1、糖复合物的结构和功能第一讲优选糖复合物的结构和功能第一讲优选糖复合物的结构和功能第一讲Why Cell Surface Glycans Are Universal to Living Cellsprotective,stabilizing,organizational,and barrier functions;静止移动阿利新蓝（正电荷）与酸性糖反应（负电荷）(GAGs SA HA)Ajit Varki糖生物学中心法则糖生物学中心法则蛋白质、DNA合成有模板2.糖链合成无模板 糖基供体、糖基受体和糖基转移酶三者协同组装而成糖基转移酶糖苷键糖基受体糖基供体l 糖生物学中心法则：l一个基因一个基因
2、一种糖基转移酶一种糖基转移酶一种糖苷键一种糖苷键-一种糖链一种糖链糖基转移酶（糖基转移酶（GTase）装配线）装配线“工人工人”v糖链合成的中心环节是糖链合成的中心环节是GTase。一条糖链一条糖链一组一组GTase 一个基因组一个基因组v不同生物不同生物;v同一生物不同组织同一生物不同组织;v同一组织的不同发育阶段同一组织的不同发育阶段v同一细胞株不同时相同一细胞株不同时相 GTase表达和活性均有差别，给糖类结构与活性研表达和活性均有差别，给糖类结构与活性研究带来了巨大挑战！究带来了巨大挑战！v目前发现目前发现100多种多种GTase，且有许多（，且有许多（30多个）已多个）已经被克隆，用
3、于糖类结构研究中。经被克隆，用于糖类结构研究中。糖基转移酶的糖基转移酶的分布分布糖基转移酶主要分布于粗面内质网和高尔基体主要分布于粗面内质网和高尔基体。1）顺式（cis）高尔基体：无糖转移酶GTase但在G寡糖加工中有糖水解酶（Glycosidase）2）中部（medial）高尔基体：有GlcNAc T-，；-1,6-Fuc T。3）反式高尔基体网络（Trans Golgi Network,TGN）外链加工：Gal T，-1,2和1，3-Fuc T；-2,3;2,6;2,8-NeuAc T;GlcNAc T 。糖基受体（糖基受体（Receptor)肽链（糖基受体）糖基第一个糖基的受体是肽链中特
4、定位置的氨基酸糖基的受体就是新生成的糖基糖链是否分支由糖基转移酶决定 糖基供体（糖基供体（Donor）游离的单糖不能作为糖基转移酶的糖基供体，一定要经过活化。单糖活化主要有2种形式：1）磷酸长萜醇形式;2）核苷酸形式；3）维生素A类一种单糖可有多种活化形式：Glc 有5种 a.UDP-Glc:动物合成糖原时的Glc供体ADP-Glc:植物合成淀粉时的Glc供体GDP-Glc:植物合成纤维素时的Glc供体Dtdp-Glc:细菌合成脂多糖中O-抗原时的Glc供体DolPP-Glc:动物合成N-糖链前体G寡糖时的Glc供体几种单糖可以用同一种活化形式：以UDP活化方式的单糖:多种以GDP活化方式的单
5、糖:Man ManUA Fuc以DolPP活化方式的单糖：Man Glc GlcNAc动物多糖复合物的分类动物多糖复合物的分类v1.蛋白多糖蛋白蛋白多糖蛋白+糖类（糖链较长）糖类（糖链较长）v2.糖蛋白糖蛋白:蛋白蛋白+糖类（糖链较短）糖类（糖链较短）v3.糖脂糖类糖脂糖类+脂类脂类 v4.GPI 糖类糖类+脂类脂类+蛋白质蛋白质蛋白多糖蛋白多糖透明质酸透明质酸糖蛋白糖蛋白鞘糖脂鞘糖脂细胞膜细胞膜细胞浆细胞浆硫酸软骨素硫酸软骨素硫酸乙酰肝素硫酸乙酰肝素N-多糖多糖O-多糖多糖O-多糖多糖N-多糖多糖O-GlcNAc糖蛋白糖蛋白蓝色部分为核心糖序列蓝色部分为核心糖序列GPI由磷酸多萜醇衍生的糖脂
6、-2,3;2,6;2,8-NeuAc T;GlcNAc T 。硫酸乙酰肝素（HS)和肝素（HP)糖基供体（Donor）一个基因一种糖基转移酶一种糖苷键-一种糖链GPI锚广泛分布于多种不同的生物体，尤其是原虫中含量丰富具有不同的分支，被称为天线蛋白质：C-末端残基与GPI锚相连。Anti-angiogenic factorsAngiostatinEndostatin葡萄糖胺C6位和C3位的硫酸化主要在细胞外，各种结缔组织基质中4GalNAcT-1：1,4乙酰半乳糖胺转移酶1葡萄糖胺C6位和C3位的硫酸化肽链中所有Asn上不一定都能N糖基化4.HIV-1 tat糖复合物的结构特征糖复合物的结构特征
7、蛋白聚糖结构蛋白聚糖结构v蛋白聚糖蛋白聚糖(PG):是一类大分子糖复合物，是一类大分子糖复合物，核心蛋核心蛋白白上具有共价连接的上具有共价连接的糖胺聚糖（糖胺聚糖（GAG)链。链。核心蛋白糖胺聚糖糖胺糖醛酸葡萄糖胺半乳糖胺葡萄糖醛酸艾杜糖醛酸核心蛋白核心蛋白糖胺聚糖糖胺聚糖组成v糖胺聚糖（糖胺聚糖（GAG）是由己糖胺和己糖醛酸构成的）是由己糖胺和己糖醛酸构成的重复二糖单元。重复二糖单元。v体内重要的体内重要的GAGv 透明质酸（透明质酸（HA)v 硫酸软骨素硫酸软骨素(CS)和硫酸皮肤素和硫酸皮肤素(DS)v 硫酸角质素硫酸角质素(KS)v 硫酸乙酰肝素（硫酸乙酰肝素（HS)和肝素（和肝素（H
8、P)GAG的核心糖链和重复单元的核心糖链和重复单元ProteoglycanChondroitin sulfateHeparan sulfateOOOOCOOHCOOHOOCH2OH/SO3OH/SO3NHAc/HOH/SO3OH/SO3NHAc/SO3/HOOCH2OH/SO3OH/SO3OH/SO340-20020-100GlcU-Gal-Gal-Xyl-Ser硫酸软骨素硫酸软骨素硫酸乙酰肝素硫酸乙酰肝素CSHSGAGs：1.根据二糖重复单元的结构可分为四类 2.SO42-具有重要作用 3.负电荷，酸性糖核心蛋白核心蛋白123456组成：葡萄糖醛酸/艾杜糖醛酸葡萄糖胺（GlcUA/IdoUA
9、-GlcNAc)结构修饰(主要是硫酸化）：N-乙酰基的除去，并磺化成N-硫酸基(少数情况下存在自由氨基）葡萄糖胺C6位和C3位的硫酸化1.艾杜糖醛酸的C2发生硫酸化，阻止差向异构化逆转HS/HPHS和和HP的差别的差别特征特征HSHPMw10-70kDa10-12kDaSO42-0.8-1.81.8-2.4Glc N N-硫酸基40-60%85%IdoA%30-50%70%与AT 结合0.3%30%合成部位基本所有细胞肥大细胞硫酸化程度最高的HS,称为HP糖蛋白中的O-Linked类型：糖蛋白和蛋白聚糖的区别Glc Gal GlcNAc GalNAc Fuc NeuAc，Man，Xyl及糖醛酸
10、糖链是否分支由糖基转移酶决定3）与IgG活性目前发现100多种GTase，且有许多（30多个）已经被克隆，用于糖类结构研究中。IL-2,-3,-4,-5,-7,-12Interferon gGPI锚存在于所有哺乳动物细胞中C2为无乙酰基和硫酸基Antimicrobial peptidesN-acetylglucosamine插入脂双层内的长脂肪链：3）与IgG活性MorphogensActivinBMP-2,-4Chordin Sonic hedgehog组成：葡萄糖醛酸/艾杜糖醛酸半乳糖胺C4STS：4-O-硫酸基转移酶蛋白聚糖和GAGs是细胞表面和胞外基质的基本成分糖蛋白中的O-Linke
11、d类型：Asn-X-Scr/ThrHAGlc UAGlc NAc特点：不含硫酸根 游离形式存在 分子量较大，可达1000万（约25000个重复二糖）组成：葡萄糖醛酸-乙酰葡萄糖胺(不含SO42-的HS)聚HA是最简单的糖胺聚糖123456CS(DS)硫酸化位点：GalNAc的C4和C6位、IdoUA的C2位 组成：葡萄糖醛酸/艾杜糖醛酸半乳糖胺组成：半乳糖-乙酰葡萄糖胺硫酸化位点：Gal或GlcNAc的C6位KSGAG结构总结结构总结GAGs二糖重复单元二糖重复单元硫酸化位点硫酸化位点HAGlcUA-GlcNAc无HS/HP IdoUA/GlcUA-GlcNAcGlcNAc：C3或C6位 N-
12、乙酰基的除去，并磺化成N-硫酸基IdoUA:C2位CSIdoUA/GlcUA-GalNAcGalNAc：C4，C6，C4和C6同时IdoUA：C2位KSGal-GlcNAcGal:C6位GlcNAc：C6位蛋白聚糖的分类蛋白聚糖的分类v1.与与HA特异作用的胞外特异作用的胞外CSPGv2.胞外基质胞外基质/基膜的基膜的HSPG，以及由肿瘤合成的，以及由肿瘤合成的大分子大分子HSPGv3.与粘连蛋白聚糖有关的膜表面蛋白聚糖与粘连蛋白聚糖有关的膜表面蛋白聚糖v4.具小的同源核心蛋白及具小的同源核心蛋白及12条条GAG链的蛋白聚链的蛋白聚糖糖v5.细胞内蛋白聚糖，如丝甘蛋白聚糖细胞内蛋白聚糖，如丝甘
13、蛋白聚糖蛋白聚糖的合成蛋白聚糖的合成v1.在内质网上合成核心蛋白多肽链，同时以在内质网上合成核心蛋白多肽链，同时以O连连接和接和N连接的方式进行聚糖加工连接的方式进行聚糖加工v2.在高尔基体中进行糖链延长或加工修饰在高尔基体中进行糖链延长或加工修饰v3.多糖链的形式是由单糖逐个加上去，单糖由多糖链的形式是由单糖逐个加上去，单糖由UDP活化，糖醛酸由活化，糖醛酸由UDPGA提供，硫酸由提供，硫酸由PAPS提供，糖胺氨基来自提供，糖胺氨基来自GlnSer4S/6SNS/3S/6SC4STSC6STSNDAC/NSTH3STSH6STS H2STS 3GlcAT 4GalNAcT 3GlcATGlc
14、NAcTser(1)XylT-1(2)4GalT-1(3)3GalT-2(4)3GlcAT-14GalNAcT-14GlcNAcT-12SCSHSXylT-1：木糖转移酶：木糖转移酶14GalT-1：1,4半乳糖转移酶半乳糖转移酶13GalT-2：1,3半乳糖转移酶半乳糖转移酶23GlcAT-1：1,3葡糖糖醛酸转移酶葡糖糖醛酸转移酶14GalNAcT-1：1,4乙酰半乳糖胺转移酶乙酰半乳糖胺转移酶1a4GlcNAcT-1：1,4乙酰葡糖糖胺转移酶乙酰葡糖糖胺转移酶13GlcAT：1,3葡糖糖醛酸转移酶葡糖糖醛酸转移酶C4STS：4-O-硫酸基转移酶硫酸基转移酶C6STS：6-O-硫酸基转移酶
15、硫酸基转移酶NDAC/NST：N-脱乙酰基脱乙酰基/N-硫酸基转移酶硫酸基转移酶H3STS：HS 3-O-硫酸基转移酶硫酸基转移酶H6STS：HS 6-O-硫酸基转移酶硫酸基转移酶H2STS：HS 2-O-硫酸基转移酶硫酸基转移酶Xylose N-acetylglucosamineN-acetylgalactosamineGalactoseGlucosamineGlucuronic acidAGAGs的生物合成途径的生物合成途径（高尔基体中进行）（高尔基体中进行）核心蛋白木半半葡酸半乳糖胺葡萄糖胺异构化异构化serser(1)IdoA-2-S(2)-IdoA(3)HS-N-S(4)AC-COA
16、:N-ACTNS/3S/6S2S6S(1)-GlcN(2)-GlcA(3)GlcN-6S(4)-GlcNser(1)IdoA-2-S(2)-IdoA(3)GalNAc-4-S(1)-GalNAc(Aor B)(2)-GlcA(3)GalNAc-4-SIdoA-2-S：艾杜糖醛酸：艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶硫酸酯酶a-a-IdoA：a a艾杜糖醛酸酶艾杜糖醛酸酶GalNAc-4-S：N-乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺-4-硫酸酯硫酸酯酶酶b-b-GalNAc(AorB)：b b-N-N-乙酰半乳糖胺酶乙酰半乳糖胺酶A或或Bb-b-GlcA ：b b葡萄糖醛酸酶葡萄糖醛酸酶HS-N-S：类肝素类肝素-N-
17、硫酸酯酶硫酸酯酶AC-COA:N-ACT：乙酰：乙酰-COA:N-乙酰转移乙酰转移酶酶GlcN-6S：N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺-6-硫酸酯酶硫酸酯酶 a-a-GlcN ：a-a-N-乙酰葡萄糖胺酶乙酰葡萄糖胺酶serserXylose GaloctoseN-acetylglucosamineN-acetylgalactosamineGlucosamineGlucuronic acidCSHSBGAGs的生物代谢途径的生物代谢途径透明质酸（HA)分子中含有鞘氨醇的鞘糖脂（哺乳动物）GPI锚定蛋白的多样性N-acetylglucosamineMorphogensActivinBMP-2,-4C
18、hordin Sonic hedgehog动物Dol具有21个异戊二烯共价结合的复杂糖复合物糖蛋白和蛋白聚糖的区别GAG的核心糖链和重复单元4GalNAcT-1肽链中所有Asn上不一定都能N糖基化硫酸化程度最高的HS,称为HP硫苷脂键：Gal和GalNAc的C3位N连接糖基或糖链（Nlinked)肽链中所有Asn上不一定都能N糖基化a,b,c,d,e,f,g,h,I 分别表示寡糖链的糖基位置糖基的受体就是新生成的糖基a-GlcN ：a-N-乙酰葡萄糖胺酶血液循环和膜上的糖蛋白常为N-糖链目前发现100多种GTase，且有许多（30多个）已经被克隆，用于糖类结构研究中。Why Cell Surf
19、ace Glycans Are Universal to Living CellsGAGs 结合蛋白结合蛋白MorphogensActivinBMP-2,-4Chordin Sonic hedgehogFrizzled-related peptidesSprouty peptidesWnt(1-13)Growth factor binding proteins(BP)Follistatin IGF BP-3,-5 TGF-b b BP NogginGrowth factors EGF family Amphiregulin Betacellulin Heparin-binding-EGF Ne
20、uregulin FGFs(1-23)FGFR(1-4)PDGF-AA TGF1,-2 VEGF-165,-189ECM componentsFibrinFibronectinInterstitial collagensLamininsPleiotropin(HB-GAM)TenascinThrombospondinVitronectin FibrillinTissue remodelingTissue plasminogen activatorPlasminogen activatorinhibitor-1Protease nexin ITIMP-3Complement proteinsCo
21、agulation Antithrombin III Heparin cofactor II Leuserpin Tissue factor pathway inhibitor ThrombinProteinases Neutrophil elastase Cathepsin GMCP-4,-5Carboxypeptidase AUnclassified Acetylcholinesterase HIP Thyroglobulin Cyclophilin A Superoxidase dismutaseEnergy balance Agouti signaling peptide Agouti
22、-related protein ApoB,E Lipoprotein lipase Triglyceride lipases Cell adhesion moleculesE,L,P-selectinsMAC-1N-CAMPECAMChemokinesC-C,e.g.MIP-1a,RANTESCXC,e.g.IP-10,IL-8CytokinesGM-CSF IL-2,-3,-4,-5,-7,-12Interferon g gKininogenTNF-a aAnti-angiogenic factorsAngiostatinEndostatinPF4Collectins SPA,D MBPA
23、ntimicrobial peptides PR-39 Bac 5,7 b b defensinViral and parasite Coat proteins HIV-1 tat HIV-1 gp41,120 HSV gB,gC,gD HHV-6 gp65 HHV-8 gK8.1A Circumsprorozoite GAGs的生物学功能的生物学功能1.蛋白聚糖和GAGs是细胞表面和胞外基质的基本成分2.蛋白聚糖与多种配体相互作用，几乎参与所有生命过程第二节第二节 糖蛋白糖蛋白v糖蛋白是以蛋白为主，在蛋白质多肽链骨架上共糖蛋白是以蛋白为主，在蛋白质多肽链骨架上共价连接着寡糖链形式的大分子。价
24、连接着寡糖链形式的大分子。v它的分布很广泛它的分布很广泛v 血浆蛋白血浆蛋白v 细胞膜上许多蛋白细胞膜上许多蛋白 v 激素激素v 酶酶分类和结构分类和结构v根据多肽链和寡糖链连接方式不同根据多肽链和寡糖链连接方式不同v1.N连接糖基连接糖基v2.O连接糖基连接糖基N连接糖基或糖链（连接糖基或糖链（Nlinked)v结构特点结构特点以天冬酰胺(Asn)和GlcNAc脱水，形成N-糖苷键糖蛋白中包含的N-linked类型：复杂型、杂合型、高甘露糖型N-连接糖基连接糖基特点：1.三种类型，复杂型、杂合型、高甘露糖型 2.核心五糖 3.具有不同的分支，被称为天线 4.血液循环和膜上的糖蛋白常为N-糖链
25、 5.复杂型天线数为1-5条，其中二天线多见两种单糖五种单糖糖链复杂N聚糖的种属、组织、位点专一性聚糖的种属、组织、位点专一性 1.N聚糖结构具有种属和脏器专一性。聚糖结构具有种属和脏器专一性。同一种属相同组织或同一种属不同组织中相同一种属相同组织或同一种属不同组织中相同糖蛋白的同糖蛋白的N聚糖并不相同，即聚糖并不相同，即N聚糖具有种属聚糖具有种属和器官专一性。和器官专一性。2.同一种蛋白，其不同位点的同一种蛋白，其不同位点的N聚糖结构也不聚糖结构也不相同，这种聚糖结构的不均一性称为糖型相同，这种聚糖结构的不均一性称为糖型(glycoform)，即不同位点有不同糖型。，即不同位点有不同糖型。3
26、.肽链中所有肽链中所有Asn上不一定都能上不一定都能N糖基化糖基化 如如tPA I型型 Asn117、184、488 II型型Asn117、488N糖链的合成糖链的合成N-糖链均有核心五糖，主要是外链的结构变化较多。1）首先是前体寡糖（G寡糖）的合成2）然后G寡糖整体转到糖蛋白的糖基化位点(Asn-X-Thr/Ser)上（X是脯氨酸以外的任何残基）3）接着在各种糖苷水解酶和糖转移酶作用下 进行加工；4）加工后的糖蛋白分别被投放到机体特定部位，行使各种功能。N-糖链的糖基化位点AA特定氨基酸序列：Asn-X-Scr/Thr(X为脯氨酸以外的任何残基）N糖链的生物合成场所粗面内质网和高尔基体糖链的
27、生物合成场所粗面内质网和高尔基体新生肽链、新生肽链、G寡糖合成寡糖合成G寡糖早期加工寡糖早期加工G寡糖后期加工寡糖后期加工N-糖链的成熟糖链的成熟顺、中 反伴翻译过程伴翻译过程：N-糖链的生物合成和蛋白质肽链的生物合成同时进行N-糖链的成熟糖链的成熟：外周糖链的产生。这些结构与糖蛋白的分拣、投送和定位密切相关G寡糖的结构寡糖的结构(14个单糖）个单糖）核心五糖核心五糖a,b,c,d,e,f,g,h,I 分别表示寡糖链的糖基位置外链外链内链内链二磷酸长萜醇二磷酸长萜醇游离的单糖不能作为糖基转移酶的糖基供体，需经过磷酸长萜醇活化磷酸长萜醇（Dol)：是聚异戊二烯衍生物，结构如下：DolGlc细菌D
28、ol具有11个异戊二烯不饱和动物Dol具有21个异戊二烯饱和PP（G寡糖）（单糖运载体）（起始点）（起始点）（结束点）（结束点）（游离循环利用）（游离循环利用）新生肽链新生肽链伴翻译过程伴翻译过程N-糖链的加工和成熟糖链的加工和成熟O连接糖基或糖链连接糖基或糖链v结构特点结构特点共同特点：由一个或几个单糖与某些含羟基氨基酸（丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸）的羟基脱水，形成O-糖 苷键。不存在共有的核心结构。糖蛋白中的O-Linked类型：分布最广，研究最多O糖链（糖链（OGalNAc)的生物合成的生物合成1.糖基化位点糖基化位点：无特定序列。肽链中Ser或Thr侧链上的羟基氧原子2.合成场所合成场所
29、：无固定场所。因细胞或组织而异3.合成途径合成途径：无G寡糖前体，无伴翻译过程O-GalNAc聚糖合成无前体，多数情况下不像N-糖链是伴翻译过程，而是在已折叠蛋白质肽链的适当Ser/Thr位点逐个加上糖基。一般认为O-GalNAc糖基化是在N-GalNAc糖基化之后。OGalNAc寡糖链种类寡糖链种类:v1.最简单最简单OGalNAc只有一个只有一个GalNAcv2.两个糖基组成的两个糖基组成的OGalNAc聚糖有聚糖有4种种v SAGalNAcSer/Thrv GalGalNAcSer/Thrv GlcNAcGalNAcSer/Thrv GalNAcGalNAcSer/Thr3.多糖基：核心
30、、骨架、非还原末端多糖基：核心、骨架、非还原末端OGalNAc糖链多糖基核心结构糖链多糖基核心结构 Core 1:Gal1-3GalNAc-Ser/Thr Core 2:GlcNAc1-6(Gal1-3)GalNAc-Ser/Thr Core 3:GlcNAc1-3GalNAc-a-Ser/Thr Core 4:GlcNAc1-6(GlcNAc1-3)GalNAc-Ser/Thr Core 5:GalNAc1-3GalNAc-Ser/Thr Core 6:GalNAc1-6GalNAc-Ser/Thr Core 7:GalNAc1-6GalNAc-Ser/Thr Core 8:Gal1-3Ga
31、lNAc-Ser/Thr 两种连接方式的差别两种连接方式的差别前体前体糖基化位点糖基化位点1th连连接的糖接的糖合成场合成场所所结构特点结构特点N-糖链G-寡糖前体Asn-X-Thr/SerGlcNAc内质网和高尔基体O-糖链无Ser或ThrGalNAc不定结构简单，但种类较多糖链的生物学功能糖链的生物学功能v1.参与糖蛋白新生肽链折叠和缔合参与糖蛋白新生肽链折叠和缔合v2.影响糖蛋白的分泌和稳定性影响糖蛋白的分泌和稳定性v3.糖链参与分子识别和细胞识别糖链参与分子识别和细胞识别v4.糖链与糖蛋白的生物活性糖链与糖蛋白的生物活性v 1）与酶的活性）与酶的活性 tPAv 2）与激素活性）与激素活
32、性 EPOv 3）与）与IgG活性活性 v 5.糖蛋白类药物开发糖蛋白类药物开发 HHV-8 gK8.GlcNAc：C3或C6位硫酸乙酰肝素（HS)和肝素（HP)GPI锚存在于所有哺乳动物细胞中a-GlcN ：a-N-乙酰葡萄糖胺酶长链碱基:18个C、不饱和的4-烯鞘氨醇最常见糖基供体、糖基受体和糖基转移酶三者协同组装而成葡萄糖胺的C2位不含乙酰基和硫酸基，是GPI独特标志2）与激素活性 EPO蛋白质：C-末端残基与GPI锚相连。硫酸化程度最高的HS,称为HP最简单OGalNAc只有一个GalNAcGlcU-Gal-Gal-Xyl-Ser优选糖复合物的结构和功能第一讲XylT-1：木糖转移酶1
33、GPI:一类由蛋白质、脂类和糖链三者Glc Gal GlcNAc GalNAc Fuc NeuAc，Man，Xyl及糖醛酸1）首先是前体寡糖（G寡糖）的合成H2STS：HS 2-O-硫酸基转移酶3GlcAT：1,3葡糖糖醛酸转移酶 糖蛋白和蛋白聚糖的区别糖蛋白和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一般少于蛋白质较蛋白质部分多糖链组成不含糖醛酸，含有N-乙酰氨基已糖、半乳糖、甘露糖、末端为唾液酸及岩藻糖主要为糖醛酸和N-乙酰氨基己糖糖基排列分支寡糖链二糖分子连成糖链与肽链连接方式O-连接或N-连接一般为O-连接，有时可游离分布分布广泛，细胞内外皆有主要在细胞外，各种结缔组织基质中生
34、理功能作用广泛，许多粘蛋白、血浆蛋白、膜蛋白等结构蛋白均为糖蛋白以维持结缔组织的功能为主 第三节第三节 糖糖 脂脂v糖类通过其还原末端以糖苷键与脂类连接起来的糖类通过其还原末端以糖苷键与脂类连接起来的化合物。在细胞中主要作为膜的组分存在，其脂化合物。在细胞中主要作为膜的组分存在，其脂质包埋在脂双层内，而糖链则伸在膜外。质包埋在脂双层内，而糖链则伸在膜外。v根据脂质部分不同可分为根据脂质部分不同可分为v1.分子中含有鞘氨醇的鞘糖脂（哺乳动物）分子中含有鞘氨醇的鞘糖脂（哺乳动物）v2.分子中含有甘油脂的甘油糖脂（植物和微生物分子中含有甘油脂的甘油糖脂（植物和微生物）v3.由磷酸多萜醇衍生的糖脂由磷
35、酸多萜醇衍生的糖脂v4.由类固醇衍生的糖脂由类固醇衍生的糖脂亲水亲脂鞘糖脂鞘糖脂(Glycosphingolipids，GLS)的分布的分布1.广泛存在于神经系统、尤其是大脑2.广泛存在于哺乳动物各组织细胞的细胞膜外层和各种细胞器膜结构，占质膜总脂的5%（红细胞中）到30%（神经细胞质膜），结构具有时空特异性鞘糖脂的分类鞘糖脂的分类v根据所含单糖的性质分为根据所含单糖的性质分为v1.中性鞘糖脂糖链中只含中性糖中性鞘糖脂糖链中只含中性糖v2.酸性鞘糖脂酸性鞘糖脂:含有中性糖、唾液酸、硫酸化单含有中性糖、唾液酸、硫酸化单糖糖v 1）含唾液酸神经节苷脂）含唾液酸神经节苷脂v 2）含硫酸化单糖硫苷脂）
36、含硫酸化单糖硫苷脂v 3）含岩藻糖岩藻糖脂）含岩藻糖岩藻糖脂(具血型活性）具血型活性）脊椎动物糖鞘脂中的单糖：Glc Gal GlcNAc GalNAc Fuc NeuAc 无脊椎动物糖鞘脂中的单糖：Glc Gal GlcNAc GalNAc Fuc NeuAc，Man，Xyl及糖醛酸 鞘糖脂的结构鞘糖脂的结构脂肪酸长链碱基神经酰胺糖链:少则一个糖基，多者20-30个，绝大多数10长链碱基:18个C、不饱和的4-烯鞘氨醇最常见脂肪酸链:14-26C各种系列中性鞘糖脂的核心糖链各种系列中性鞘糖脂的核心糖链岩藻糖脂（ABO血型抗原活性）神经节苷脂OABAB喉癌2537.2330.327.45胃癌2
37、830.931.629.41胃溃疡29.727.7631.1711.31肠癌29.6825.8133.8710.64肝硬化27.6331.5833.337.46乳癌30.1926.4231.4611.94肺癌26.0027.0037.0010.00子宫瘤35.0927.1929.837.89对照对照30.6226.8531.1411.39ABO血型抗原新乳糖系列酸性鞘糖脂的核心糖链酸性鞘糖脂的核心糖链 硫苷脂：糖链部分含有硫酸酯的鞘糖脂，硫苷脂键：Gal和GalNAc的C3位 GlcNAc的C6位 2.神经节苷脂：糖链中含有唾液酸的鞘糖脂，唾液酸位置：中性糖系列的任何位置 唾液酸类型：N-乙酰
38、神经氨酸 N-羟乙酰神经氨酸 分布：主要分布在神经系统中神经酰胺葡糖神经酰胺葡萄糖神经酰胺的合成葡萄糖神经酰胺的合成糖脂的功能糖脂的功能1.细胞质膜外层的重要组分，提供了结构上的稳定和强度2.细胞表面标记和抗原及免疫学功能3.参与细胞-细胞间相互作用和识别4.分化标志5.参与细胞生长调节、癌变和信息传递6.与生物活性因子相互作用，作为细胞毒素、糖蛋白激素、病毒的受体7.影响细胞质膜蛋白的功能8.参与细胞粘附第四节第四节 糖基磷脂酰肌醇（糖基磷脂酰肌醇（GPI）化蛋白）化蛋白糖链肌醇磷酸长链脂肪酸蛋白（位于最外侧）(Man-Man-Man-GlcN)（磷酸乙醇胺）GPI:一类由蛋白质、脂类和糖链
39、三者共价结合的复杂糖复合物GPI锚定蛋白的多样性锚定蛋白的多样性种类种类举例举例分布分布酶类碱性磷酸酶胎盘、肠乙酰胆碱酯酶人及羊红细胞5-核苷酸酶哺乳动物组织粘附分子类CD58造血细胞神经粘附因子神经细胞、胶质细胞补体调节蛋白衰变加速因子（CD55 DAF)许多细胞和非造血细胞反应性溶血膜抑制物（CD59)许多细胞和非造血细胞1.GPI锚广泛分布于多种不同的生物体，尤其是原虫中含量丰富2.GPI锚存在于所有哺乳动物细胞中3.GPI锚定蛋白具有多种生物功能，如下1.蛋白质：C-末端残基与GPI锚相连。通常为Gly,Ala,Ser,Cys,Asp,Asn2.磷酸乙醇胺桥3.糖链：连在磷酸肌醇的6位
40、 共有四糖结构：Man-Man-Man-GlcN4.肌醇磷酸：5.插入脂双层内的长脂肪链：脂酰甘油或甘油醚GPI锚磷酸乙醇胺肌醇磷酸C2为无乙酰基和硫酸基GPI锚的结构锚的结构1）与酶的活性 tPA1）含唾液酸神经节苷脂GlcN-6S：N-乙酰葡萄糖胺-6-硫酸酯酶蛋白质：C-末端残基与GPI锚相连。共价结合的复杂糖复合物GPI锚存在于所有哺乳动物细胞中共有四糖结构：Man-Man-Man-GlcNa,b,c,d,e,f,g,h,I 分别表示寡糖链的糖基位置一般为O-连接，有时可游离3GlcAT-1：1,3葡糖糖醛酸转移酶1硫酸化位点：GalNAc的C4和C6位、IdoUA的C2位共价结合的复
41、杂糖复合物GPI化蛋白的生物合成GlcNAc的C6位-2,3;2,6;2,8-NeuAc T;GlcNAc T 。第一个糖基的受体是肽链中特定位置的氨基酸Glucosamine糖基供体、糖基受体和糖基转移酶三者协同组装而成游离的单糖不能作为糖基转移酶的糖基供体，需经过磷酸长萜醇活化peptidesSprouty peptidesWnt(1-13)Growth factor binding proteins(BP)Follistatin IGF BP-3,-5 TGF-b BPGPI锚的结构特征锚的结构特征:无共同的核心结构无共同的核心结构1.聚糖部分：聚糖部分：a.葡萄糖胺的C2位不含乙酰基和
42、硫酸基，是GPI独特标志b.Man上取代基较多Man Man Man GlcN123112.脂肪酸链：脂肪酸链：脂肪酸链的长短和饱和程度不同GPI化蛋白的生物合成化蛋白的生物合成核糖体合成新生肽链N-端除去15-30aa信号肽C-端除去15-30aa信号肽肌醇磷酸GPI锚GPI化蛋白逐个添加糖基磷酸乙醇胺运往质膜表面细胞质内质网腔GPI如何合成蛋白质合成后如何与GPI连接(X为脯氨酸以外的任何残基）共同特点：由一个或几个单糖与某些含羟基氨基酸外链加工：Gal T，-1,2和1，3-Fuc T；(Man-Man-Man-GlcN)O-GalNAc聚糖合成无前体，多数情况下不像N-糖链是伴翻译过程
43、，而是在已折叠蛋白质肽链的适当Ser/Thr位点逐个加上糖基。游离的单糖不能作为糖基转移酶的糖基供体，一定要经过活化。细胞质膜外层的重要组分，提供了结构上的稳定和强度N-acetylglucosamine主要在细胞外，各种结缔组织基质中GlucosaminepeptidesSprouty peptidesWnt(1-13)Glc Gal GlcNAc GalNAc Fuc NeuAc糖链与糖蛋白的生物活性肽链中所有Asn上不一定都能N糖基化C2为无乙酰基和硫酸基肽链中所有Asn上不一定都能N糖基化硫酸乙酰肝素（HS)和肝素（HP)硫酸化程度最高的HS,称为HP1）与酶的活性 tPA磷酸肌醇GlcNAc在糖基转移酶的作用下，把糖基逐个接到磷酸肌醇上，再接上磷酸乙醇胺
