第 四 章糖与复合糖,Carbohydrates and complex carbohydrates,概 述,糖（carbohydrates）：碳水化合物 多羟醛、多羟酮类及其衍生物或多聚物单纯糖： 单糖（monosaccharide） 二糖（disaccharide） 多糖（polysaccharide） 复合糖 （Complex carbohydrstes）： 糖蛋白（glycoprotein） 蛋白聚糖（proteoglycan） 糖脂（glycolipid）,糖的化学,糖组学,糖组学： 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研究糖组（Glycome）： 是指一种细胞或一个生物体中全部聚糖种类复合糖：(结合糖、糖复合体） 含有其它成分的多糖：蛋白质、脂、有机小分子 聚糖：复合糖中的糖成分 糖蛋白： 蛋白质重量百分比大于聚糖； 蛋白聚糖： 聚糖占重量一半以上，可高达95%，分子量大 糖蛋白和蛋白聚糖都由共价连接蛋白质和聚糖 糖脂：聚糖和脂类组成第二节 复合糖（Complex carbohydrstes）,特点：蛋白质含量多；含糖量变动大； 聚糖结构差异显著。
一、糖蛋白,糖蛋白聚糖中单糖种类：7种 葡萄糖(Glc)、半乳糖(Gal) 甘露糖(Man)、岩藻糖(Fuc) N-乙酰半乳糖胺(GalNAc) N-乙酰葡糖胺(GlcNAc) N-乙酰神经氨酸(NeuNAc,SA),糖蛋白连接方式：N-连接聚糖（ N-连接糖蛋白） O-连接聚糖（ N-连接糖蛋白）,连接方式,,N-聚糖：,O-聚糖：,O,N,与蛋白质天冬酰胺的酰胺N相连的糖链与蛋白质丝苏氨酸的羟基O相连的糖链糖蛋白单糖基修饰： -N-乙酰氨基葡糖基化修饰,糖形（glycoform）： 糖蛋白中聚糖的结构，包括糖链结合位置、糖基数、糖基序列 特点： 1.不同种属、组织的同一种糖蛋白糖形可以不同 2.同一组织的同一种糖蛋白，不同分子间糖蛋白的糖形可以不同一）N-连接糖蛋白,糖基化位点： N-连接糖蛋白中Asn-X-Ser/Thr三个氨基酸残基组成的序列段称为糖基化位点聚糖的N-乙酰葡糖胺与多肽链中Asn-X-Ser序列的天冬酰胺残基的酰胺氮以共价键连接称N-连接糖蛋白1. 糖基化位点,2. N-连接聚糖结构,高甘露糖型,复杂型,杂合型,,都有一个五糖核心,高甘露糖型,复杂型,杂合型,3. N-连接聚糖的合成 以长萜醇作为聚糖载体,在内质网长萜醇上，合成含14个糖基的聚糖链 聚糖链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 加工由特异的糖基转移酶催化。
糖基必须活化为UDP或UDP的衍生物长萜醇-P-P聚糖的合成,,长萜醇,长萜醇-P-P聚糖的合成及3型N-糖链加工过程,,,,,目 录,Glc,Glc,Glc,（二）O-连接糖蛋白,聚糖中的N-乙酰半乳糖胺与多肽链的丝/苏氨酸残基的羟基以共价键相连形成O-连接糖蛋白1. O-连接糖蛋白的糖基化位点： Ser/Thu比较集中，常有Pro存在,2. O-连接聚糖结构： N-乙酰半乳糖胺与半乳糖构成核心二糖， 核心二糖重复延长及分支， 再接上岩藻糖、N-乙酰葡萄糖胺等单糖3. O-连接聚糖的合成：,O-连接聚糖合成是在多肽链合成后进行的，与N-连接聚糖合成不同，不需聚糖载体 在GalNAc转移酶作用下，将UDP-GalNAc中的GalNAc基转移至多肽链的丝氨酸(或苏氨酸)的羟基上，形成O-连接三）蛋白质单糖基修饰 -N-乙酰氨基葡糖基化修饰,膜蛋白和分泌蛋白发生的糖基化 不在内质网和高尔基体，在细胞质和核内进行 糖基化修饰过程：O-GlcNAc在O-GlcNAc糖基转移酶（OGT）作用下，将-N-乙酰氨基葡糖以共价键方式结合于蛋白质的Ser/Thr残基-OH上N-acetylglucosamine，O-GlcNAc）,由一种或多种糖胺聚糖共价连接于核心蛋白所组成的一类非常复杂的复合糖。
二、蛋白聚糖（proteoglycan）：,蛋白聚糖的结构：,硫酸软骨素 硫酸皮肤素 硫酸角质素 透明质酸 肝素 硫酸类肝素,体内重要的糖胺聚糖（6种）：,（一）糖胺聚糖 (glycosaminoglycan) 己糖醛酸和己糖胺组成的重复二糖单位,O-聚糖：N-乙酰半乳糖胺与半乳糖核心二糖,重要的糖胺聚糖,己糖醛酸 己糖胺,（二）核心蛋白,与糖胺聚糖链共价结合的蛋白质称为核心蛋白核心蛋白： 含有糖胺聚糖结合结构域； 使蛋白聚糖锚定在细胞表面或细胞外基质的大分子中细胞内蛋白聚糖：丝甘蛋白聚糖 细胞膜蛋白聚糖：黏结蛋白聚糖 细胞外基质蛋白聚糖：蛋白聚糖聚合体,（三）蛋白聚糖分布,蛋白聚糖聚合体(aggrecan),（四）蛋白聚糖生物合成,在内质网上合成核心蛋白多肽链， 在高尔基体内进行聚糖延长和加工以UDP-单糖为供体， 在多肽链上逐个加上单糖， 由特异性糖基转移酶催化； 硫酸由PAPS提供； 糖胺氨基来自于Gln五）蛋白聚糖主要功能,1.构成细胞间基质 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. 其他功能 抗凝血（肝素） 参与细胞识别与分化（细胞表面的硫酸素） 维持软骨机械性能（硫酸软骨素）,蛋白多糖与糖蛋白的区别 蛋白多糖 糖蛋白 糖链含量： 较蛋白质部分多 一般少于蛋白质，少数可较多 糖链组成： 主要为糖醛酸、 不含糖醛酸，含N-乙酰氨基己糖、 N-乙酰氨基己糖 甘露糖、半乳糖，末端为 唾液酸及岩藻糖 糖基排列： 二糖分子连成长链 大多为分支寡糖链 与肽链连 一般为O-糖苷键连接 O-糖苷键或N-糖苷键连接 接方式： 有时可游离存在 分布： 主要在细胞外，各种 分布广泛，细胞内外皆有 结缔组织基质中 生理功能： 以维持结缔组织的 作用广泛，许多粘蛋白、血 功能为主 浆蛋白、膜蛋白等结构蛋白 均为糖蛋白,糖脂（glycolipid） 是糖通过半缩醛羟基以糖苷键与脂质连接的化合物。
鞘糖脂 甘油糖脂 类固醇衍生糖脂,根据脂质部分不同，糖脂可分为：,三、糖脂,（一）鞘糖脂,鞘糖脂：神经酰胺糖基化形成的糖苷化合物，其分子中的神经酰胺1-位羟基被糖基化鞘糖脂分子中的单糖：葡萄糖、半乳糖、 N-乙酰葡萄糖胺、 N-乙酰半乳糖胺、 岩藻糖和唾液酸,1. 脑苷脂是不含唾液酸的中性鞘糖脂 2. 硫苷脂是指糖基部分被硫酸化的酸性鞘糖脂 分布神经、细胞膜表面，表面抗原、血型物质 3. 神经节苷脂是含唾液酸的酸性鞘糖脂根据分子中是否含有唾液酸或硫酸基成分，鞘糖脂可分为： 中性鞘糖脂和酸性鞘糖脂,（二）甘油糖脂,甘油糖脂（glyceroglycolipid）也称糖基甘油酯，由二酰甘油分子3位上的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,第 三 节聚糖的生物信息与功能 Bioinformation and function of glycan,聚糖结构含有编码信息 聚糖结构信息影响糖蛋白从初始合成至最后亚细胞定位的各个阶段及其功能 聚糖参与细胞识别、细胞黏附、细胞分化、免疫识别、细胞信号转导、微生物致病过程和肿瘤转移过程等聚糖的生物信息与功能,教学目的与要求,掌握：糖蛋白、蛋白聚糖概念，结构特点。
熟悉：单糖、二糖、多糖、复合糖概念、基本结构特点 了解：糖蛋白、蛋白聚糖的主要功能和合成途径；糖脂的类型和结构、聚糖的生物信息与功能。