第十一章糖蛋白与蛋白聚糖

《第十一章糖蛋白与蛋白聚糖》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十一章糖蛋白与蛋白聚糖（93页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第十一章第十一章 糖蛋白与蛋白聚糖糖蛋白与蛋白聚糖 第一节第一节 糖蛋白糖蛋白 第二节第二节 蛋白聚糖蛋白聚糖 糖蛋白或蛋白聚糖糖蛋白或蛋白聚糖，包括，包括酶、激素、膜蛋白、血浆蛋白、结构酶、激素、膜蛋白、血浆蛋白、结构 蛋白、毒素蛋白、毒素等。占总蛋白等。占总蛋白 以上。糖蛋白的以上。糖蛋白的含糖量含糖量可以小可以小 于于1 1或大于或大于9999。如胶原蛋白。如胶原蛋白19999。糖蛋白。糖蛋白 或蛋白聚糖中的或蛋白聚糖中的糖链糖链称称聚糖聚糖( (glycanglycan) )。 聚糖聚糖：即即寡聚糖寡聚糖(oligosaccharide)(oligosaccharide)或或多聚糖多聚

2、糖(polysaccharide)(polysaccharide) 的总称。由的总称。由同一种单糖连接同一种单糖连接而成的多糖称而成的多糖称同多糖（同多糖（homopolyhomopoly saccharidesaccharide）；而由而由两种以上单糖连接两种以上单糖连接而成的多糖称而成的多糖称杂多糖杂多糖 ( (heteropolysaccharideheteropolysaccharide).). 游离形式：游离形式：如如植物杂多糖植物杂多糖( (heteropolysaccharideheteropolysaccharide) ) 糖复合物：糖复合物：如如糖蛋白糖蛋白(glycopro

3、tein)(glycoprotein)、蛋白聚糖蛋白聚糖( (proteoglycanproteoglycan）、）、 糖脂糖脂( (glycolipidsglycolipids) )。糖脂不属于蛋白质糖脂不属于蛋白质, ,了解不多。了解不多。糖蛋白或蛋白多糖中的单糖糖蛋白或蛋白多糖中的单糖 生物界已发现生物界已发现200200多种单糖，但只有多种单糖，但只有1111种出现在糖蛋白或蛋种出现在糖蛋白或蛋白多糖中。白多糖中。己糖己糖: : 半乳糖半乳糖( (GalGal) )、葡萄糖葡萄糖( (GlcGlc) )、甘露糖甘露糖( (ManMan) )脱羟己糖脱羟己糖：L L岩藻糖岩藻糖( (Fu

4、cFuc) )己糖衍生物己糖衍生物：乙酰氨基葡萄糖：乙酰氨基葡萄糖( (GlcNAcGlcNAc).).乙酰氨基半乳糖乙酰氨基半乳糖( (GalNAcGalNAc戊糖戊糖：木糖：木糖( (XylXyl) )、L L阿拉伯糖阿拉伯糖( (AraAra) )己糖胺己糖胺: : 半乳糖胺半乳糖胺( (GalNGalN) )、葡萄糖胺葡萄糖胺( (GlcNGlcN) )唾液酸唾液酸(SA)(SA)：一类九碳单糖，所有：一类九碳单糖，所有神经氨酸或酮基神经氨酸或酮基- -脱氧壬酮糖酸脱氧壬酮糖酸(KDN)(KDN)的的N-N-或或O-O-衍生物的总称衍生物的总称; ;相关衍生物已超过百余种。相关衍生物已

5、超过百余种。醛酸醛酸：葡萄糖醛酸：葡萄糖醛酸( (GlcAGlcA) )、艾杜糖醛酸艾杜糖醛酸( (IdoAIdoA) )淀粉多糖淀粉多糖直链淀粉直链淀粉: :由由D-D-GlcGlc经经（1-41-4）糖苷连接而成的糖苷连接而成的无分支的糖链无分支的糖链， MrMr几千到几百万；几千到几百万；支链淀粉：支链淀粉：MrMr可达一亿，并有大量分支，直链（可达一亿，并有大量分支，直链（1-4 1-4 ）, ,分支分支 点（点（1-61-6），），大约大约24-3024-30个残基出现一个分支点。个残基出现一个分支点。还原端支链淀粉直链淀粉非还原端支链主链分支点还原端非还原端糖原（糖原（glycog

6、englycogen） 动物细胞储藏多糖。动物细胞储藏多糖。结构与支链淀粉大体相同结构与支链淀粉大体相同，但，但具有更多分具有更多分支支（平均（平均8-128-12个残基出现一个分支），且结构比淀粉更紧密。个残基出现一个分支），且结构比淀粉更紧密。 动物肝中糖原特别丰富，可占湿重的动物肝中糖原特别丰富，可占湿重的7 7，呈大颗粒状存在。，呈大颗粒状存在。纤维素（纤维素（cellulosecellulose）和几丁质（）和几丁质（chitinchitin） 纤维素：纤维素：是木材的主体，尤其是棉花。分子是是木材的主体，尤其是棉花。分子是线状线状同多糖同多糖，由，由1-1.51-1.5万个万个D-

7、D-GlcGlc单体单体（1-41-4）构成构成. . 几丁质：几丁质：由由N-N-GlcNAcGlcNAc以以（1-41-4）连接成的连接成的线形同多线形同多糖糖。糖脂的结构糖脂的结构Kdo:Kdo:3-3-脱氧脱氧-D-D-甘露甘露- -辛酸（脱氧辛酮糖酸）辛酸（脱氧辛酮糖酸）; ;HepHep：L-L-甘油甘油-D-D-甘露甘露庚糖；庚糖；AbeOAcAbeOAc: :一种一种3 3，6-6-双脱氧己糖；双脱氧己糖；Rha:Rha:-L-L-吡喃鼠李糖吡喃鼠李糖 糖蛋白的荧光染色技术糖蛋白的荧光染色技术 甲苯胺兰甲苯胺兰,R,R山兰山兰, ,高碘酸高碘酸-Schiff-Schiff试剂试

8、剂, ,高碘酸高碘酸- -硝酸银硝酸银; ;SYPRO RUBBYSYPRO RUBBY总蛋白总蛋白和和Pro-Q Emerald (Pro-Q Emerald (Diamond ) )糖蛋白糖蛋白（磷蛋白）染色（磷蛋白）染色 第一节第一节 糖蛋白糖蛋白 糖蛋白（糖蛋白（glycoproteinglycoprotein）是蛋白质和糖是蛋白质和糖类的共价复合物类的共价复合物 一、糖蛋白中聚糖的分类和结构一、糖蛋白中聚糖的分类和结构 二、糖蛋白中聚糖的代谢二、糖蛋白中聚糖的代谢 三、糖蛋白中聚糖的功能三、糖蛋白中聚糖的功能一、糖蛋白中聚糖的分类和结构一、糖蛋白中聚糖的分类和结构 1.1.糖基的连接

9、方式和分类糖基的连接方式和分类 2.2.聚糖的结构聚糖的结构1.1.糖基的连接方式分类糖基的连接方式分类 O-O-连接糖基或糖链连接糖基或糖链 糖链的糖链的还原端还原端与蛋白质肽链中与蛋白质肽链中SerSer、ThrThr或或羟赖氨酸残基羟赖氨酸残基中羟基的中羟基的氧原子氧原子（O O）相连接，这相连接，这类连接方式很容易被类连接方式很容易被稀碱水解稀碱水解。 可分可分两种连接两种连接方式方式: : 糖基与羟赖氨酸的糖基与羟赖氨酸的OHOH连接连接 这类糖基只存在于这类糖基只存在于胶原胶原中，只有两种：中，只有两种： O OGalGal O OGalGalGlcGlc 糖基和糖基和SerSer

10、或或ThrThr的的OHOH连接连接: :Ser/Thr-FucSer/Thr-Fuc：是近来在是近来在EGFEGF结构域中发现的只有一个结构域中发现的只有一个FucFuc的糖蛋白，的糖蛋白，Ser/Ser/ThrThr的的N N端端常有常有两个连续的两个连续的GlyGly，功能尚不清；，功能尚不清；Ser/Thr-GlcNAcSer/Thr-GlcNAc：每个连接位点只有一个糖基，但可有多个连接每个连接位点只有一个糖基，但可有多个连接位点；位点；在在神经细丝蛋白，突触囊泡蛋白，细胞骨架蛋白，转录神经细丝蛋白，突触囊泡蛋白，细胞骨架蛋白，转录因子及癌基因蛋白因子及癌基因蛋白等发现；功能不清。可

11、能参与核内蛋白的投等发现；功能不清。可能参与核内蛋白的投递，也可能参与蛋白质的磷酸化（如递，也可能参与蛋白质的磷酸化（如正常人脑中正常人脑中tautau蛋白为蛋白为o-o-GlcNAcGlcNAc, ,而而AlzheimerAlzheimer病人中大量被磷酸化取代病人中大量被磷酸化取代）；）；Ser/Thr-GalNAcSer/Thr-GalNAc：是最常见的是最常见的O-O-连接连接, ,最少最少1 1个个GalNAcGalNAc, ,多达多达1818个以个以上上, ,可连成长链或分支糖链。可连成长链或分支糖链。主要存在于主要存在于粘蛋白（粘蛋白（mucinmucin）中，中，又称又称粘蛋白

12、型聚糖。粘蛋白型聚糖。糖基组成除糖基组成除GalNAcGalNAc外，还有外，还有GalGal和和GlcNAcGlcNAc; ;非还原端偶尔含非还原端偶尔含SASA或或FucFuc, ,但不含但不含ManMan。 N-N-连接糖链连接糖链常为常为6-6-数十个糖基数十个糖基的糖链；的糖链；还原端还原端GlcNAcGlcNAc与蛋白质中与蛋白质中AsnAsn酰酰胺氮（胺氮（N N）以以1,41,4糖苷键连接。糖苷键连接。这种连接方式这种连接方式不被稀碱水解不被稀碱水解，但可用但可用肼解法肼解法将其与蛋白质分离将其与蛋白质分离。糖链都有分支糖链都有分支，大多存在于血浆蛋白，故称大多存在于血浆蛋白，

13、故称血浆蛋白型聚糖，血浆蛋白型聚糖，但在但在细胞膜和胞质中也普遍存在细胞膜和胞质中也普遍存在，可和，可和O-O-GalNAcGalNAc并存于同一并存于同一肽链上。肽链上。糖基组成除糖基组成除GlcNAcGlcNAc外，尚有外，尚有GalGal和和ManMan。酸性酸性N-N-聚糖的末端有聚糖的末端有SASA，中性中性糖链则一般以糖链则一般以GalGal或或FucFuc为末端。为末端。 少数少数的的N-N-糖链含糖链含GalNAcGalNAc和末端硫酸基团和末端硫酸基团。N-N-糖基化位点糖基化位点: : 必须有必须有Asn-X-Ser/ThrAsn-X-Ser/Thr(NXS/T(NXS/T

14、) ) 序列子序列子（sequonsequon）, ,其中其中X X可以可以是是ProPro以外的任何氨基酸。以外的任何氨基酸。 O-O-GalNAcGalNAc和和N-N-聚糖聚糖是最重要的糖蛋白糖链，可共存于同一肽链。是最重要的糖蛋白糖链，可共存于同一肽链。 O-O-GalNAcGalNAc聚糖和聚糖和N-N-聚糖的主要区别聚糖的主要区别2.2.聚糖的结构聚糖的结构 N-N-连接型聚糖连接型聚糖 N-N-聚糖由一个分支的聚糖由一个分支的五糖核心五糖核心 ( (pentasaccharidepentasaccharide core) core) 和和不同数量的外链不同数量的外链组成。组成。平

15、分型修饰平分型修饰: :对分子结合、信号传导、生殖发育以及肿瘤细胞的生物学行为都有重要影响；如对分子结合、信号传导、生殖发育以及肿瘤细胞的生物学行为都有重要影响；如影响影响 受体受体- -配体，抗原配体，抗原- -抗体结合抗体结合；已知；已知至少至少9 9种膜型和可溶性种膜型和可溶性ACAC，即使蛋白质部分差异较，即使蛋白质部分差异较 大，但平分型糖差异极小。大，但平分型糖差异极小。 核心核心FucFuc: :阻断岩藻糖基转移酶阻断岩藻糖基转移酶(FUT8)(FUT8)基因表达基因表达, ,能有效阻断肾小管上皮细胞的间质纤维化能有效阻断肾小管上皮细胞的间质纤维化(EMT)(EMT)。 N-N-

16、聚糖的五糖核心聚糖的五糖核心 N-N-聚糖分型聚糖分型( (三型三型) )高（寡）甘露糖型高（寡）甘露糖型( high-or ( high-or oligooligo-mannose type ):-mannose type ):五五糖核心以外的糖基全部是糖核心以外的糖基全部是 ManMan。复合型复合型(complex type)(complex type)：天线天线(antenna)(antenna)连接连接GlcNAcGlcNAc、GalGal和和 SA(NeuAcSA(NeuAc) )或或FucFuc组成。组成。杂合型杂合型(hybrid type):(hybrid type): 一半

17、分子似复杂型，另一半分子一半分子似复杂型，另一半分子似高甘露糖型。似高甘露糖型。 研究发现：研究发现：昆虫细胞仅能表达高甘露糖型昆虫细胞仅能表达高甘露糖型N-N-糖链糖链(Man(Man- -GlcNAcGlcNAc2 2) )而且而且缺乏由五糖核心缺乏由五糖核心生成复合型或杂合型糖链的能力，昆虫病毒生成复合型或杂合型糖链的能力，昆虫病毒多糖也有类似现象。多糖也有类似现象。Gal-Gal-GlcNAcGlcNAc二糖单位二糖单位 复合型复合型 杂合型杂合型 高高 ( ( 寡寡 ) Man ) Man 型型 天线数天线数N-N-聚糖的天线数有聚糖的天线数有1-51-5条条，其中单天线很少见，其中

18、单天线很少见. . 二天线二天线：较多见较多见, ,两条天线都以两条天线都以1,21,2键分别连接于两键分别连接于两个个-Man-Man的的C2C2位上位上, ,称为称为C C2 2C C2 2 二天线二天线N-N-聚糖聚糖 . .三天线可分成两类三天线可分成两类 C C2,42,4C C2 2三天线三天线 N-N-聚糖聚糖: :一条链连在一条链连在1,3Man1,3Man的的C2C2和和C4;C4;另一条链连在另一条链连在1,6Man1,6Man的的C2C2位。位。C C2,42,4C C2 2三天线三天线C C2 2C C2,62,6三天线三天线N-N-聚糖聚糖: : 一条外链连在一条外链

19、连在1,3Man1,3Man的的C2C2位位, ,另另两条外链连在两条外链连在1,6Man1,6Man的的C2C2和和C6C6位位. .C C2 2C C2,62,6三天线三天线四天线四天线C C2,42,4C C2,6 2,6 四天线四天线N-N-聚糖：聚糖：正常细胞中含量较少正常细胞中含量较少, ,两条外两条外 链连在链连在1,31,3anan的的C2C2和和C4C4位位, ,另两连在另两连在1,61,6anan 的的C2C6C2C6位位. . 鸟类鸟类的糖蛋白中可存在的糖蛋白中可存在C C2,42,4C C2,4,62,4,6五天线五天线N-N-聚糖聚糖C C2,42,4C C2,6 2

20、,6 四天线四天线N-N-聚糖的外链（天线）结构类型聚糖的外链（天线）结构类型见于见于1 1型糖链型糖链兼有兼有22,3 ,3 和和2,62,6唾液酸外链唾液酸外链H-1H-1抗原抗原无无Fuc1,2Fuc1,2者为者为LewisLewisa a血型抗原，有者为血型抗原，有者为LeLeb b唾液酸化唾液酸化LeLea a（sLesLea a）见于见于2 2型糖链型糖链常见的唾液酸化三糖外链常见的唾液酸化三糖外链H-2H-2抗原抗原无无Fuc1,2Fuc1,2者为者为LeLex x血血型抗原，有者为型抗原，有者为LeLey y唾液酸化唾液酸化LeLex x（sLesLex x）只只存在于灵长类以

21、下哺乳动物存在于灵长类以下哺乳动物存在于少数糖蛋白外链存在于少数糖蛋白外链N-N-聚糖的种属、组织和糖基化位点差异聚糖的种属、组织和糖基化位点差异 N-N-聚糖具有聚糖具有种属、组织特异性种属、组织特异性。即使是同一糖蛋白，即使是同一糖蛋白，其不同其不同NXS/TNXS/T位点上位点上N-N-聚糖结构也不同。聚糖结构也不同。将这一聚糖结将这一聚糖结构的不均一性构的不均一性, ,称称糖型（糖型（glycoformglycoform）, , 即同一糖蛋白即同一糖蛋白质分子中的不同糖基化位点具有不同的糖型质分子中的不同糖基化位点具有不同的糖型. .大鼠大鼠Thy-1Thy-1糖蛋白糖链的不均一性糖蛋

22、白糖链的不均一性大鼠大鼠胸腺和脑胸腺和脑Thy-1Thy-1糖蛋白糖蛋白(CD90)(CD90)肽链肽链一级结构相同一级结构相同，但，但Thy-1蛋白分子中蛋白分子中3 3个糖基化位点上的个糖基化位点上的N-N-聚糖不同，而且同一细胞中糖聚糖不同，而且同一细胞中糖蛋白分子也高度不均一。蛋白分子也高度不均一。糖链糖链Asn23Asn23为高甘露糖型糖链，为高甘露糖型糖链，Asn74Asn74为为杂合型或复合型糖链，而杂合型或复合型糖链，而Asn98Asn98则能为任一则能为任一N-N-糖链糖链. .M:M:高甘露糖型高甘露糖型; ;H:H:杂合型杂合型; ;C:C:中性复合型中性复合型;S:;S

23、:唾液酸化复合型唾液酸化复合型; ;F:F:有核心有核心Fuc;Fuc;L L: :有有GalNAcGalNAc重复序列。重复序列。 Asn23 Asn74 Asn98 Asn23 Asn74 Asn98 O-O-GalNAcGalNAc 糖糖基或聚糖基或聚糖 单糖基和双糖基单糖基和双糖基 最简单的最简单的O-O-GalNAcGalNAc只有一个只有一个GalNAcGalNAc, ,存在于为数不存在于为数不多的多的粘蛋白粘蛋白及及分泌性糖蛋白分泌性糖蛋白中，如颔下腺粘蛋白、胃中，如颔下腺粘蛋白、胃粘蛋白和粘蛋白和lgAlgA等等两个糖基两个糖基组成的组成的 O-O-GalNAcGalNAc 聚

24、糖有聚糖有 4 4 种种： SA2,6 GalNAc1SA2,6 GalNAc1 Ser/ Ser/ThrThr Gal1,3 GalNAc1 Gal1,3 GalNAc1 Ser/Ser/ThrThr GlcNAc1,3 GalNAc1 GlcNAc1,3 GalNAc1 Ser/Ser/ThrThr GalNAc1,3 GalNAc1 GalNAc1,3 GalNAc1 Ser/Ser/ThrThr 多糖基多糖基 两个以上糖基的两个以上糖基的O-O-GalNAcGalNAc聚糖，结构可分为聚糖，结构可分为核心，核心，骨架（骨架（back-boneback-bone）和非还原性末端和非还原性

25、末端a.a.核心核心 与与N-N-聚糖的五糖核心不同，聚糖的五糖核心不同，O-O-GalNAcGalNAc的核心至少有的核心至少有8 8种种，主要由，主要由内侧的内侧的GalNAcGalNAc和和外侧的外侧的GalGal或或/ /和和GlcNAcGlcNAc以以不同的方式连接而成，也可由两个不同的方式连接而成，也可由两个GalNAcGalNAc组成。组成。1-41-4类核心较常见类核心较常见核心核心2 2和和4 4有分支有分支b. b. 骨架骨架 核心外侧的延长部分核心外侧的延长部分。O-O-GalNAcGalNAc聚聚糖的骨架和糖的骨架和N-N-聚糖的外链相似，基本由聚糖的外链相似，基本由

26、连接的连接的Gal-Gal-GlcNAcGlcNAc二糖单位组成二糖单位组成. .c. c. 非还原末端非还原末端 O-O-GalNAcGalNAc聚糖的非还原末端的基团大致有聚糖的非还原末端的基团大致有三种：三种：SASA化、硫酸化和化、硫酸化和L-L-FucFuc化化，还有，还有 HSOHSO3 3修饰糖基）修饰糖基） O-O-GalNAcGalNAc聚糖的非还原末端的糖基往往组聚糖的非还原末端的糖基往往组成血型抗原成血型抗原. . 如如 ABH ABH 抗原抗原, Lewis, Lewis抗原。抗原。 血型抗原血型抗原 19001900年，奥地利年，奥地利Karl Landsteiner

27、在红细胞中发现抗原在红细胞中发现抗原物质。据其原理发现了人的物质。据其原理发现了人的ABOABO血型。血型。血型（血型（blood groupsblood groups）是是血液抗原表现的一种遗传性状。血液抗原表现的一种遗传性状。 ABH ABH 抗原抗原: :A A和和B B血型的抗原是在血型的抗原是在H-1H-1或或H-2H-2结构结构( (即即血型血型O O) )的外的外侧（非还原侧）侧（非还原侧）, ,分别以分别以l,3l,3键连接键连接GalNAcGalNAc或或GalGal： GalNAc1,3GalNAc1,3(Fuc1,2)Gal(Fuc1,2)Gal1,31,3 GlcNAc

28、GlcNAc- (- (血型血型A A，H-1H-1) ) Gal1,3 Gal1,3(Fuc1,2)Gal(Fuc1,2)Gal1,31,3 GlcNAcGlcNAc- -（血型血型B B，H-1H-1） GalNAc1,3GalNAc1,3(Fuc1,2)Gal(Fuc1,2)Gal1,41,4 GlcNAcGlcNAc- - ( (血型血型A A，H-2H-2) ) Gal1,3Gal1,3(Fuc1,2)Gal(Fuc1,2)Gal1,41,4 GlcNAcGlcNAc- - ( (血型血型B B, , H-2H-2) ) RhRh抗原：抗原： 19401940年，年， Karl La

29、ndsteinerKarl Landsteiner从恒河猴血液中发现从恒河猴血液中发现恒河因子（恒河因子（Rhesus FactorRhesus Factor），即），即RhRh抗原抗原。绝大。绝大多数人多数人血型为血型为RhRh阳性阳性，少数为少数为RhRh阴性阴性( (汉人的汉人的3 3) )，RHRH阴性在阴性在A,B,O,ABA,B,O,AB血型中的比例血型中的比例3:3:3:13:3:3:1 。 如如RhRh阴性的母体阴性的母体孕育了孕育了RhRh阳性的胎儿阳性的胎儿后，后，胎儿胎儿的的红红细胞若进入细胞若进入母体母体时，即可刺激母体产生抗时，即可刺激母体产生抗RhRh阳性抗体，阳性

30、抗体，一旦母体孕第二胎时，此种抗体便可通过胎盘，溶解胎一旦母体孕第二胎时，此种抗体便可通过胎盘，溶解胎儿的红细胞，造成新生儿溶血。儿的红细胞，造成新生儿溶血。 若母体曾若母体曾输输RhRh阳性血阳性血，则第一胎即可发生新生儿溶血。，则第一胎即可发生新生儿溶血。LewisLewis血型：血型：LewisLewis血型系统不同于其他大多数人的血型系统，血型系统不同于其他大多数人的血型系统，这是一种存在于这是一种存在于唾液与血浆中的可溶性抗原唾液与血浆中的可溶性抗原。 FucFuc1,2 Gal1,3 GlcNAc- (LeLea a抗原抗原 ) Fuc Fuc1,2 Gal1,4 GlcNAc-

31、(LeLeb b抗原抗原 ) Gal1,3 GlcNAc- (LeLex x抗原抗原) Gal1,4 GlcNAc- (LeLey y抗原抗原) LewisLewis抗体大多为天然发生，属抗体大多为天然发生，属IgMIgM，所以，所以一般不会一般不会引起新生儿溶血病引起新生儿溶血病 。 血型抗原的表达常是互相拮抗，即血型抗原的表达常是互相拮抗，即在一条在一条糖链的末端不会同时表达两种血型抗原糖链的末端不会同时表达两种血型抗原. . 末端增加一个糖基可使一种血型抗原变成末端增加一个糖基可使一种血型抗原变成 另一种血型抗原另一种血型抗原. . O-O-GalNAcGalNAc聚糖聚糖可能也存在种属

32、、组织、蛋可能也存在种属、组织、蛋白质和位点特异性，但报道较少白质和位点特异性，但报道较少. .O-O-糖链和糖链和N-N-糖链连接比较糖链连接比较二、糖蛋白中聚糖的代谢二、糖蛋白中聚糖的代谢1. N-1. N-聚糖的合成和加工聚糖的合成和加工2. O-2. O-GalNAcGalNAc聚糖的合成聚糖的合成3. 3. 聚糖的降解聚糖的降解1. N-1. N-聚糖的合成和加工聚糖的合成和加工 N-N-聚糖的合成是聚糖的合成是共翻译共翻译(co-translational(co-translational）过程）过程，即即在粗面内质网上合成糖蛋白的时，就会在在粗面内质网上合成糖蛋白的时，就会在NX

33、S/TNXS/T位点位点上糖基化上糖基化，肽链，肽链进入内质网腔进入内质网腔，N-N-聚糖即被网腔膜上的聚糖即被网腔膜上的酶修剪加工成高甘露糖型酶修剪加工成高甘露糖型, ,然后然后进入高尔基体进入高尔基体，继续被，继续被加工合成加工合成. .糖链的合成糖链的合成与肽链不同，是由与肽链不同，是由糖基受体、糖基供体和糖基转移糖基受体、糖基供体和糖基转移酶酶三者协调完成。三者协调完成。糖基转移酶糖基转移酶具有主导地位具有主导地位. . 因此，因此，每一条糖链是一组糖基转移每一条糖链是一组糖基转移酶催化的产物，而一组酶又是一群基因的编码产物，酶催化的产物，而一组酶又是一群基因的编码产物，即糖即糖链同基

34、因并无直接对应关系。链同基因并无直接对应关系。糖链的不均一性：糖链的不均一性：反映了反映了组织、细胞类型、发育和分化阶段的组织、细胞类型、发育和分化阶段的不同以及培养条件不同以及培养条件( (如培养基的组成如培养基的组成) )、下游加工过程中降、下游加工过程中降解解等因素。等因素。 糖基转移酶糖基转移酶具有严格的底物专一性具有严格的底物专一性, , 如如N-N-糖链糖链非还原端的非还原端的6 6种种GlcNAcGlcNAc连接方式连接方式, ,分别由分别由6 6种糖基转移酶种糖基转移酶负责负责, , 甚至连甚至连接的接的先后次先后次序也非常严格序也非常严格 N-N-糖链前身的合成糖链前身的合成

35、 磷酸长萜醇循环磷酸长萜醇循环 合成早期需要一个脂类物质合成早期需要一个脂类物质-磷酸长萜醇磷酸长萜醇（dolicoldolicol phosphate, phosphate, P-P-DolDol）作为甘露糖、）作为甘露糖、葡萄糖和糖链的运载体葡萄糖和糖链的运载体. .长萜醇焦磷酸寡糖转移酶长萜醇焦磷酸寡糖转移酶的催化下，将的催化下，将十四糖聚糖十四糖聚糖转移到新生转移到新生肽的肽的NXS/TNXS/T序列子上。序列子上。转移酶可识别糖链的还原端转移酶可识别糖链的还原端GlcNAcGlcNAc及非还及非还原端的原端的GlcGlc。 长萜醇焦磷酸释放磷酸，完成磷酸长萜醇循环。长萜醇焦磷酸释放磷

36、酸，完成磷酸长萜醇循环。 N-N-糖链的加工和成熟糖链的加工和成熟 GlcGlcGlc 影响影响N-N-糖基化的因素糖基化的因素 糖蛋白的肽链上有糖蛋白的肽链上有较多较多NXSNXST T序列子序列子，但，但并非所有序列子并非所有序列子都可被都可被N-N-糖基化糖基化，说明，说明N-N-糖基化取决于很多因素糖基化取决于很多因素 肽链的肽链的亲水区的亲水区的NXSNXST T才能被才能被N-N-糖基化糖基化 NXSNXST T中中X X残基影响残基影响N-N-糖基化的效率糖基化的效率 NXSNXST T邻近的氨基酸残基邻近的氨基酸残基可影响可影响N-N-糖基化糖基化 NXSNXST T的局部立体

37、结构的局部立体结构可影响可影响N-N-糖基化糖基化 十四糖本身的结构改变十四糖本身的结构改变影响影响N-N-糖基转移糖基转移2.O-GalNAc2.O-GalNAc聚糖的合成聚糖的合成 O-O-GalNAcGalNAc 聚聚糖的合成没有前体糖的合成没有前体，多数情况下，多数情况下，不是不是共翻译共翻译，而是，而是在已折叠肽链的适当在已折叠肽链的适当Ser/Ser/ThrThr位点上位点上逐个加上糖基逐个加上糖基。一般认为。一般认为O-O-GalNAcGalNAc糖基化在糖基化在N-N-糖基化糖基化之后之后. . O-O-GalNAcGalNAc糖基化的位点选择糖基化的位点选择 肽链上肽链上Se

38、rSer和和ThrThr位点并非都能位点并非都能O-O-GalNAcGalNAc糖基化。糖基化。只有只有Ser/Ser/ThrThr附近含有附近含有ProPro或其他的或其他的SerSer或或ThrThr时才易于时才易于O-O-GalNAcGalNAc糖化糖化. . O-O-GalNAcGalNAc 聚聚糖的合成过程糖的合成过程核心合成核心合成：O-O-GalNAcGalNAc 转移酶转移酶能识别肽链能识别肽链ProPro附近的附近的Ser/Ser/ThrThr糖基化部位，从而合成糖基化部位，从而合成各类核心各类核心. .延伸延伸：O-O-GalNAcGalNAc 糖链糖链延伸是在糖链核心上逐

39、个添加糖基延伸是在糖链核心上逐个添加糖基. .N-GalNAc-TSAT(ST6O)GlcNAc-TGal-TGlcNAc-TGlcNAc-TGlcNAc-T分支分支: : 糖链的糖链的分支分支可以发生在外链可以发生在外链骨架骨架上，上，由由1,6GlcNAc T1,6GlcNAc T催催化生成化生成1,6GlcNAc1,6GlcNAc分支分支. . 非还原末端：非还原末端：发生唾液酸化、硫酸化和发生唾液酸化、硫酸化和 L-L-岩藻糖化岩藻糖化. .非还原末非还原末端的端的L-L-岩藻糖化岩藻糖化是是血型抗原血型抗原合成的必需步骤合成的必需步骤. . A,B,O A,B,O 血型抗原的合成血型

40、抗原的合成Fuc-TGalNAc-TGal-T LewisLewis（LeLe）抗原抗原的合成也是建立在的合成也是建立在1 1型和型和2 2型糖链的基础上，型糖链的基础上，由由1,3Fuc T 1,3Fuc T 和和1,4Fuc T1,4Fuc T催化合成催化合成（Le b）（Le a）（Le y）（Le x）N-N-聚糖：聚糖：未覆盖糖的肽链的水解未覆盖糖的肽链的水解, , 核心核心FucFuc的水解的水解, ,靠近肽连的两靠近肽连的两个个GlcNAc1,4GlcNAc1,4键，糖键，糖- -肽连接的水解。肽连接的水解。O-O-聚糖：聚糖：据聚糖的密集度决定水解先后，先水解末端据聚糖的密集度

41、决定水解先后，先水解末端SASA，再水解，再水解非还原末端，再水解肽。非还原末端，再水解肽。 3. 3. 聚糖的降解聚糖的降解 糖蛋白被转运到溶酶体，在糖蛋白被转运到溶酶体，在一系列蛋白水解酶和一系列蛋白水解酶和糖苷酶的联合作用下彻底降解糖苷酶的联合作用下彻底降解三、糖蛋白中聚糖的功能三、糖蛋白中聚糖的功能 研究方法：研究方法：糖链合成或加工抑制剂、糖基化位点的定糖链合成或加工抑制剂、糖基化位点的定点突变和糖基转移酶的反义点突变和糖基转移酶的反义(antisense(antisense）技术或基因转）技术或基因转染染( (transfectiontransfection) )和敲除（和敲除（k

42、nock outknock out）等等. . 证明糖蛋白的证明糖蛋白的聚糖不但能影响糖蛋白肽链的折叠、聚聚糖不但能影响糖蛋白肽链的折叠、聚合、溶解和降解，还参与糖蛋白的分拣（合、溶解和降解，还参与糖蛋白的分拣（sortingsorting）和投和投送送（transfichingtransfiching）等细胞过程。）等细胞过程。1. 1. 聚糖对糖蛋白空间结构的影响聚糖对糖蛋白空间结构的影响 糖蛋白肽链的糖蛋白肽链的正确折叠和亚基聚合正确折叠和亚基聚合与与N-N-糖化糖化有密切关系有密切关系. .例例1.1.疱疹口炎病毒（疱疹口炎病毒（VSVVSV）的）的G G蛋白蛋白经突变经突变去除糖化位

43、点去除糖化位点后，发后，发生生链内二硫键错配为链间二硫键链内二硫键错配为链间二硫键。例例2.2.整联蛋白整联蛋白家族由家族由和和组成异二聚体，其中组成异二聚体，其中5151是是纤连纤连蛋白（蛋白（FnFn）主要受体；用主要受体；用55或或11的单抗的单抗均可将均可将5151以二以二聚体形式沉淀聚体形式沉淀下来，如下来，如用内切糖苷酶去除亚基的聚糖用内切糖苷酶去除亚基的聚糖，则，则两两种单抗只能分别沉淀种单抗只能分别沉淀5 5 或或11单体。单体。 2.2.聚糖对蛋白质部分的屏蔽作用聚糖对蛋白质部分的屏蔽作用一个单糖可覆盖一个单糖可覆盖0.6nm0.6nm的表面积，细胞表面存在一层富含糖类的表面

44、积，细胞表面存在一层富含糖类的物质，称的物质，称细胞外被或糖萼（细胞外被或糖萼（glycocalyxglycocalyx），），具有保护作用，具有保护作用，例例: : 运铁蛋白（运铁蛋白（TFTF）受体受体的的251251、317317和和727 727 AsnAsn有有三条三条N-N-聚聚糖，糖，当当251251突变后突变后，受体蛋白，受体蛋白不能形成二聚体，并被迅速水解不能形成二聚体，并被迅速水解. .用重金属染料如：钌红染色后，在用重金属染料如：钌红染色后，在电镜下可显示厚约电镜下可显示厚约10-20nm10-20nm的结构。的结构。3. 3. 对糖蛋白分拣、投送和分泌的作用对糖蛋白分拣

45、、投送和分泌的作用 甘露糖甘露糖6 6磷酸磷酸是是溶酶体溶酶体分拣的标志。分拣的标志。衣霉素是衣霉素是UDP-N-UDP-N-乙酰葡萄糖乙酰葡萄糖胺的类似物，处理细胞阻止胺的类似物，处理细胞阻止N-N-糖化糖化，使，使细胞膜上的糖蛋白减少。细胞膜上的糖蛋白减少。4.4.聚糖与糖蛋白的生物活性聚糖与糖蛋白的生物活性 大多数大多数糖蛋白酶糖蛋白酶去聚糖后不影响酶活力：去聚糖后不影响酶活力：部分酶部分酶去去糖后酶活力丧失或降低糖后酶活力丧失或降低；糖对；糖对激素的亲和力也有影响。激素的亲和力也有影响。 例：例：硫酸化的硫酸化的LHLH与受体亲和力高于带与受体亲和力高于带SASA的的LHLH，但生但生

46、物半寿期缩短，在血中清除加快。物半寿期缩短，在血中清除加快。5. 5. 聚糖与细胞识别聚糖与细胞识别 包括：包括：受体配体互相识别，凝集素对单糖和聚糖受体配体互相识别，凝集素对单糖和聚糖的识别的识别( (亲和层析亲和层析) )，病原体对细胞膜上糖基的识别和侵，病原体对细胞膜上糖基的识别和侵袭，精卵识别，细胞粘附与移动。袭，精卵识别，细胞粘附与移动。 eg1.eg1.TownesTownes和和HoltfreterHoltfreter将两栖类动物的将两栖类动物的原肠胚原肠胚3 3个胚层个胚层的的细胞分散后，混合培养，结果细胞分散后，混合培养，结果3 3个胚层的细胞行分类聚集，分别个胚层的细胞行分

47、类聚集，分别加入加入来源胚层来源胚层的组建的组建。 eg2.eg2.如果将如果将鸡胚细胞和小鼠胚细胞鸡胚细胞和小鼠胚细胞分散后相混培养，各种细分散后相混培养，各种细胞仍按来源组织分别聚集，但相聚细胞胞仍按来源组织分别聚集，但相聚细胞只具有组织的专一性只具有组织的专一性，而，而没有物种的分辨能力。没有物种的分辨能力。细胞表面糖链在识别和黏附中具有重要作用细胞表面糖链在识别和黏附中具有重要作用如糖蛋白配体在如糖蛋白配体在感染或受伤部位淋巴细胞移动感染或受伤部位淋巴细胞移动中的作用。中的作用。6.6.决定血型决定血型 人人有有2020几几种种血血型型，最最基基本本的的是是AB0AB0血血型型。红红细

48、细胞胞质质膜膜上上的的糖鞘脂糖鞘脂是是AB0AB0血型抗原，免疫活性特异性的基础是糖链组成。血型抗原，免疫活性特异性的基础是糖链组成。一一. .蛋白聚糖的分子组成和分类蛋白聚糖的分子组成和分类 二二. .蛋白聚糖的分布、结构和功能蛋白聚糖的分布、结构和功能 第二节第二节 蛋白聚糖蛋白聚糖蛋白聚糖（蛋白聚糖（proteoglycan,PGproteoglycan,PG）: :是一类大分子是一类大分子 的的糖复合物糖复合物，与糖蛋白的主要，与糖蛋白的主要区别区别: : 核心核心 蛋白与蛋白与糖胺聚糖链糖胺聚糖链共价连接共价连接糖胺聚糖糖胺聚糖: : 为一类为一类杂多糖杂多糖，由，由氨基己糖和己糖氨

49、基己糖和己糖 醛酸或半乳糖醛酸或半乳糖单位组成，交替排列成线性序单位组成，交替排列成线性序 列列, , 一般称为一般称为重复二糖或二糖单位重复二糖或二糖单位 蛋白聚糖的结构蛋白聚糖的结构蛋白聚糖蛋白聚糖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一、蛋白聚糖的分子一、蛋白聚糖的分子 组成和分类组成和分类1. 1. 核心蛋白核心蛋白2. 2. 糖胺聚糖糖胺聚糖 1. 1. 核心蛋白核心蛋白 核心蛋白核心蛋白（core proteincore protein）：）：与糖胺聚糖链共价结与糖胺聚糖链共价结合的蛋白质合的蛋白

50、质. . 核心蛋白核心蛋白常被常被包埋在糖胺聚糖的复杂结构之内包埋在糖胺聚糖的复杂结构之内，因，因此常规此常规蛋白质测序蛋白质测序相当困难。相当困难。 常见的常见的四类蛋白聚糖：四类蛋白聚糖：丝甘蛋白聚糖丝甘蛋白聚糖, ,饰胶蛋白聚糖饰胶蛋白聚糖, ,粘结蛋白聚糖粘结蛋白聚糖, ,可聚蛋白聚糖可聚蛋白聚糖丝甘蛋白聚糖（丝甘蛋白聚糖（serglycinserglycin） 核心蛋白质具核心蛋白质具丝氨酸和甘氨酸丝氨酸和甘氨酸交替的伸展序列，故称交替的伸展序列，故称丝甘蛋白丝甘蛋白聚糖。聚糖。 核心蛋白最小的核心蛋白最小的蛋白聚糖（蛋白聚糖（MrMr 约约20kD20kD） 糖链结合部位有糖链结合

51、部位有2424个连续重复的个连续重复的SerGlySerGly 典型的典型的细胞内蛋白聚糖，细胞内蛋白聚糖，存于存于肥大和造血细胞肥大和造血细胞的贮存颗粒中的贮存颗粒中 由于由于连接连接硫酸软骨素硫酸软骨素/ /硫酸乙酰肝素硫酸乙酰肝素，故具，故具聚阴离子聚阴离子性质，性质，与带正电荷的蛋白酶、羧肽酶和组胺等相互作用与带正电荷的蛋白酶、羧肽酶和组胺等相互作用，参与这些活，参与这些活性分子的贮存和释放。性分子的贮存和释放。饰胶蛋白聚糖（饰胶蛋白聚糖（decorindecorin，PG-PG-4040） Mr90-140kD,Mr90-140kD,含含一条硫酸软骨素一条硫酸软骨素或或硫酸皮肤素硫酸

52、皮肤素类型的类型的糖胺聚糖糖胺聚糖,富含亮氨酸重复序列模体（富含亮氨酸重复序列模体（10-1210-12个）个）, ,核心核心蛋白蛋白MrMr约约40kD40kD，; ;能能与胶原互作，调节胶原纤维的形成与胶原互作，调节胶原纤维的形成和胞外基质的组装。和胞外基质的组装。 具有抗器官纤维化和肿瘤功能。 粘结蛋白聚糖（粘结蛋白聚糖（syndecansyndecan） 源于希腊语源于希腊语”SyndeinSyndein”，即即结合在一起结合在一起的意思的意思. .也称：也称：联合蛋白聚糖联合蛋白聚糖, ,多配体蛋白聚糖，共结合蛋白聚糖多配体蛋白聚糖，共结合蛋白聚糖。一类一类细胞表面蛋白聚糖细胞表面蛋

53、白聚糖，核心蛋白，核心蛋白MrMr为为36kD36kD。 含一个含一个C C端胞质域、跨膜域端胞质域、跨膜域和和连接糖胺聚糖连接糖胺聚糖的的胞外域胞外域. .因此，可与因此，可与多种细胞外基质蛋白多种细胞外基质蛋白及及胞内肌动蛋白丝胞内肌动蛋白丝相连。相连。 可聚蛋白聚糖（可聚蛋白聚糖（aggrecanaggrecan） 形成形成集聚体集聚体（aggregateaggregate）而得名，含一个而得名，含一个非常大非常大的核心蛋白的核心蛋白（MrMr 250kD-255kD 250kD-255kD），也称），也称软骨蛋白聚糖。软骨蛋白聚糖。 结构结构: :3 3个球状域和中间域个球状域和中间域

54、（连接寡糖和糖胺聚糖）连接寡糖和糖胺聚糖）, ,是是软骨的软骨的主要结构大分子，由主要结构大分子，由软骨细胞合成后，经水软骨细胞合成后，经水解酶降解，释放到关节的滑液中。解酶降解，释放到关节的滑液中。 核心蛋白的特点：核心蛋白的特点：多数多数核心蛋白有核心蛋白有几个不同的结构域几个不同的结构域所有所有核心蛋白核心蛋白均有糖胺聚糖结合结构域均有糖胺聚糖结合结构域一些一些蛋白聚糖有蛋白聚糖有细胞表面或胞外基质锚定结构域细胞表面或胞外基质锚定结构域。一些一些含含蛋白互作的特异结构域蛋白互作的特异结构域2. 2. 糖胺聚糖糖胺聚糖 糖胺聚糖糖胺聚糖（glycosaminoglycan,glycosam

55、inoglycan,GAGGAG）, ,也称也称粘多糖粘多糖（mucopolysaccharidemucopolysaccharide）。）。 根据其根据其重复二糖骨架重复二糖骨架，可分为，可分为4 4类类： 透明质酸透明质酸 透明质酸（透明质酸（hyaluronichyaluronic acid, acid, HAHA；亦称亦称 hyaluronanhyaluronan 或或hyaluronatehyaluronate）是是结构最简单的结构最简单的 GAGGAG透明质酸透明质酸GlcA-1,3-GlcNAc- -1,4 硫酸软骨素及硫酸皮肤素硫酸软骨素及硫酸皮肤素硫酸软骨素（硫酸软骨素（ch

56、ondroitinchondroitin sulfate , sulfate ,CSCS）硫酸皮肤素（硫酸皮肤素（dermatandermatan sulfate,sulfate,DSDS）:CS:CS的一种的一种醛酸修醛酸修饰饰形式。形式。 硫酸角质素硫酸角质素硫酸角质素（硫酸角质素（keratankeratan sulfate, sulfate,KSKS） 硫酸乙酰肝素硫酸乙酰肝素 硫酸乙酰肝素硫酸乙酰肝素（heparanheparan sulfate, sulfate, HSHS）和肝素（和肝素（ heparin, heparin, HepHep）蛋白聚糖的生物合成蛋白聚糖的生物合成 内

57、质网内质网合成核心蛋白合成核心蛋白，高尔基体高尔基体糖链延长或加工糖链延长或加工（CS/DS, HS/CS/DS, HS/HepHep),),质膜内表面质膜内表面（HAHA）。 多糖链的形成由多糖链的形成由单糖逐个加入单糖逐个加入，糖醛酸由糖醛酸由UDPGAUDPGA提提供供；单糖需单糖需UDPUDP活化活化；硫酸由硫酸由PAPSPAPS（3-phosphoadenosine-5-phosphosulfate ）提供）提供；糖胺氨基来自于糖胺氨基来自于GlnGln。 聚糖聚糖作为作为生物材料生物材料由于其由于其可吸收、降解性及良好的可吸收、降解性及良好的生物相容性生物相容性在医药、化妆、食品广

58、泛应用。在医药、化妆、食品广泛应用。3. 3. 连接区及寡糖连接区及寡糖 连接区（连接区（linkage regionlinkage region）: : GAGGAG与核心蛋与核心蛋白连接的点的寡糖结构。白连接的点的寡糖结构。 GAGGAG还原末端的还原末端的木糖木糖与与核心蛋白的序列子核心蛋白的序列子( (通通常为常为Glu/Asp-X-Glu/Asp-X-SerSer-Gly-Gly）的的丝氨酸羟基丝氨酸羟基形成形成- -糖苷键，起始木糖的糖苷键，起始木糖的C-2C-2常被磷酸化。常被磷酸化。X:X: XylXyl; ; G:G:Gal; Gal; U:U:GlcAGlcA; ; H:H

59、:GlcNAcGlcNAc;N:;N:GalNAcGalNAc CS/DS和和HS/Hep糖链的连接区相同糖链的连接区相同，为，为四糖四糖构成的构成的寡糖链，即寡糖链，即:葡糖醛酸葡糖醛酸-1，3-半乳糖半乳糖-1，3-半乳糖半乳糖-1，4-木糖木糖.其蛋白聚糖分别称为：其蛋白聚糖分别称为：CSPG，DSPG，HSPG硫酸角质素（硫酸角质素（KSKS）蛋白聚糖连接方式蛋白聚糖连接方式X: Xyl; G:Gal; U:GlcA; H:GlcNAc;N:GalNAc; S:SA 蛋白聚糖的体内降解蛋白聚糖的体内降解分解部位：分解部位：溶酶体溶酶体; ;相关酶：相关酶：外切糖苷酶，硫酸酯酶；外切糖苷

60、酶，硫酸酯酶；胞外间质的蛋白聚糖胞外间质的蛋白聚糖半衰期较长（数天或数周），细胞半衰期较长（数天或数周），细胞表面的表面的PGPG半衰期较短（半衰期较短（5-205-20小时）小时）肝素酶肝素酶二、蛋白聚糖的分布、结构和功能二、蛋白聚糖的分布、结构和功能1.胞外透明质酸与大分子间质蛋白聚糖胞外透明质酸与大分子间质蛋白聚糖2.胞外小分子间质蛋白聚糖胞外小分子间质蛋白聚糖3.基膜蛋白聚糖基膜蛋白聚糖4.细胞表面蛋白聚糖细胞表面蛋白聚糖5.细胞内蛋白聚糖细胞内蛋白聚糖1.细胞外透明质酸与大分子间细胞外透明质酸与大分子间质蛋白聚糖质蛋白聚糖 透明质酸与透明质酸结合蛋白透明质酸与透明质酸结合蛋白 HAH

61、A广泛分布在广泛分布在动物结缔组织的胞外间质动物结缔组织的胞外间质中。以中。以胚胎组织、滑胚胎组织、滑液、玻璃体、脐带及鸡冠液、玻璃体、脐带及鸡冠等组织最多。也存在于等组织最多。也存在于细菌的荚膜中。细菌的荚膜中。HAHA与蛋白的与蛋白的HAHA结合区结合区（HA-binding HA-binding region,HABRregion,HABR）特异结合，特异结合，形成形成HAHA结合蛋白结合蛋白（HA-binding HA-binding protein,HABPprotein,HABP）。）。 HABPHABP的存在方式：的存在方式： 形成蛋白聚糖集聚体。形成蛋白聚糖集聚体。 在细胞表面

62、，作为在细胞表面，作为HAHA受体。受体。 HABPHABP可形成高分子量的可形成高分子量的无规线团，使溶液具有很高无规线团，使溶液具有很高的粘度；的粘度；亲水性极强，形成巨大的水化空间亲水性极强，形成巨大的水化空间，有利于，有利于细细胞的迁移和分化胞的迁移和分化；对胞外间质的理化性质起着重要作用。；对胞外间质的理化性质起着重要作用。 可聚蛋白聚糖可聚蛋白聚糖 是存于是存于软骨胞外基质软骨胞外基质的大分子的大分子硫酸软骨素硫酸软骨素/ /硫酸角质硫酸角质素蛋白聚糖素蛋白聚糖（CS/KSPGCS/KSPG）, ,Mr250Mr250万万, ,含有约含有约100100条条CSCS链链, ,5050

63、条条KSKS链链,50,50条条O-O-连接寡糖链连接寡糖链及及10-1510-15条条N-N-连接寡糖链连接寡糖链。 它们分布在核心蛋白的不它们分布在核心蛋白的不同区域，整个分子形状犹如同区域，整个分子形状犹如一个一个“瓶刷瓶刷” ” 。形成巨大的。形成巨大的溶剂化领域溶剂化领域，每克蛋白聚每克蛋白聚糖糖（干重）可吸附（干重）可吸附50ml50ml的的溶剂溶剂. .PGPG：蛋白聚糖；蛋白聚糖；LPLP：连接蛋白；连接蛋白；A:A:免疫球蛋白样折叠免疫球蛋白样折叠1 1和和2:2:分别为分别为PGPG和和LPLP与与HAHA的结合部位；的结合部位；3:3:PGPG与与LPLP相互作用部位相互

64、作用部位可聚蛋白聚糖结构及透明质酸集聚体的形成可聚蛋白聚糖结构及透明质酸集聚体的形成 多能蛋白聚糖多能蛋白聚糖 多能蛋白聚糖多能蛋白聚糖分离于分离于人成纤维细胞人成纤维细胞的一种的一种大分子集大分子集聚型蛋白聚糖聚型蛋白聚糖，MrMr78-8678-86万万，核心蛋白约，核心蛋白约2626万。万。多能蛋多能蛋白聚糖白聚糖没有没有KSKS结构域（无结构域（无KSKS链）链） 与可聚蛋白聚糖相比，多能蛋白聚糖也含有类似的与可聚蛋白聚糖相比，多能蛋白聚糖也含有类似的N N端端G1G1结构域结构域（与（与HAHA和和LPLP形成聚集体）形成聚集体）和和C C端端G3G3结构结构域。域。差异：差异：含两

65、个表皮生长因子样结构域，但含两个表皮生长因子样结构域，但缺少缺少G2G2结构域结构域（功能不清）。（功能不清）。2.2.细胞外小分子间质蛋白聚糖细胞外小分子间质蛋白聚糖 多数多数胞外基质胞外基质包括包括一些低一些低MrMr蛋白聚糖，蛋白聚糖，它们它们具有一具有一条或几条条或几条GAGGAG链。链。 核心蛋白序列的核心蛋白序列的共同特征共同特征是是富含亮氨酸的重复模块富含亮氨酸的重复模块，故称故称富含亮氨酸的蛋白聚糖（富含亮氨酸的蛋白聚糖（leucineleucine-rich-richproteoglycansproteoglycans）胞外小分子间质蛋白聚糖结构比较胞外小分子间质蛋白聚糖结构

66、比较3. 3. 基膜蛋白聚糖基膜蛋白聚糖 基膜（基膜（basement membranebasement membrane）是一种是一种薄片状的薄片状的胞外间胞外间质质，位于上皮细胞与内皮细胞之间。，位于上皮细胞与内皮细胞之间。 构成构成基膜的生物大分子基膜的生物大分子最主要是最主要是型胶原、层粘连蛋型胶原、层粘连蛋白（白（lamininlaminin）、）、巢蛋白（巢蛋白（nidogennidogen）和蛋白聚糖（和蛋白聚糖（HSPGHSPG和和CSPGCSPG）. .基膜蛋白聚糖基膜蛋白聚糖4. 4. 细胞表面蛋白聚糖细胞表面蛋白聚糖 多数是多数是HSPGHSPG，与质膜结合有与质膜结合有

67、三种方式：三种方式：核心蛋白核心蛋白疏水段插入双分子脂膜疏水段插入双分子脂膜；核心蛋白与核心蛋白与糖基磷脂酰肌醇（糖基磷脂酰肌醇（GPIGPI）共价结合）共价结合锚定在质膜上；锚定在质膜上；通过通过HSHS链与质膜蛋白间进行特异或非特异作用链与质膜蛋白间进行特异或非特异作用如粘结蛋白聚糖如粘结蛋白聚糖1-4,1-4,糖基磷脂酰肌醇蛋白聚糖，糖基磷脂酰肌醇蛋白聚糖，- -蛋白聚糖凝蛋白聚糖凝调蛋白聚糖，及调蛋白聚糖，及CD44CD44等。等。5. 5. 细胞内蛋白聚糖细胞内蛋白聚糖 丝甘蛋白聚糖丝甘蛋白聚糖是已知的是已知的细胞内蛋白聚糖细胞内蛋白聚糖，存于，存于肥肥大细胞及造血细胞大细胞及造血细胞的贮藏颗粒中。不同来源的丝甘蛋的贮藏颗粒中。不同来源的丝甘蛋白聚糖白聚糖M Mr r差异较大。差异较大。在细胞贮藏颗粒中，丝甘蛋白聚糖的在细胞贮藏颗粒中，丝甘蛋白聚糖的主要功能：主要功能：与带正电荷的蛋白酶、羧基肽酶及组织胺等相互作用，与带正电荷的蛋白酶、羧基肽酶及组织胺等相互作用，参与其贮存和释放。参与其贮存和释放。几种蛋白聚糖的结构比较几种蛋白聚糖的结构比较蛋白聚糖的功能了解不多。已知与肿瘤、免疫、蛋白聚糖的功能了解不多。已知与肿瘤、免疫、感染、动脉粥样硬化等相关。感染、动脉粥样硬化等相关。