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1、糖类糖类单糖单糖多糖多糖糖复合物糖复合物(glycoconjugates)糖蛋白糖蛋白(glycoprotein)蛋白聚糖蛋白聚糖(proteoglycan)糖脂糖脂(glycolipids)寡糖寡糖概概 述述l组组成成复复合合糖糖类类中中的的糖糖组组分分（除除单单个个糖糖基基外外），称为称为聚糖（聚糖（glycan）。l糖糖蛋蛋白白和和蛋蛋白白聚聚糖糖都都由由共共价价连连接接的的蛋蛋白白质质和和聚聚糖糖两部分组成。两部分组成。l糖糖蛋蛋白白分分子子中中蛋蛋白白质质重重量量百百分分比比大大于于聚聚糖糖；而而蛋白聚糖蛋白聚糖中聚糖所占重量在一半以上。中聚糖所占重量在一半以上。糖 蛋 白Glyco
2、protein第一节一种或多种一种或多种糖糖以以共价键共价键连接到肽链上的连接到肽链上的蛋白质蛋白质蛋白质含量较多，糖所占比例变动大，表现蛋白质含量较多，糖所占比例变动大，表现为为蛋白质的特性。蛋白质的特性。此外，其此外，其单糖的种类、组单糖的种类、组成比和聚糖的结构成比和聚糖的结构均存在显著差异。均存在显著差异。 分布：分布：细胞膜、溶酶体、细胞外液细胞膜、溶酶体、细胞外液n糖蛋白糖蛋白葡萄糖葡萄糖(Glc)半乳糖半乳糖(Gal)甘露糖甘露糖(Man)岩藻糖岩藻糖(Fuc)n糖蛋白聚糖中单糖的种类：糖蛋白聚糖中单糖的种类：N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)N-乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖
3、胺(GalNAc)N-乙酰神经氨酸乙酰神经氨酸(NeuAc)单糖结构 -D-葡萄糖葡萄糖 -D-半乳糖半乳糖 D-甘露糖甘露糖 -L-岩藻糖岩藻糖 （glucose, Glc） （galactose, Gal） （mannose, Man） （fucose, Fuc） -D-N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺(N-acetylglucosamine, GlcNAc） -D-N-乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺 -D-N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺-尿苷二磷酸尿苷二磷酸 (N-acetylgalactosamine, (N-acetylglucosamine-UDP, GalNAc） GlcNAc-UDP）n 糖蛋白糖
4、链的糖蛋白糖链的N-连接型和连接型和O-连接型连接型 连接连接方式方式N-连接连接：O-连接：连接：一、一、N-连接型糖蛋白的糖基化位点为连接型糖蛋白的糖基化位点为Asn-X-Ser/Thr聚糖中的聚糖中的N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺与蛋白部分的与蛋白部分的Asn-X-Ser/Thr序列的天冬酰胺氮序列的天冬酰胺氮以共价键以共价键连接称连接称N-连接糖蛋白连接糖蛋白。n定义：定义：N-连接型糖蛋白中连接型糖蛋白中Asn-X-Ser/Thr三三个氨基酸残基的序列子称为个氨基酸残基的序列子称为糖基化位点糖基化位点。糖蛋白分子中聚糖结构的不均一性称为糖蛋白分子中聚糖结构的不均一性称为糖型糖型(glyco
5、form)。nN-连接型糖蛋白的糖基化位点连接型糖蛋白的糖基化位点高甘露糖型高甘露糖型复杂型复杂型杂合型杂合型都有一个都有一个五糖核心五糖核心ManManManGlcNAcGlcNAcAsn二、二、N-连接型聚糖结构有高甘露糖型、连接型聚糖结构有高甘露糖型、复杂型和杂合型之分复杂型和杂合型之分 合成含合成含14个糖基的寡糖链个糖基的寡糖链转移至肽链的糖基化位点上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进一步在内质网和高尔基体进行加工nN-连接聚糖的合成连接聚糖的合成共翻译过程共翻译过程 细胞定位：内质网和高尔基体细胞定位：内质网和高尔基体 载体：载体：长萜醇（长萜醇（dolic
6、hol, dol） 过程：过程： 酶：酶：糖基转移酶糖基转移酶或或糖苷酶糖苷酶催化催化注意：糖基必须活化为注意：糖基必须活化为UDP或或GDP的衍生物的衍生物三、三、N-连接型聚糖的合成是以长萜醇连接型聚糖的合成是以长萜醇作为聚糖载体作为聚糖载体 长萜醇长萜醇-P-P聚糖的合成聚糖的合成3型型N-聚糖的加工过程聚糖的加工过程 复杂型复杂型四、四、O-连接型连接型聚糖合成不需聚糖载体聚糖合成不需聚糖载体糖蛋白聚糖中的糖蛋白聚糖中的N-乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺与与蛋白部分的蛋白部分的丝丝/苏氨酸残基的羟基苏氨酸残基的羟基相连，相连，称为称为O-连接糖蛋白。连接糖蛋白。 n定义定义由由N-乙酰半乳糖
7、胺乙酰半乳糖胺和和半乳糖半乳糖构成核心构成核心二糖二糖，核心二糖可重复延长及分支，再接，核心二糖可重复延长及分支，再接上上岩藻糖岩藻糖、N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺等单糖。等单糖。nO-连接聚糖结构连接聚糖结构 nO-连接聚糖合成连接聚糖合成特点：先合成多肽链，再加工糖链特点：先合成多肽链，再加工糖链不需载体不需载体过程：过程：在在GalNAc转移酶转移酶催化下，将催化下，将UDP-GalNAc中的中的GalNAc转移至多肽链的转移至多肽链的丝丝/苏氨酸的羟基上，形成苏氨酸的羟基上，形成O-连接；连接；在相应的在相应的糖基转移酶糖基转移酶作用下，作用下，GalNAc上逐个加上糖基，直至上逐个加
8、上糖基，直至O-连接寡糖链连接寡糖链形成形成五、蛋白质五、蛋白质-N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺的糖基化的糖基化是可逆的是可逆的单糖基修饰单糖基修饰-N-乙乙 酰酰 葡葡 糖糖 胺胺 (-N-acetylglucosamine， O-GlcNAc)糖糖基基化化修修饰饰，主主要要发发生生于于膜膜蛋蛋白白和和分分泌泌蛋蛋白白;通通 过过 O-GlcNAc糖糖 基基 转转 移移 酶酶 (O-GlcNAc transferase, OGT)作作用用，将将-N-乙乙酰酰葡葡糖糖胺胺以以共共价键方式结合于蛋白质的价键方式结合于蛋白质的Ser/Thr残基上残基上;主主要要存存在在于于细细胞胞质质或或细细胞胞核核中
9、中，不不在在内内膜膜（内内质质网、高尔基体）系统中进行网、高尔基体）系统中进行 O-GlcNAc糖糖基基化化蛋蛋白白质质的的解解离离需需要要特特异异性性的的-N-乙乙酰酰葡葡糖糖胺胺酶酶(O-GlcNAcase)作作用用，O-GlcNAc糖糖基基化化与与去去糖糖基基化化是是个个动动态态可可逆逆的过程。的过程。 O-GlcNAc糖糖基基化化位位点点常常位位于于蛋蛋白白质质Ser/Thr磷磷酸酸化化位位点点处处或或其其邻邻近近部部位位。糖糖基基化化后后即即会影响磷酸化的进行，反之亦然。会影响磷酸化的进行，反之亦然。 六、糖蛋白六、糖蛋白分子中聚糖影响蛋白分子中聚糖影响蛋白质的半衰期、的半衰期、结构
10、与功能构与功能HMG-CoA还原酶去聚糖后活性降低还原酶去聚糖后活性降低90%以上；以上；LPL的活性依赖于的活性依赖于N-连接型聚糖的核心五糖。连接型聚糖的核心五糖。（一）聚糖可（一）聚糖可稳固稳固多肽链的多肽链的结构结构及延长半衰期及延长半衰期（二）聚糖（二）聚糖参与参与糖蛋白新生肽链的糖蛋白新生肽链的折叠折叠或聚合或聚合用用DNA定点突变方法去除某一病毒定点突变方法去除某一病毒G蛋白的两个糖蛋白的两个糖基化位点，其链内二硫键错配成链间二硫键。基化位点，其链内二硫键错配成链间二硫键。 （三）聚糖可（三）聚糖可影响影响糖蛋白在细胞内的靶向糖蛋白在细胞内的靶向运输运输溶酶体酶合成后向溶酶体的靶
11、向运输。溶酶体酶合成后向溶酶体的靶向运输。（四）聚糖（四）聚糖参与参与分子间的相互分子间的相互识别识别聚糖中聚糖中单糖分子连接的多样性单糖分子连接的多样性是聚糖起到分子识是聚糖起到分子识别作用的基础；别作用的基础；受体与配体识别和结合也需聚糖的参与；受体与配体识别和结合也需聚糖的参与；ABO血型物质是存在于细胞表面糖脂中的聚糖组分；血型物质是存在于细胞表面糖脂中的聚糖组分；细胞表面糖复合物的聚糖还能介导细胞细胞表面糖复合物的聚糖还能介导细胞-细胞的结合。细胞的结合。IgG属于属于N-连接型糖蛋白，其聚糖参与结合其受体和补连接型糖蛋白，其聚糖参与结合其受体和补体。体。蛋白聚糖蛋白聚糖Proteo
12、glycan第二节第二节蛋白聚糖蛋白聚糖是一条或多条是一条或多条糖胺聚糖糖胺聚糖以共价以共价键与与核心蛋白核心蛋白形成的大分子糖复合物形成的大分子糖复合物糖占比例大，约一半以上，糖占比例大，约一半以上，具有多糖性质具有多糖性质。分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节滑液、粘液、眼玻璃体等组织。滑液、粘液、眼玻璃体等组织。蛋白聚糖的结构蛋白聚糖的结构核心蛋白核心蛋白糖胺聚糖糖胺聚糖糖胺糖胺糖醛酸糖醛酸葡萄糖胺葡萄糖胺半乳糖胺半乳糖胺葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸艾杜糖醛酸艾杜糖醛酸单糖结构 -D-葡糖醛酸葡糖醛酸 -L-艾杜糖醛酸艾杜糖醛酸 （GlcUA） ( IdoUA
13、） -D-葡糖胺葡糖胺 -D-半乳糖胺半乳糖胺 （GlcN） （GalNAc）一、一、糖胺聚糖糖胺聚糖糖胺聚糖（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。是由己糖胺和己糖醛酸构成的重复二糖单位。硫酸软骨素硫酸软骨素(chordroitin sulfate)硫酸皮肤素硫酸皮肤素(dermatan sulfate)硫酸角质素硫酸角质素(keratan sulfate)透明质酸透明质酸(hyaluronic acid)肝素肝素(heparin)和硫酸类肝素和硫酸类肝素(heparan sulfate) n体内重要的糖胺聚糖（体内重要的糖胺聚糖（6
14、种）：种）：二、核心蛋白二、核心蛋白核心蛋白（核心蛋白（core protein）为与糖胺聚糖链为与糖胺聚糖链共价结合的蛋白质。共价结合的蛋白质。核心蛋白均含有相应的糖胺聚糖取代结构域，核心蛋白均含有相应的糖胺聚糖取代结构域，一些蛋白聚糖通过这一结构域锚定在一些蛋白聚糖通过这一结构域锚定在细胞表面细胞表面或或细胞外基质细胞外基质的大分子中。的大分子中。1.大分子聚集型大分子聚集型胞外基质蛋白聚糖（如：胞外基质蛋白聚糖（如：蛋白聚糖聚合体）蛋白聚糖聚合体）2.小分子富含亮氨酸小分子富含亮氨酸胞外基质蛋白聚糖胞外基质蛋白聚糖（如：饰胶蛋白聚糖）（如：饰胶蛋白聚糖）3.跨膜或胞内蛋白聚糖（跨膜如：黏
15、结跨膜或胞内蛋白聚糖（跨膜如：黏结蛋白聚糖，胞内如：丝甘蛋白聚糖）蛋白聚糖，胞内如：丝甘蛋白聚糖）n根据核心蛋白和糖链成分的差别，蛋白根据核心蛋白和糖链成分的差别，蛋白聚糖分为聚糖分为3类：类：细胞表面的黏结蛋白聚糖细胞表面的黏结蛋白聚糖黏结蛋白聚糖（黏结蛋白聚糖（syndecan-1）为细胞膜表面）为细胞膜表面主要蛋白聚糖成分主要蛋白聚糖成分 透明质酸透明质酸连接蛋白连接蛋白核心蛋白核心蛋白硫酸角质素硫酸角质素硫酸软骨素硫酸软骨素蛋白聚糖亚基蛋白聚糖亚基骨骺软骨蛋白聚糖聚合物骨骺软骨蛋白聚糖聚合物n 蛋白聚糖聚合物蛋白聚糖聚合物三、蛋白聚糖的合成三、蛋白聚糖的合成在在内内质质网网上上合合成成
16、核核心心蛋蛋白白多多肽肽链链，同同时时即即以以O-连接或连接或N-连接的方式进行聚糖加工；连接的方式进行聚糖加工；在在高尔基体高尔基体内进行糖链延长或加工修饰；内进行糖链延长或加工修饰；多多糖糖链链的的形形成成是是由由单单糖糖逐逐个个加加上上去去的的，单单糖糖要要由由UDP活活化化；糖糖醛醛酸酸由由UDPGA提提供供；硫硫酸酸由由PAPS提提供供；糖糖胺胺的的氨氨基基来来自自于于Gln。四、蛋白聚糖的功能四、蛋白聚糖的功能在基质中蛋白聚糖和弹性蛋白、胶原蛋白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
17、和分化等有关。细胞的粘附、迁移、增殖和分化等有关。抗凝血抗凝血(肝素肝素)参与细胞识别结合与分化参与细胞识别结合与分化(细胞表面的硫酸肝素细胞表面的硫酸肝素)维持软骨机械性能维持软骨机械性能(硫酸软骨素硫酸软骨素)等等 1. 构成细胞外基质构成细胞外基质最主要功能最主要功能2. 其它功能其它功能糖蛋白与蛋白聚糖的区别糖蛋白与蛋白聚糖的区别 糖蛋白糖蛋白蛋白聚糖蛋白聚糖糖链含量糖链含量 一般少于蛋白质，少数可较多一般少于蛋白质，少数可较多较蛋白质部分多较蛋白质部分多糖链组成糖链组成 不含糖醛酸，含不含糖醛酸，含N-乙酰己糖胺、乙酰己糖胺、甘露糖、半乳糖，末端为唾液甘露糖、半乳糖，末端为唾液酸及岩
18、藻糖酸及岩藻糖主要为糖醛酸、主要为糖醛酸、 N-乙酰己糖胺乙酰己糖胺糖基排列糖基排列 大多为分支寡糖链大多为分支寡糖链二糖分子连成长链二糖分子连成长链与肽链与肽链 连接方式连接方式O-连接或连接或N-连接连接一般为一般为O-连接，连接， 有时可游离存在有时可游离存在分布分布分布广泛，细胞内外皆有分布广泛，细胞内外皆有主要在细胞外，各主要在细胞外，各种结缔组织基质中种结缔组织基质中生理功能生理功能 作用广泛，许多粘蛋白、血浆作用广泛，许多粘蛋白、血浆蛋白、膜蛋白等结构蛋白均为蛋白、膜蛋白等结构蛋白均为糖蛋白糖蛋白以维持结缔组织的以维持结缔组织的功能为主功能为主第三节第三节 糖脂糖脂Glycoli
19、pid糖脂糖脂（glycolipid）是糖通过是糖通过半缩醛羟基半缩醛羟基以糖苷键与脂质以糖苷键与脂质连接的化合物。连接的化合物。 鞘糖脂（鞘糖脂（sphingolipid）甘油糖脂甘油糖脂类固醇衍生糖脂。类固醇衍生糖脂。 根据脂质部分不同，糖脂可分为：根据脂质部分不同，糖脂可分为：目录目录一、鞘糖脂是神经酰胺被糖基化的糖苷一、鞘糖脂是神经酰胺被糖基化的糖苷化合物化合物l鞘糖脂是以鞘糖脂是以神经酰胺（神经酰胺（N-脂酰鞘氨醇）脂酰鞘氨醇）为母体的为母体的化合物。其分子中的神经酰胺化合物。其分子中的神经酰胺1-位羟基被糖基化。位羟基被糖基化。 鞘糖脂分子中的单糖鞘糖脂分子中的单糖主要为：主要为：
20、葡萄糖、半乳糖、葡萄糖、半乳糖、N-乙酰葡萄糖胺、乙酰葡萄糖胺、N-乙乙酰半乳糖胺、岩藻糖酰半乳糖胺、岩藻糖和唾液酸和唾液酸 （一一）脑脑苷苷脂脂(cerebroside)是是不不含含唾唾液液酸酸的的中中性性 鞘糖脂鞘糖脂（二二）硫硫苷苷脂脂(sulfatide)是是指指糖糖基基部部分分被被硫硫酸酸化化的的酸性鞘糖脂酸性鞘糖脂（三三）神神经经节节苷苷脂脂(ganglioside)是是含含唾唾液液酸酸的的酸酸性性鞘糖脂鞘糖脂根据分子中是否含有唾液酸或硫酸基根据分子中是否含有唾液酸或硫酸基成分，鞘糖脂可分为：成分，鞘糖脂可分为：中性鞘糖脂和酸性鞘糖脂中性鞘糖脂和酸性鞘糖脂 几几种种鞘鞘糖糖脂脂的的化化学学结结构构目录目录二、髓磷脂中含有甘油糖脂二、髓磷脂中含有甘油糖脂l甘油糖脂甘油糖脂（glyceroglycolipid）也称也称糖基甘油脂糖基甘油脂，由二酰甘油分子由二酰甘油分子3 3位上的羟基与糖基连接而成。位上的羟基与糖基连接而成。 是髓磷脂的重要成分。是髓磷脂的重要成分。单半乳糖基二酰甘油单半乳糖基二酰甘油 二半乳糖基二酰甘油二半乳糖基二酰甘油
