糖蛋白与蛋白聚糖

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糖胺聚糖(glycosaminoglycan, GAG)曾称为 粘多糖、氨基多糖,氨基聚糖和酸性多糖等。 体内重要的糖胺聚糖分为按二糖重复单位不同(种): • 硫酸软骨素类(chordroitin sulfates) (CS) • 硫酸皮肤素(dermatan sulfate) (DS) • 硫酸角质素(keratan sulfate) (KS) • 透明质酸(hyaluronic acid) (HA) • 肝素(heparin) (HEP) • 硫酸类肝素(heparan sulfate) (HS)
(3)非还原端: 聚糖链的非还原性糖基可以是Gal、 GalNAc 、GlcNAc、Fuc或Sia

聚糖的组成与结构 2, 以N-GlcNAc连接型聚糖为例:
(1)五糖核心结构:由内侧的两个GlcNAc和外侧的三个
Man (甘露糖)组成
(2),N-连接外链聚糖可分为3型
①高甘露糖型 ②复杂性 ③杂合型 都有一个五糖核心



AB型人大多小时候怕陌生人,很闭塞,但长大以后善交朋友,交际广泛。 AB型人因过于自信,容易自满,老年时给人感觉很傲慢。
血型的物质结构基础

从人体分离出来的ABO及Lewis血型物质是糖蛋白或糖 脂 ,即在肽链的骨架上连接着一些糖的侧链,这些糖 链便是特异性决定簇。 ABO及Lewis血型物质的特异性决定簇很相似,只是在 糖链上个别糖的种类或同一种糖由于存在位置不同,就 显出不同的特异性。比如A与B的抗原特异性,A抗原决 定簇在糖链的终末端是一个N-乙酰半乳糖胺(GalNAc), 而B抗原决定簇在糖链的终末端却是一个D-半乳糖(Gal)。 1981年已有人用绿咖啡豆酶(半乳糖苷酶)作用于B型 红细胞,切去B抗原上的半乳糖,从而使B型转变成O型 获得成功。
糖复合物 (glycoconjugates)
第一节 糖蛋白(glycoprotein)
一, 定义: 在分子组成中以蛋白质为主,其一定部位以共价 键与若干糖链(约4%)相连所构成的分子
蓖麻毒蛋白是一种糖 蛋白。图中的红色部 分是此蛋白中的糖支 链
糖蛋白(glycoprotein)
糖蛋白是由短的寡糖链与蛋白质共价相连构成的 分子。其总体性质更接近蛋白质。糖与蛋白质之 间以蛋白质为主,其一定部位上以共价键与若干 短的寡糖链相连,这些寡糖链常常是具分支的杂 糖链,不呈现重复的双糖系列,一般由2-10个单 体(少于15)组成,未端成员常常是唾液酸或L-岩 藻糖。通常每个分子的含糖量较少(约4%)。一 些糖蛋白只含一个或几个糖基,另一些含有多个 线性或分支的寡糖侧链。糖蛋白通常或分泌到体 液中或是膜蛋白,后者定位于细胞外,并有相应 功能。糖蛋白包括酶、激素、载体、凝集素、抗 体等。 绝大多数糖蛋白的寡糖是糖蛋白的功能中心。

聚糖的组成与结构
以O-GalNAc连接聚糖为例 糖链组成: 1. 一个糖基(GalNAc) N-乙酰半乳糖 2. 两个糖基: 内侧为GalNAc 外侧为Gal、GlcNAc、GalNAc或Sia 3. 多个糖基: 结构复杂,常有分支
(1) 核心结构:与Ser/Thr相连接的糖基部分
(2) 骨架结构:核心结构的外延部分
第一篇
蛋白质
第二章 糖蛋白与蛋白聚糖
glycoprotein and proteoglycan

蛋白质的结构和功能 脂蛋白 细胞外基质蛋白质(自学) 蛋白质的转运、加工与修饰(自学)
单糖
糖类
多糖
糖蛋白(glycoprotein) 蛋白聚糖(proteoglycan) 糖脂(glycolipids)

二,糖蛋白的分佈
糖蛋白可以是胞溶性的,也可以是膜结合型的, 可以存在于细胞内在也可存在于细胞间质中。 在脊柱动物中糖蛋白尤为丰富,金属转运蛋白(转 铁蛋白)、血铜蓝蛋白,凝血因子、补体系统、一 些激素,促卵泡素(Follicle-stimulating hormone, FSH,前脑下垂体分泌,促进卵子和精子的发育)、 RNase、膜结合蛋白(如动物细胞膜的Na+-K+ATPase)、主要组织相容性抗原(major histocompatibility antigen),细胞表面上介导供体 器官与受体器官交叉匹配的标识)。
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GlcNAc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:


糖蛋白的分子结构
蛋白质部分 组成糖蛋白分子糖链的单糖: D-葡萄糖 (Glc); D-半乳糖 (Gal); D-甘露糖 (Man); L-岩藻糖 (Fuc); 2-N-乙酰氨基葡萄糖 (GlcNAc); 2-N-乙酰氨基半乳糖 (GalNAc); D-木糖 (Xyl); L-阿拉伯糖 (Ara) ; 唾液酸 (Sia)
肿瘤细胞多药耐药基因及产物p糖蛋白



化疗仍然是治疗恶性肿瘤的重要手段,但一些患者在化疗前后 对某些药物产生耐药性,研究发现,导致肿瘤化疗失败的原因 之一是肿瘤对化疗药物的多药耐药(multidrug resistance, MDR) 多药耐药的类型有多种。如Mdr1基因及及其产物P糖蛋白(pgp) 的表达增高;多药耐药相关蛋白基因的扩增或表达增加 2pgppgp是由Mdr1基因编码、其分子量为170KD、由1280个 氨基酸组成的跨膜糖蛋白,由两个同源部分组成,两部分之间 的同源性大约为48,每一部分约含有6个疏水跨膜区和一个 ATP结合位点,通过ATP供给能量,将亲脂性药物泵出细胞外。 其生理功能为将细胞内的毒性代谢产物泵出细胞,对组织细胞 起保护作用。 在肿瘤细胞中,pgp通过ATP供能,将长春新碱、秋水仙素、 放线菌素D等药物泵出细胞外,导致肿瘤细胞耐药。


③ S-糖苷键型:以半胱氨酸为连接点的糖肽键。
④ 酯糖苷键型:以天冬氨酸、谷氨酸的游离羧基为连接点。
补充: 单糖的构型

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:
(一)O-连接型糖蛋白

聚糖与多肽链的连接方式
分子中的糖链与多肽链的含羟基的氨基酸 残基如Ser, Thr, Hyp或Hyl上的-OH形成O糖苷键

糖蛋白的糖基化与肽链的折叠及分拣密切
相关 。
(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
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。
研究糖蛋白的方法
研究糖蛋白的传统方法一般是将糖链切掉
糖蛋白的生物学功能
(3)有些糖蛋白的糖对于糖蛋白自身成机体起着 保护作用或润滑作用, 如牛的RNaseB(糖蛋白)对热的抗性大于 RNaseA,大量的唾液酸能增强唾液粘蛋白的粘 性从而增强唾液的润滑性。南极鱼抗冻蛋白的 糖组分能与水形氢键,阻止冰品的形成从而提 高了抗冻性 (4)细胞表面的糖蛋白形成细胞的糖衣、参与细 胞的粘连,这在胚和组织的生长、发育以及分 化中起着关键性作用。
分子中的糖链通过与多肽链中 Asnγ位酰胺N原子形成N-糖苷 键而共价相连。
N-连接型糖蛋白
N-连接分类:
(1) N-GlcNAc连接:
糖基化位点: Asn-X-Ser/Thr 序列子
(sequon) (2) N-GalNAc连接和N-Glc连接 (罕见)
糖蛋白中糖链的组成与结构
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。
三,糖链与蛋白的连接方式
糖蛋白的糖肽连接键,简称糖肽键。糖肽链的类型可以概况为:

① N-糖苷键型:寡糖链(GlcNAC的β-羟基)与Asn的酰胺基、 N-未端的a-氨基、Lys或Arg的W-氨基相连 ② O-糖苷键型:寡糖链(GalNAC的α-羟基)与Ser、Thr和羟 基赖氨酸、羟脯氨酸的羟基相连。
血型与性格

一些学者认为,血型决定着一个人的性格、气质和缘分,科学地 运用血型知识,可以帮助我们妥善处理错综复杂的人际关系,处 理协调好“斩不断,理还乱的恋爱、婚姻等家庭问题,还可以指 导我们选择职业等等。 人的性格与血型有关,而血型又是生来就有、不易改变的,那么 我们就要以此为出发点,去观察、分析、处理好与周围人的关系。 比如,O型血的人的性格特征是热情、坦诚、善良、讲义气,办事 雷厉风行、踏实苦干、效率高。B型血的人聪明、思路广、拓展 力强、最怕受约束。A型血特征: 有牺牲奉献的精神,具有协调 性。积极服务别人,重视周遭气氛。喜爱孤独, 易掩饰自己的 真心,无法信任别人。 比如,A型血的人与O型血的人组合工作,不但相互间交流舒畅, 而且能营造良好的气氛。 又比如,A型血的人与A型血的人组合就不十分恰当,容易挫伤 对方,且不易弥合。
定义
一种长而不分支的黏 多糖为主体,在糖的 某些部位上共价结合 若干肽链而生成的复 合物。

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

蛋白聚糖的结构
核心蛋白 组成 糖胺聚糖 糖醛酸 艾杜糖醛酸 葡萄糖胺 糖胺
半乳糖胺
葡萄糖醛酸
一、糖胺聚糖是含已糖醛酸和已糖胺 组成的重复二糖单位
O-连接糖链 O-连接型糖蛋白 O-
分类:
根据O-糖苷键所连接的糖基与氨基 酸残基的不同
1. O-GalNAc连接
GalNAc结构(N-乙酰半乳糖)
2. O-GlcNAc(N-乙酰葡萄糖)连接
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GlcNAc结构(N-乙酰葡萄糖)
3, O-Fuc连接(岩藻糖)
(二)N-连接型糖蛋白

聚糖与多肽链的连接方式
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;

蛋白质的聚糖也可起屏障作用,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 系统识别而产生抗体。
(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;
Man Man GlcNAc GlcNAc
Asn
Man
糖蛋白的生物学功能
(1)糖蛋白携带某些蛋白质代谢去向的信息。 糖蛋白寡糖链末端的唾液酸残基,决定着某种蛋白质是否在血 流中存在或被肝脏除去的信息。 A.脊椎动物血液中的铜蓝蛋白。肝细胞能降解丢失了唾液酸 的铜蓝蛋白,唾液酸的消除可能是体内“老”蛋白的标记方式 之一。 B.红细胞。新生的红细胞膜上唾液酸的含量远高于成熟的红 细胞膜。用唾液酸酶处理新生的红细胞,回注机体,几小时后 全部消失。而末用酶处理的红细胞,回注后,几天以后,仍能 在体内正常存活。 ( 2)寡糖链在细胞识别、信号传递中起关键作用。淋巴细 胞正常情况应归巢到脾脏,而切去唾液酸后,结果竞归巢到了 肝脏。在原核中表达的真核基因,无法糖基化。
并分离纯化后再分别进行研究。 采用基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱 (MALDI-TOF-MS)——这一软电离生物 质谱技术,可直接测定糖蛋白的平均分子 量及糖含量,应用蛋白酶切及内切糖苷酶 酶切相结合的方法,可确定糖基化位点及 糖苷键类型。
第二节 蛋白聚糖(proteoglycan)

蛋白聚糖是一类由蛋白质和糖胺聚 糖通过共价键相连而成的化合物,其分子 中的含糖量通常为50%~90%
血型的性格在幼儿期、少年期、青 春期、中年期、老年期各有不同
血型与性格之间也并不是必然联系,只能作为一种参考。

A型人小时候比较任性,年轻时性格果断刚毅,时时处处要强。走向社会 后,随着年龄的增长和社会经验的积累,他们开始克制自己的情绪,表现出 稳重谦虚的态度,容易成为不愿过份表现自己的谨慎派。A型人在老年时,则 显得很固执。 B型人大都有一个天真浪漫的幼年期,随着年龄的增长,逐渐分成心直口 快和不擅交际应酬型两种倾向。B型人由于性格自幼到老变化不大,相对来说 会让人感到他们越活越年轻。 O型人年少时比较温顺,但随着年龄的增长,他们会积极地呈现出强烈的 自我主张和自我表现,甚至成为非常有魄力的人。O型人从小至老的变化是最 大的,往往是少年温顺,老来强硬。
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