目录目录糖蛋白、蛋白聚糖糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质和细胞外基质Glycoprotein, Proteoglycan and Extracellular Matrix第第1919章章 目录目录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)(glycoprotein)蛋白聚糖蛋白聚糖(proteoglycan)(proteoglycan)糖脂糖脂(glycolipids)(glycolipids) 目录目录糖蛋白糖蛋白GlycoproteinGlycoprotein第一节第一节 目录目录Ø一种或多种糖以共价键衔接到肽链上的蛋白质一种或多种糖以共价键衔接到肽链上的蛋白质Ø蛋白质含量较多，糖所占比例变动大，表现为蛋白质含量较多，糖所占比例变动大，表现为蛋白质的特性蛋白质的特性Ø分布细胞膜、溶酶体、细胞外液分布细胞膜、溶酶体、细胞外液n糖蛋白糖蛋白 目录目录葡萄糖葡萄糖(Glu)半乳糖半乳糖(Gal)甘露糖甘露糖(Man)N-乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺(GalNAc)岩藻糖岩藻糖(Fuc)N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)N-乙酰神经氨酸乙酰神经氨酸(NeuAc)〔一〕糖蛋白聚糖分为〔一〕糖蛋白聚糖分为N-衔接和衔接和O-衔接型两种衔接型两种一、糖蛋白糖链的构造一、糖蛋白糖链的构造n聚糖中单糖的种类：聚糖中单糖的种类： 目录目录n 糖蛋白糖链的糖蛋白糖链的N-衔接型和衔接型和O-衔接型衔接型 衔接衔接方式方式N-衔接：衔接：O-衔接：衔接： 目录目录〔二〕〔二〕N-N-衔接糖蛋白的糖基化位点为衔接糖蛋白的糖基化位点为Asn-X-Asn-X-Ser/ThrSer/Thr糖蛋白的糖链与蛋白部分的糖蛋白的糖链与蛋白部分的Asn-X-Asn-X-SerSer序列的天氡酰胺氮以共价键衔接称序列的天氡酰胺氮以共价键衔接称N-N-衔接糖蛋白。
衔接糖蛋白n定义：定义： 目录目录N-衔接糖蛋白中衔接糖蛋白中Asn-X-Ser/Thr三个氨基三个氨基酸残基的序列子称为糖基化位点酸残基的序列子称为糖基化位点糖蛋白分子中聚糖构造的不均一性称为糖蛋白分子中聚糖构造的不均一性称为糖型糖型(glycoform) 目录目录〔三〕〔三〕N-N-衔接聚糖可分为衔接聚糖可分为3 3型型①①高甘露糖型高甘露糖型②②复杂性复杂性③③杂合型杂合型都有一个五糖中心都有一个五糖中心ManManManGlcNAcGlcNAcAsn 目录目录 目录目录〔四〕〔四〕N-衔接寡糖的合成是以长萜醇作为衔接寡糖的合成是以长萜醇作为聚糖载体聚糖载体 N-衔衔接接寡寡糖糖是是在在内内质质网网上上以以长长萜萜醇醇作作为为糖糖链链载载体体，，先先合合成成含含14糖糖基基的的寡寡糖糖链链，，然然后后转转移移至至肽肽链链的的糖糖基基化化位位点点上上，，进进一一步步在在内内质质网网和和高高尔尔基基体体进展加工而成进展加工而成 每每一一步步加加工工都都由由特特异异的的糖糖基基转转移移酶酶或或糖糖苷苷酶酶催化完成，糖基必需活化为催化完成，糖基必需活化为UDP或或UDP的衍生物。
的衍生物 目录目录长萜醇长萜醇-P-P聚糖的合成聚糖的合成 目录目录3型型N-聚糖的加工过程聚糖的加工过程 目录目录〔五〕〔五〕O-O-衔接糖蛋白衔接糖蛋白糖蛋白糖链与蛋白部分的丝糖蛋白糖链与蛋白部分的丝/ /苏氨酸残基的苏氨酸残基的羟基相连，称为羟基相连，称为O-O-衔接糖蛋白衔接糖蛋白 O-O-衔接寡糖有衔接寡糖有N-N-乙酰半乳糖与半乳糖构成乙酰半乳糖与半乳糖构成中心二糖，中心二糖可反复延伸及分支，再接中心二糖，中心二糖可反复延伸及分支，再接上岩藻糖、上岩藻糖、N-N-乙酰葡萄糖胺等单糖乙酰葡萄糖胺等单糖n定义定义nO-衔接寡糖构造衔接寡糖构造 目录目录 O-衔衔接接寡寡糖糖在在N-乙乙酰酰半半乳乳糖糖基基转转移移酶酶的的作作用用下下，，在在多多肽肽链链的的丝丝/苏苏氨氨酸酸的的羟羟基基上上衔衔接接上上N-乙乙酰酰半半乳乳基基，，然然后后逐逐个个加加上上糖糖基基直直至至O-衔接寡糖链的构成衔接寡糖链的构成nO-衔接寡糖合成衔接寡糖合成 目录目录〔六〕蛋白质〔六〕蛋白质β-N-乙酰氨基葡萄糖基化是可逆乙酰氨基葡萄糖基化是可逆的单糖基修饰的单糖基修饰Øβ-N-β-N-乙乙酰酰氨氨基基葡葡萄萄糖糖(β-N-(β-N-acetylglucosamineacetylglucosamine，，O-GlcNAc)O-GlcNAc)糖糖基基化化修修饰饰，，主要发生于膜蛋白和分泌蛋白。
主要发生于膜蛋白和分泌蛋白ØO-GlcNAc糖糖基基化化修修饰饰是是经经过过O-GlcNAc糖糖基基转转移移酶酶(O-GlcNAc transferase, OGT)作作用用，，将将β-N-乙乙酰酰氨氨基基葡葡萄萄糖糖以以共共价价键键方方式式结结合合于于蛋蛋白白质质的的Ser/Thr残基上 目录目录ØO-GlcNAc糖糖基基化化蛋蛋白白质质的的解解离离需需求求特特异异性性的的β-N-乙乙酰酰氨氨基基葡葡萄萄糖糖酶酶(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逆的过程可逆的过程 ØO-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临临近近部部位位糖糖基基化后即会影响磷酸化的进展，反之亦然化后即会影响磷酸化的进展，反之亦然 目录目录〔七〕糖组学〔七〕糖组学糖组学那么包括聚糖种类、构造鉴定、糖组学那么包括聚糖种类、构造鉴定、糖基化位点分析、蛋白质糖基化的机制和功糖基化位点分析、蛋白质糖基化的机制和功能等研讨能等研讨 糖组糖组(Glycome)(Glycome)是指一种细胞或一个生是指一种细胞或一个生物体中全部聚糖种类。
物体中全部聚糖种类 目录目录二、糖蛋白分子中聚糖的功能二、糖蛋白分子中聚糖的功能Ø维护糖蛋白不受蛋白酶的水解，延伸其半衰维护糖蛋白不受蛋白酶的水解，延伸其半衰期；期；Ø蛋白质的聚糖也可起屏障作用，影响糖蛋白蛋白质的聚糖也可起屏障作用，影响糖蛋白的作用；的作用；Ø聚糖还可以防止蛋白质中抗原决议簇被免疫聚糖还可以防止蛋白质中抗原决议簇被免疫系统识别而产生抗体系统识别而产生抗体 〔一〕聚糖可影响糖蛋白生物活性〔一〕聚糖可影响糖蛋白生物活性 目录目录〔二〕糖蛋白聚糖加工可参与新生肽链折叠〔二〕糖蛋白聚糖加工可参与新生肽链折叠Ø参与新生肽链的折叠并维持蛋白质的正确参与新生肽链的折叠并维持蛋白质的正确的空间构象；的空间构象；Ø糖蛋白的糖基化与肽链的折叠及分拣亲密糖蛋白的糖基化与肽链的折叠及分拣亲密相关相关 目录目录〔三〕糖蛋白聚糖可参与维系亚基聚合〔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，往往依托具有功能的糖蛋白的二聚体，往往依托糖糖- -蛋白或糖蛋白或糖- -糖相互作用维系亚基的聚合和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〔四〕聚糖对蛋白质在细胞内的分拣、投送和分泌中的作用和分泌中的作用有些蛋白质的投送信号存在于肽链内，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。
但有些是与其糖链有关 目录目录〔五〕糖蛋白聚糖具有分子间的识别作用〔五〕糖蛋白聚糖具有分子间的识别作用Ø聚糖中单糖分子衔接的多样性是聚糖起到分聚糖中单糖分子衔接的多样性是聚糖起到分子识别作用的根底子识别作用的根底Ø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Ø细胞外表糖复合物的聚糖还能介导细胞细胞外表糖复合物的聚糖还能介导细胞- -细胞细胞的结合 目录目录蛋白聚糖蛋白聚糖ProteoglycanProteoglycan第二节第二节 目录目录ØØ蛋白聚糖是一条或多条糖胺聚糖以共价键与中蛋白聚糖是一条或多条糖胺聚糖以共价键与中蛋白聚糖是一条或多条糖胺聚糖以共价键与中蛋白聚糖是一条或多条糖胺聚糖以共价键与中心蛋白构成的大分子糖复合物化合物心蛋白构成的大分子糖复合物化合物心蛋白构成的大分子糖复合物化合物心蛋白构成的大分子糖复合物化合物Ø糖占比例大，约一半以上，具有多糖性质糖占比例大，约一半以上，具有多糖性质Ø分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节滑液、分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节滑液、粘液、眼玻璃体等组织粘液、眼玻璃体等组织 目录目录n n蛋白聚糖的构造蛋白聚糖的构造蛋白聚糖的构造蛋白聚糖的构造组成组成中心蛋白中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 目录目录一、糖胺聚糖是含已糖醛酸和已糖胺一、糖胺聚糖是含已糖醛酸和已糖胺组成的反复二糖单位组成的反复二糖单位糖胺聚糖〔糖胺聚糖〔glycosaminoglycan, GAG〕曾称为〕曾称为粘多糖、氨基多糖和酸性多糖等。
粘多糖、氨基多糖和酸性多糖等•硫酸软骨素类硫酸软骨素类(chordroitin sulfates)(chordroitin sulfates)•硫酸皮肤素硫酸皮肤素(dermatan sulfate)(dermatan sulfate)•硫酸角质素硫酸角质素(keratan sulfate)(keratan sulfate)•透明质酸透明质酸(hyaluronic acid)(hyaluronic acid)•肝素肝素(heparin)(heparin)和硫酸类肝素和硫酸类肝素(heparan (heparan sulfate) sulfate) n体内重要的糖胺聚糖〔体内重要的糖胺聚糖〔6种〕：种〕： 目录目录 目录目录二、中心蛋白均含有结合糖胺聚糖二、中心蛋白均含有结合糖胺聚糖的构造域的构造域Ø中心蛋白〔中心蛋白〔core protein〕为与糖胺聚糖〕为与糖胺聚糖链共价结合的蛋白质链共价结合的蛋白质Ø中心蛋白均含有相应的糖胺聚糖取代构造中心蛋白均含有相应的糖胺聚糖取代构造域，一些蛋白聚糖经过这一构造锚定在细域，一些蛋白聚糖经过这一构造锚定在细胞外表或细胞外基质的大分子中胞外表或细胞外基质的大分子中。
目录目录1.大分子聚集型胞外基质蛋白聚糖大分子聚集型胞外基质蛋白聚糖2.小分子富含亮氨酸胞外基质蛋白聚糖小分子富含亮氨酸胞外基质蛋白聚糖3.跨膜胞内蛋白聚糖跨膜胞内蛋白聚糖n按中心蛋白和糖链成分的差别，蛋白聚糖分类：按中心蛋白和糖链成分的差别，蛋白聚糖分类： 目录目录透明质酸透明质酸衔接蛋白衔接蛋白中心蛋白中心蛋白硫酸角质素硫酸角质素硫酸软骨素硫酸软骨素糖蛋白亚基糖蛋白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 目录目录三、中心蛋白逐一加上糖基而构成三、中心蛋白逐一加上糖基而构成蛋白聚糖蛋白聚糖Ø在在内内质质网网上上合合成成中中心心蛋蛋白白多多肽肽链链，，同同时时在在高高尔基体内进展糖链延伸或加工尔基体内进展糖链延伸或加工Ø多多糖糖链链的的构构成成是是由由单单糖糖逐逐个个加加上上去去的的，，糖糖醛醛酸酸由由UDPGA提提供供；；单单糖糖要要由由UDP活活化化；；硫硫酸酸由由PAPS提供；糖胺氨基来自于提供；糖胺氨基来自于Gln 目录目录四、蛋白聚糖是细胞间基质重要成分四、蛋白聚糖是细胞间基质重要成分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衔接，构成基质的特殊构造。
这与以特殊方式衔接，构成基质的特殊构造这与细胞的粘附、迁移、增殖和分化等有关细胞的粘附、迁移、增殖和分化等有关抗凝血〔肝素〕抗凝血〔肝素〕参与细胞识别结合与分化〔细胞外表的硫酸素参与细胞识别结合与分化〔细胞外表的硫酸素〕〕维持软骨机械性能〔硫酸软骨素〕等维持软骨机械性能〔硫酸软骨素〕等 1. 1. 构成细胞外基质构成细胞外基质2. 2. 其它功能其它功能 目录目录Ø每每一一聚聚糖糖都都有有一一个个独独特特的的能能被被蛋蛋白白质质阅阅读读，，并并与与蛋蛋白白质质相相结结合合的的三三维维空空间间构构象象，，即即糖糖密密码码(sugar code) n聚糖作为信息分子作用聚糖作为信息分子作用Ø特特异异的的聚聚糖糖构构造造被被细细胞胞用用来来编编码码假假设设干干重重要要信信息息，，诸诸如如糖糖蛋蛋白白的的胞胞内内定定向向转转运运、、细细胞胞与与细细胞胞的的相相互互作作用用、、组组织织与与器器官官发发育育以以及及细细胞胞外信号转导等外信号转导等 目录目录细胞外基质细胞外基质Extracellular Matrix, Extracellular Matrix, ECMECM第三节第三节 目录目录n细胞外基质细胞外基质(extracellular matrixc，，ECM)分布在各组织细胞和细胞间的胞间隙或分布在各组织细胞和细胞间的胞间隙或胞间膜。
胞间膜细胞外由纤维状胶原、透明质酸、蛋白细胞外由纤维状胶原、透明质酸、蛋白聚糖和糖蛋白以不同比例组成的细胞间质聚糖和糖蛋白以不同比例组成的细胞间质 目录目录•构造蛋白，如：胶原构造蛋白，如：胶原 (collagen)•专注蛋白，如：纤连蛋白专注蛋白，如：纤连蛋白 (fibronectin, Fn)、层粘蛋白、层粘蛋白 (laminin, Ln)•蛋白聚糖蛋白聚糖nECM的主要成分：的主要成分： 目录目录一、胶原一、胶原Ø胶原胶原(collagen)(collagen)是结缔组织的主要蛋白质成分是结缔组织的主要蛋白质成分主要由结缔组织成纤维细胞所分泌，某些上皮主要由结缔组织成纤维细胞所分泌，某些上皮细胞也能分泌的某些类型的胶原蛋白细胞也能分泌的某些类型的胶原蛋白Ø分布于骨、皮肤、血管壁、肌腱、韧带、肌分布于骨、皮肤、血管壁、肌腱、韧带、肌肉、软骨、角膜等肉、软骨、角膜等Ø起支架、维持组织构型、机体运动等多项作用起支架、维持组织构型、机体运动等多项作用 目录目录〔一〕胶原的分子组成和分型〔一〕胶原的分子组成和分型胶胶原原经经超超速速离离心心后后可可分分得得3 3个个组组分分，，即即αα、、ββ、、γγ，，其其中中ββ和和γγ组组分分分分别别是是αα组组分分的的二二聚聚体体和和三三聚聚体体。
αα组组分分又又分分为为α1, α1, α2, α2, α3α3和和α4α4，，它它们们在在氨氨基基酸酸组组成成上上有有所所不同，但肽链长度近似不同，但肽链长度近似 目录目录5型胶原蛋白的构造及组织分布型胶原蛋白的构造及组织分布 目录目录〔二〕胶原蛋白〔二〕胶原蛋白C C端非螺旋构造域与内皮抑素端非螺旋构造域与内皮抑素ØXVIIIXVIII型型胶胶原原蛋蛋白白C C端端非非螺螺旋旋构构造造域域的的氨氨基基酸酸序序列列含含有有内内皮皮抑抑素素(endostatin)(endostatin)的的全全部部序序列列 ，，推推测测组组织织中中的的XVIIIXVIII胶胶原原蛋蛋白白C C端端非非螺螺旋旋构构造造域域受受蛋蛋白白酶酶水水解解，，产产生生内内皮皮抑抑素素，，发发扬扬抑抑制制内内皮皮细胞生长作用细胞生长作用 Ø不同胶原蛋白不同胶原蛋白C C端非螺旋构造域能产生不同内源端非螺旋构造域能产生不同内源性血管生成抑制剂，它们都有显著的抑制血管性血管生成抑制剂，它们都有显著的抑制血管内皮细胞生长和迁移、抑制肿瘤细胞增殖和迁内皮细胞生长和迁移、抑制肿瘤细胞增殖和迁移等作用移等作用 目录目录内源性血管生成抑制剂种类和来源内源性血管生成抑制剂种类和来源 目录目录 胶原蛋白由胶原蛋白由3 3条肽链以条肽链以αα右手螺旋构成棒状构造。
右手螺旋构成棒状构造 富含甘氨酸〔占富含甘氨酸〔占1/3〕和脯氨酸〔占〕和脯氨酸〔占1/4〕，〕，特含有羟赖氨酸和羟脯氨酸，缺色氨酸和半胱氨特含有羟赖氨酸和羟脯氨酸，缺色氨酸和半胱氨酸，甚少酪氨酸酸，甚少酪氨酸〔三〕胶原的氨基酸组成和空间构象特点〔三〕胶原的氨基酸组成和空间构象特点 目录目录〔四〕胶原微纤维〔四〕胶原微纤维(collagen fibril)(collagen fibril)假设干具有三股螺旋构造的假设干具有三股螺旋构造的Ⅰ型原胶原分子型原胶原分子经过侧向陈列，聚集成直径为经过侧向陈列，聚集成直径为50～～200nm的微的微纤维 目录目录n原胶原分子侧向共价衔接的醛醇交联反响原胶原分子侧向共价衔接的醛醇交联反响C-(CH2)2-CH2-CH2-NH3+NCNOH+H3N-CH2-CH2-(CH2)2-CHCONH赖氨酸氧化酶赖氨酸氧化酶C-(CH2)2-CH2-CNCNOHOHC-CH2-(CH2)2-C HCONHOH赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸醛衍生物醛衍生物醛衍生物醛衍生物 目录目录C-(CH2)3-CHNCNOHOHCH-(CH2)2-CHCONHOHC醛醇缩合醛醇缩合C-(CH2)3-CHNCNOHC-(CH2)2-C HCONHCHO去去H2O 目录目录二、纤连蛋白二、纤连蛋白Ø纤纤连连蛋蛋白白(fibronectin, (fibronectin, Fn)Fn)是是广广泛泛存存在在于于细细胞胞外外基基质质、、基基底底膜膜和和各各种种体体液液〔〔血血浆浆、、组组织织间间液液、、淋淋巴巴液液、、关关节节腔腔滑滑液液、、羊羊水水〕〕中中的的一一种多功能糖蛋白。
种多功能糖蛋白Ø多为二聚体方式，也有以多聚体方式存在多为二聚体方式，也有以多聚体方式存在 目录目录由由分分子子量量为为2525万万的的单单体体组组成成的的二二聚聚体体它它的的一一级级构构造造由由3 3种种不不同同类类型型的的内内在在序序列列同同源源构构造反复出现而构成造反复出现而构成〔一〕〔一〕FnFn的分子构造：的分子构造： 目录目录参参与与许许多多生生理理活活动动，，例例如如：：细细胞胞的的形形状状、、增增殖殖、、分分化化及及个个体体发发育育、、生生殖殖、、信信息息传传送送、、凝凝血、组织修复等血、组织修复等〔二〕〔二〕FnFn的功能的功能 目录目录Ø层粘连蛋白层粘连蛋白(laminin, Ln)(laminin, Ln)由三条多肽链组成由三条多肽链组成的多构造域构成的糖蛋白，即的多构造域构成的糖蛋白，即ⅣⅣ型胶原基质型胶原基质Ø分布在一切组织的基膜上分布在一切组织的基膜上三、层粘连蛋白三、层粘连蛋白 目录目录•由由三三条条多多肽肽链链〔〔1 1条条A A链链和和2 2条条B B链链〕〕经经过过二二硫硫键键构构成成，，3 3条条链链陈陈列列成成十字架形十字架形〔一〕层粘连蛋白分子构造 目录目录主主要要介介导导上上皮皮细细胞胞及及内内皮皮细细胞胞糖糖粘粘附附，，而而影响细胞的生长、分化和运动。
影响细胞的生长、分化和运动新新近近发发现现，，Ln能能够够与与某某些些疾疾病病〔〔糖糖尿尿病病、、肾肾病病、、内内风风湿湿关关节节炎炎、、感感染染等等〕〕和和肿肿瘤瘤细细胞胞的的浸润、转移有重要关系浸润、转移有重要关系〔二〕〔二〕Ln的功能的功能 。