糖蛋白

B. 寡 糖 链 的 加 工
●N-linked 合成特点 ▲ 糖基和蛋白质是共翻译的过程 ▲ 先合成Dol-P-P寡糖,其作为载体 先合成Dol寡糖, Dol 参与合成 ▲ 在内质网中Dol-P-P寡糖链在寡糖-蛋 在内质网中Dol Dol寡糖链在寡糖白质转移酶的作用下转移到蛋白质的 Asn,以 linked方式相连 Asn,以N-linked方式相连 糖苷酶、 ▲ 在-糖苷酶、甘露糖苷酶作用下加 工可以形成high-mannose 工可以形成highhigh
膜蛋白中的糖
膜 蛋 白 分 子 中 的 糖
糖 蛋 白 分 子 中 寡 糖 链 糖 的 功 能
四、糖蛋白与疾病的关系
1、I-cell disease 在N-Linked的糖蛋白合成过程中含有 Linked的糖蛋白合成过程中含有 另外一条途径
●
UDPManUDP-GlcNAc + Man-Protein → GlcNAcManGlcNAc-1-P-6- Man-Protein + UMP GlcNAcPhosphotransferase
O H
H
OH OH
GluNAc
Xyl
糖蛋白中糖的组成
糖蛋白多肽链常携带许多短的杂糖链。 糖蛋白多肽链常携带许多短的杂糖链 。 它们通常包括N 乙酰己糖胺和己糖( 它们通常包括N-乙酰己糖胺和己糖(常是 半乳糖和／或甘露糖) 半乳糖和／或甘露糖)。 该 链 末 端 成 员 常 常 是 唾 液 酸 (sialic acid)或 岩藻糖(L fucose)。 (Lacid)或L-岩藻糖(L-fucose)。 这种寡糖链常分支， 很少含多于15 15个单 这种寡糖链常分支 ， 很少含多于 15 个单 体的，一般含2 10 10个单体 体的，一般含2—10个单体 糖链数目也变化很大。 糖链数目也变化很大。
Background: I-cell disease is an inherited
lysosomal storage disorder. It first was described in 1967 by Leroy and DeMars when they reported a patient with clinical and radiographic features similar to Hurler syndrome (mucopolysaccharidoses 1H [MPS 1H]). One unique feature of this disease was the presence of intracytoplasmic inclusions in the fibroblasts of patients. These cells were termed inclusion cells, or I-cells; thus, the disease was designated I-cell disease.
●
GlcNAcManGlcNAc-1-P-6- Man-Protein → ManP-6- Man-Protein + GlcNAc Phosphodiesterase
●
在高尔基器膜上具有Man 6- 受体, 在高尔基器膜上具有Man 6-P受体,与一 些酶中Man 6- 残基结合, 些酶中Man 6-P残基结合,把它们分拣到 溶酶体中
Pathophysiology: Early enzymologic studies showed that cultured fibroblasts from patients with I-cell disease were deficient in a number of lysosomal enzymes. Furthermore, these enzymes were found to be present in excess in tissue culture media and in extracellular fluids, such as serum and urine.
● ●
合成部位: 合成部位:内质网和高尔基器 N-glycosylation 的过程分为两步
A. 装配和转移寡糖链-磷酸-长帖醇 装配和转移寡糖链-磷酸-
(1) 长帖醇磷酸化为长帖醇磷酸
Dol + DolATP → Dol-p + dolichol kinase ADP
合成GlcNAc 焦磷酸长帖醇, GlcNAc(2) 合成GlcNAc-焦磷酸长帖醇,它作为其 它糖的接受体
GalNAcThe GalNAc-Ser(Thr)is the predominant linkage
连接糖基或糖链(N (N(2) N-连接糖基或糖链(N-linked) 结构特点: 结构特点: 以天冬酰胺的酰胺基、 以天冬酰胺的酰胺基、N-末端氨基酸 的氨基以及赖氨酸或精氨酸的氨基与 GlcNAc脱水，形成-N-糖苷键型 GlcNAc脱水，形成脱水 糖蛋白中包含的N_Linked N_Linked类型 ● 糖蛋白中包含的N_Linked类型 复杂型complex 复杂型complex 杂合型hybrid 杂合型hybrid 高甘露糖型high high高甘露糖型high-mannose
DolUDPGlcNACDol-p + UDP-GlcNAC → GlcNAC-P-P-Dol + UMP GlcNACGlcNAC-P transferase
in the membranes of the endoplasmic reticulum
(3) 装配其它的单糖
转移寡糖链-磷酸(4) 转移寡糖链-磷酸-长帖醇到蛋白质 Oligosaccaride:protein transferase
糖蛋白(glycoprotein) 糖蛋白
什么是糖蛋白? 一、什么是糖蛋白
●
是以蛋白质为主,在蛋白质多肽链骨架上共价
连接着寡糖链形成的生物大分子。 。 ● 它的分布很广 血浆蛋白质(plasma proteins) 血浆蛋白质 细胞膜上许多蛋白质 (proteins of cellular membranes) 一些激素、 一些激素、酶(hormones, enzymes)
(3)Mucins have a high content of oLinked oligosaccharides and exhibit repeating amino acid sequences
三、生物合成
O-linked糖蛋白的生物合成 1. O-linked糖蛋白的生物合成 合成部位: ● 合成部位:内质网和高尔基器 ● O-Glycosylation 是在翻译后进行加工
Frequency: I-cell disease is a rare disorder that has no ethnic predilection. Very little population data are available, but a recent study from the Netherlands reported a frequency of approximately 1 in 640,000 live births. Mortality/Morbidity: Death from pneumonia or congestive heart failure usually occurs within the first decade of life.
2. 分类与结构
根据多肽链与寡糖链连接方式的不同, 根据多肽链与寡糖链连接方式的不同, 主要分为三类。 主要分为三类。 连接糖基或糖链(O (O(1) O-连接糖基或糖链(O-linked) 以丝氨酸、 ●以丝氨酸、苏氨酸和羟赖氨酸的羟基 为连接点，形成- 糖苷键型； 为连接点，形成-0-糖苷键型； 糖蛋白中包含的O_Linked O_Linked类型 ●糖蛋白中包含的O_Linked类型 GalNAcGalNAc- Ser(Thr) Gal-Gal-XylGal-Gal-Xyl-Ser Gal-HydroxyGal-Hydroxy-Lysine GlcNAcGlcNAc- Ser(Thr)
●
核苷酸糖作为糖的供体
UDP-Glc, UDP-Gal, GDP-Man, CMP-NeuAc, GDP-Fuc, UDP-GalNAc UDP- GlcNAc, UDP-Xyl
催化的酶为糖蛋白糖基转移酶, ●催化的酶为糖蛋白糖基转移酶,该酶位于高尔 基器的膜上
N-linked糖蛋白的生物合成 2. N-linked糖蛋白的生物合成
●
A.每种类型都具有一个五糖核心 A.每种类型都具有一个五糖核心 B.它们具有不同的分支 它们具有不同的分支， 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 血液循环中和膜上的糖蛋白常常是N C.血液循环中和膜上的糖蛋白常常是N糖 苷连接 糖基磷脂酰肌醇连接(GPI (GPI(3) 糖基磷脂酰肌醇连接(GPI-linked) GPI-Linked为粘合脚状结构. GPI-Linked为粘合脚状结构. 为粘合脚状结构 大多数GPI structures核心是 ● 大多数GPI structures核心是 Ethanolamine-phospho→3man → EthanolamineGlcNH2 → phosphatidylinositol
56● figure 56-14
2.paroxysmal nocturnal hemoglobinuria 阵发性睡眠性血红蛋白尿症
3. genetic deficiencies of glycoprotein lysosomal hydrolases cause diseases ●degradation of the oligosaccaride chains of glycoproteins involves a battery of lysosomal hydrolases ●genetically determined defects result in abnormal degradation of glycoproteins ●mannosidosis,fucosidosis,sialidosis, aspartylglycosaminuria
Race: No predilection exists. Sex: I-cell disease is inherited as an autosomal recessive trait. Both sexes are affected equally. Age: Clinical manifestations can be present at birth or may present in the first few months of life.
O O H 3HC C OH OH H NH
OH
H H
OH OH CH2
H
OH
O COOH H OH H
Man
NeuAc
H H OH CH3 H OH O H OH OH H
HOCH2 HO H OH H
O H H OH O NH C CH3
Fuc
GalNAc
HOCH2 H OH OH H
HOH2C O H H OH O NH C CH3 OH H H
●N-linked 合成特点 若在加工过程中， ▲ 若在加工过程中，逐步连接上另外一 些糖可以形成复杂型 ▲ 在内质网和高尔基器 ▲ 加工修饰过程中单糖由核苷酸糖提 供，在特异的转移酶催化下进行 ▲ 可以被衣霉素抑制
三、糖蛋白的分布和功能
糖蛋白，在植物和动物中较为典型。 它 的 分 布 很 广 。 这些糖蛋白可被分泌、进入体液或 作为膜蛋白。它们包括许多酶、大 分子蛋白质激素、血浆蛋白、全部 抗体、补体因子、血型物质和粘液 组分以及许多膜蛋白。
膜蛋白中的糖
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分类与结构: 二. 分类与结构
1. 在糖蛋白中出现的八种单糖 Glc, Gal, Man, NeuAc, Fuc, GalNAc , GlcNAc, Xyl
HOCH2 HO
O H OH H H OH H OH
O H OH H HO OH H OH
HOCH2 H
Gal
Glc
HOCH2 H OH OH H