合型：除了Gl c NAc和甘露糖外、还有果糖、半乳糖、唾液酸；③ 杂合型，包含①和②的特征。
五糖核心2、 O-糖苷键型（O-连接）没有五糖核心。
如:人血纤维蛋白溶酶原;人免疫球蛋白IgA:N-糖肽键，如β- GlcNAc-Asn和O-糖肽链，如α-GalNAc-Thr/Ser, β-Gal-Hyl,β-L-Araf-Hyp,N-连接的寡糖链(N-糖链)都含有一个共同的结构花式称核心五糖或三甘露糖基核心，N-糖链可分为复杂型、高甘露糖型和杂合型三类，它们的区别王要在外周链。
O-糖链的结构比N-糖链简单，但连接形式比N-糖链的多。
蛋白聚糖(proteoglycan，PG)：以糖为主，糖可占90-98%。
糖胺多糖（glycosaminoglycan, GAG，以前也称粘多糖）为二糖单位，重复连接组成的无分支多糖链，二糖中必有一种为氨基糖（氨基葡萄糖或氨基半乳糖：乙酰化），另一种为糖醛酸（葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸）。
糖胺多糖多含有硫酸。
已知有六种糖胺多糖：透明质酸(hyaluronic acid,HA)硫酸软骨素(chontroitin sulfate,CS)硫酸皮肤素(dermatin sulfate,DS)硫酸角质素(keratan sulfate,KS)硫酸乙酰肝素(heparan sulfate,HS)肝素(heparan,Hep)（一）蛋白聚糖的结构1. GAG：（1）HA：葡萄糖醛酸+乙酰氨基葡萄糖(GlcUA-GlcNAc)结构最简单的GAG，|β1→3| β-1，4 不含硫酸，HA分子量大，可达1000万（2万5千个重复二糖）。
聚糖的结构和功能
目录
几种鞘糖脂旳化学构造
目录
二、髓磷脂中具有甘油糖脂
• 甘油糖脂（glyceroglycolipid）也称糖基甘油脂， 由二酰甘油分子3位上旳羟基与糖基连接而成。
单半乳糖基二酰甘油
二半乳糖基二酰甘油
目录
目录
第四节
聚糖构造中蕴含大量生物信息
• 糖蛋白和蛋白聚糖都由共价连接旳蛋白质和 聚糖两部分构成。
• 糖蛋白分子中蛋白质重量百分比不小于聚糖； 而蛋白聚糖中聚糖所占重量在二分之一以上。
目录
第一节
糖蛋白分子中聚糖及 其合成过程
目录
糖蛋白
➢ 一种或多种糖以共价键连接到肽链上旳蛋白质。 ➢ 蛋白质含量较多，糖所占百分比变动大，体现
为蛋白质旳特征。 ➢ 分布细胞膜、溶酶体、细胞外液
目录
蛋白聚糖聚合物
透明质酸 连接蛋白
硫酸角质素 硫酸软骨素 糖蛋白亚基 关键蛋白
骨骺软骨蛋白聚糖聚合物
目录
三、关键蛋白逐一加上糖基而形成 蛋白聚糖
➢ 在内质网上合成关键蛋白多肽链，同步在高 尔基体内进行糖链延长或加工。
➢ 多糖链旳形成是由单糖逐一加上去旳，糖醛 酸由UDPGA提供；单糖要由UDP活化；硫酸 由PAPS提供；糖胺氨基来自于Gln。
目录
聚糖作为信息分子作用 ➢ 特异旳聚糖构造被细胞用来编码若干主要信 息，诸如糖蛋白旳胞内定向转运、细胞与细 胞旳相互作用、组织与器官发育以及细胞外 信号转导等。 ➢ 每一聚糖都有一种独特旳能被蛋白质阅读， 并与蛋白质相结合旳三维空间构象，即糖密 码(sugar code)。
目录
一、聚糖组分是糖蛋白执行功能所必需
生物化学与分子生物学课件-聚糖的结构与功能
目录
幾種鞘糖脂的化學結構
目录
二、髓磷脂中含有甘油糖脂
• 甘油糖脂（glyceroglycolipid）也稱糖基甘油脂， 由二醯甘油分子3位上的羥基與糖基連接而成。
單半乳糖基二醯甘油
二半乳糖基二醯甘油
目錄
目录
第四節
聚糖結構中蘊含大量生物資訊
目录
目录
二、核心蛋白均含有結合糖胺聚糖 的結構域
➢ 核心蛋白（core protein）為與糖胺聚糖 鏈共價結合的蛋白質。
➢ 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錨定在細 胞表面或細胞外基質的大分子中。
目录
按核心蛋白和糖鏈成分的差別，蛋白聚糖分類： 1. 大分子聚集型胞外基質蛋白聚糖 2. 小分子富含亮氨酸胞外基質蛋白聚糖 3. 跨膜胞內蛋白聚糖
目录
（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。 ➢ 細胞表面糖複合物的聚糖還能介導細胞-細胞
的結合。
目录
第二節
蛋白聚糖分子中的糖胺聚 糖
目录
➢ 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複合物化合物。
目录
➢ O-GlcNAc糖基化蛋白質的解離需要特異性 的 β-N- 乙 醯 氨 基 葡 萄 糖 酶 (O-GlcNAcase) 作 用，O-GlcNAc糖基化與去糖基化是個動態 可逆的過程。
➢ O-GlcNAc 糖 基 化 位 點 常 位 於 蛋 白 質 Ser/Thr磷酸化位點處或其鄰近部位。糖基 化後即會影響磷酸化的進行，反之亦然。
第十九章糖蛋白
第十九章糖蛋白第十九章糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质Glycoprotein、Proteoglycan and Extracellular matrix一、授课章节及主要内容：第十九章糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质二、授课对象:临床医学、预防、法医（五年制）、临床医学（七年制）三、授课学时：2学时本章共2节课时（每个课时为45分钟）。
讲授安排如下：四、教学目的与要求：糖蛋白的基本结构、连接方式，蛋白聚糖中重要的糖胺聚糖种类，细胞外基质基本组成成分。
五、重点与难点糖蛋白的连接方式及蛋白聚糖中糖胺聚糖种类六、教学方法及安排自学为主。
本章与《糖代谢》一章一起授课，共8学时。
七、主要外文专业词汇糖蛋白(Glycoprotein)N-连接糖蛋白（N-linked glycoprotein）O-连接糖蛋白（O-linked glycoprotein）蛋白聚糖(Proteoglycan)硫酸软骨素（chordroitin sulfate）硫酸角质素(keratan sulfate)硫酸皮肤素(dermatan sulfate)透明质酸(hyaluronic acid)肝素(heparin)硫酸类肝素(heparan sulfate)细胞外基质(Extracellular matrix)胶原（collagen）纤连蛋白（fibronectin,Fn）层粘连蛋白（laminin,Ln）八、思考题1.糖蛋白、蛋白聚糖、细胞外基质的基本结构2.糖蛋白中聚糖的生物学功能3.重要的糖胺聚糖的种类九、教材：《生物化学》第六版（人民卫生出版社）十、授课内容第一节糖蛋白Glycoprotein一、糖蛋白的结构：组成糖蛋白分子中聚糖的单糖有7种：葡萄糖、半乳糖、甘露糖、N-乙酰半乳糖胺、N-乙酰葡萄糖胺、岩藻糖和N-乙酰神经氨酸。
（一）聚糖与蛋白连接方式聚糖可经两种方式与蛋白质部分连接，即N-连接糖蛋白（N-linked glycoprotein）和O-连接糖蛋白（O-linked glycoprotein）。
第3章 糖复合物
四、蛋白聚糖的功能
1. 构成细胞外基质
在基质中蛋白聚糖和弹性蛋白、胶原蛋白以 特殊方式连接，构成基质的特殊结构。这与细胞 的粘附、迁移、增殖和分化等有关。
2. 参与维持体内水和电解质的平衡
老年人皮肤中糖胺聚糖解聚，分子质量减少，所 以水分减少； 炎症时局部透明质酸含量增高，导致水肿。
目录
3.
4. 对糖蛋白新生肽链的影响
参与新生肽链的折叠并维持蛋白质的正确的
空间构象；影响亚基聚合；糖蛋白在细胞内的
分拣和投送。
5. 恶变细胞糖链结构发生改变
例如，慢性白血病患者的白细胞的糖肽，唾 液酸与己糖的比值较正常白细胞显著降低，支链 中N－乙酰葡萄糖基转移酶的水平增加。
目录
第 二 节 蛋 白 聚 糖
LN受体结合，可结合于细胞表面或胶原，在维持
基质的稳定以及将细胞黏着于基膜上起重要作用。
LN在胚胎发育及组织分化中也有重要作用。
在胚胎发育过程中最早出现的细胞外基质蛋白质是 LN。 新近发现，LN可能与某些疾病（糖尿病、肾 病、内风湿关节炎、感染等）和肿瘤细胞的浸润、 转移有重要关系。
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模序（Gly－Pro－X）是三螺旋结构稳定 空间构象的基础。 3. 功能 起着支架、维持组织构型、机体运动等； 参与细胞分化；组织损伤后修复等。
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1. 概念
二、纤连蛋白 (FN)
是一种多功能糖蛋白，具有结合和粘附 及影响细胞生长和分化的功能。 2. 分布
存在于各种体液（血浆、组织间液、淋
巴液等）中的以可溶形式存在，称为血浆FN；
糖蛋白 一般少于蛋白部分，或仅含2％， 但少数可较多 不含糖醛酸，常含N－乙酰氨基 己糖、甘露糖、半乳糖，末端为 唾液酸和岩藻糖
糖蛋白
典型的N-糖链通常包含一个五糖核心区： Manα 1 ↘ Manβ →GlcNAcβ → GlcNAcβ →Asn ↗ Manα 1 以前认为这是N-糖链唯一存在的形式，近年
在嗜盐菌细胞表面膜糖蛋白上发现还有： N-乙
酰半乳糖胺GalNAc-Asn和Glc-Asn两种新的N-连
接方式。
N—糖链按其五糖核心外侧所连入糖基的不同 分为3类(图8—2)：
O—连接糖链的类型
1.与丝/苏AA连接的糖链 主要由GalNAc的异头
碳与Ser/Thr的-OH脱水形成a-糖苷键，多见于粘
液蛋白（粘液蛋白型糖肽链）。除GalNAc外，
GlcNAc、Gal、Ara、Man以及作为末端的唾液酸及
岩藻糖也可与Ser/Thr相连接。对碱不稳定，可引 起β消除反应。此糖链不存在核心结构区。
4.GPI的锚固作用
①GPI锚固方式与带有跨膜序列的蛋白质相比， 可极大地增加蛋白质在细胞膜上的活动性。②一 些GPI锚固蛋白可能与细胞内外的信号传递通路
相连接。
③有证据表明，GPI在某些上皮细胞中可使特定
的蛋白质向细胞顶部的质膜定向运送并最终在那
里定位。
（二）、对糖蛋白前体加工与折叠的特殊作用
通常见于糖蛋白寡糖链中的单糖有8种。
葡萄糖;半乳糖（Gal）；
甘露糖（Man）；N-乙来自半乳糖胺（GalNAc）； N-乙酰葡糖胺（GlcNAc）； 岩藻糖（Fuc）； N-乙酰神经氨酸（NeuAc）
阿拉伯糖(Ara)等。
三、糖蛋白的主要类型糖蛋白按照其多肽链与寡 糖链间连接方式的不同，主要分为三大类(图8— 1)：
第二节
糖蛋白的结构和生物合成
一、寡糖链的结构类型
(一)N—连接糖链
第四章 N-连接糖基化
Man
Asn-X-Ser/Thr
第4章 N-连接糖基化
与聚糖连接的天冬酰胺残基必须满足以下三个条件： （1）在蛋白质一级结构内，天冬酰胺残基必须位于特异序列 （2）在蛋白质三维结构内它们必须处于合适的位置 （3）它们必须出现在正确的膜内区室
第4章 N-连接糖基化
核糖体
细胞质
寡糖基转移酶 内质网腔面
第4章 N-连接糖基化
4.4 影响N-聚糖的因素：
a 糖基受体
b 糖基供体
c 糖基转移酶：在糖链的合成中处于主导地位， 同时众多的糖基转移酶之间有着复杂的制约
N-聚糖合成的终止信号： 一般认为糖链上接上外周的α-L-岩藻糖基和α-唾液酸， 糖链合成就终止了
第4章 N-连接糖基化
4.5 N-连接糖基化与疾病：
反式-高尔基体
寡糖基 转移酶
ER葡萄糖
苷酶ⅠⅡ
甘露糖 苷酶
高尔基体 甘露糖
苷酶Ⅰ
GlcNAc 高尔基体
转移酶Ⅰ
甘露糖
苷酶Ⅱ
GlcNAc
转移酶Ⅱ
半乳糖 唾液酸 基转移酶 转移酶
葡萄糖 唾液酸 半乳糖
甘露糖 GlcNAc
蛋白质主链
磷酸多萜醇
第4章 N-连接糖基化
溶酶体酶的糖基化和分拣： 溶酶体酶上的糖链含有特异的糖残基， 甘露糖-6-磷酸 M-6-P受体：
多萜醇-P
OH
HO HO
O OH O
OP O
葡萄糖 O
细胞质
多萜醇
15-19
内质网内腔
多萜醇-P Man
多萜醇-P Man
多萜醇-P Glc
多萜醇-P Glc
蛋白质接纳体
GDP-Man
糖蛋白的固相合成
9
O-连接糖肽
构建单元策略
酸敏树脂-Merrifeild树脂
10
PAL树脂
Dhbt
11
12
Rink连接分子 血型糖蛋白A 18肽侧链
13
人类因子IX（55-65）酸敏感的-海藻糖
14
Glycogenin酪氨酸残基连接蛋白
15
Sieber酰胺树脂 T淋巴细胞糖蛋白十肽片段
16
含Si醚结构的连接分子
5
6
常见的糖蛋白连接糖
葡萄糖 半乳糖
甘露糖
海藻糖
神经氨（糖）酸
木糖
7
常见连接方式
N-糖蛋白
HO HO OH O NH O O H N NH2 OH O
O-糖蛋白
OH HO HO O O NH O NH2 OH O
天冬
O HO NH2 OH
O OH HO NH2
丝氨酸
苏氨酸
酪氨酸
8
基本策略
构建单元 固相糖基化
3
生物体内糖蛋白中糖链的合成并不是依据模板的 复制过程,而是包含糖基供体、糖基受体、糖基转 移酶及糖苷酶等因素在内的复杂过程。其合成过 程除受酶基因表达的调控外,还受到酶活性的影响,
因而对基因的重组和表达得不到单一的糖蛋白。
4
多肽固相合成是由美国化学家Merrifield于 1963年报道，也因此于1984年获得诺贝尔 化学奖。当时他仅用8天就合成了过去用液 相合成法要花一年才能合成的舒缓激肽。
糖蛋白的固相合成
药理教研室
1
糖蛋白（glycoprotein）
寡糖与氨基酸侧链上某些氨基酸残基，如羟基、 羧基、氨基等，以共价键相连接形成的一类蛋 白质。
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1. 简述糖蛋白的n-连接寡糖链的结构及合成过程糖蛋白是一种融合了糖链和蛋白质的复合物，它在细胞表面起到了多种生物学功能。
其中，糖链是由连接在蛋白质上的寡糖链组成的。
这些寡糖链的结构和合成过程对糖蛋白的功能至关重要。
糖蛋白的n连接寡糖链（N-glycan）通常由三个分子部分组成：核心寡糖（core oligosaccharide）、外植物糖基化链（outer plant glycosylation chain）和截糖链（trimmed glycans）。
下面我们将一步一步地解释这些分子部分的结构和合成过程。
1. 核心寡糖：核心寡糖是N-glycan的基本骨架，它由一系列糖分子的链接构成。
在真核细胞中，核心寡糖的合成起点是一种含有氮的糖，称为底物甘精（dolichol phosphate）。
底物甘精嵌入在内质网膜上，通过一系列酶催化反应，在其上合成糖链。
这些酶包括糖基转移酶、糖基磷酸转移酶和糖酶。
核心寡糖的结构在不同的细胞和物种中有所差异，但一般包括N-乙酰葡萄糖胺
（N-acetylglucosamine，GlcNAc）、乙酰葡萄糖（glucose，Glc）、底物甘精以及其他糖分子。
2. 外植物糖基化链：外植物糖基化链是核心寡糖的延伸部分，通常由一系列分支的寡糖链构成。
这些分支的寡糖链由不同的酶催化反应进行合成。
在细胞内，核心寡糖会被转移到高尔基体，并与一些特定的脂质分子相互结合，形成糖脂复合物。
这些复合物将进一步修饰核心寡糖，生成外植物糖基化链。
这些修饰包括
添加花粉糖（mannose）和岩藻糖（xylose）等糖分子，并形成复杂的分支结构。
不同细胞中的外植物糖基化链也会有所不同，这取决于细胞类型和功能。
3. 截糖链：在糖蛋白的合成过程中，一部分外植物糖基化链会被酶催化反应修饰、加工和截糖。
这些修饰和加工的过程包括糖分子的添加、剪切和去除。
截糖链的产生是一个动态的过程，它在细胞内和细胞外都可能发生，且与糖蛋白的功能密切相关。
截糖链的长度和结构将决定糖蛋白的稳定性、折叠和定位。
总的来说，糖蛋白的n连接寡糖链的结构和合成过程是一个复杂的过程，需要多种酶催化反应的参与。
核心寡糖、外植物糖基化链和截糖链共同构成了糖蛋白的n连接寡糖链。
这些寡糖链的结构和修饰对糖蛋白的功能和稳定性至关重要，也影响着细胞表面的信号识别和传递。
研究糖蛋白的n连接寡糖链有助于我们深入了解细胞生物学和生物分子的结构与功能关系。