糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质.ppt

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1、第第 十十 九九 章章糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质糖被通常含有两种主要的成份糖被通常含有两种主要的成份糖被通常含有两种主要的成份糖被通常含有两种主要的成份:糖蛋白和蛋白聚糖。这些糖蛋白和糖蛋白和蛋白聚糖。这些糖蛋白和糖蛋白和蛋白聚糖。这些糖蛋白和糖蛋白和蛋白聚糖。这些糖蛋白和蛋白聚糖都是在细胞内合成的，然后分泌出来并附着到细胞质膜上。蛋白聚糖都是在细胞内合成的，然后分泌出来并附着到细胞质膜上。蛋白聚糖都是在细胞内合成的，然后分泌出来并附着到细胞质膜上。蛋白聚糖都是在细胞内合成的，然后分泌出来并附着到细胞质膜上。第一节第一节 糖蛋白糖蛋白 Glycoprotein定义

2、：定义：一种或多种一种或多种糖糖以共价键连接到以共价键连接到蛋白质蛋白质。特点：特点：蛋白质含量较多，糖所占比例变动大，蛋白质含量较多，糖所占比例变动大，表现为表现为蛋白质的特性蛋白质的特性。分布：分布：细胞膜、溶酶体、细胞外液细胞膜、溶酶体、细胞外液糖蛋白是蛋白质和糖类的共价复合物。糖蛋白是蛋白质和糖类的共价复合物。糖蛋白是蛋白质和糖类的共价复合物。糖蛋白是蛋白质和糖类的共价复合物。蛋白质肽链可在不同部位结合多个糖基或聚糖。蛋白质肽链可在不同部位结合多个糖基或聚糖。蛋白质肽链可在不同部位结合多个糖基或聚糖。蛋白质肽链可在不同部位结合多个糖基或聚糖。含糖量可低至含糖量可低至含糖量可低至含糖量可

3、低至 2%2%，高至，高至，高至，高至 50%50%。存在于各种组织和不同细胞中，特别在细胞表面存在于各种组织和不同细胞中，特别在细胞表面存在于各种组织和不同细胞中，特别在细胞表面存在于各种组织和不同细胞中，特别在细胞表面膜上含量丰富。绝大多数血浆蛋白质也是糖蛋白。膜上含量丰富。绝大多数血浆蛋白质也是糖蛋白。膜上含量丰富。绝大多数血浆蛋白质也是糖蛋白。膜上含量丰富。绝大多数血浆蛋白质也是糖蛋白。生物体蛋白是生物体蛋白是生物体蛋白是生物体蛋白是糖蛋白或蛋白多糖糖蛋白或蛋白多糖糖蛋白或蛋白多糖糖蛋白或蛋白多糖，包括酶、激，包括酶、激，包括酶、激，包括酶、激素、膜蛋白、血浆蛋白、结构蛋白、毒素等。生

4、素、膜蛋白、血浆蛋白、结构蛋白、毒素等。生素、膜蛋白、血浆蛋白、结构蛋白、毒素等。生素、膜蛋白、血浆蛋白、结构蛋白、毒素等。生物界已发现物界已发现物界已发现物界已发现 200 200 200 200 多种单糖多种单糖多种单糖多种单糖，但，但，但，但只有只有只有只有11 11 11 11 种种种种出现在出现在出现在出现在糖蛋白或蛋白多糖中。糖蛋白或蛋白多糖中。糖蛋白或蛋白多糖中。糖蛋白或蛋白多糖中。一、糖蛋白的结构一、糖蛋白的结构单糖的种类单糖的种类葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖(Glu)(Glu)半乳糖半乳糖半乳糖半乳糖(Gal)(Gal)甘露糖甘露糖甘露糖甘露糖(Man)(Man)N-N-乙酰半乳

5、糖胺乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺(GalNAc)(GalNAc)岩藻糖岩藻糖岩藻糖岩藻糖(Fuc)(Fuc)N-N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)(GlcNAc)N-N-乙酰神经氨酸乙酰神经氨酸乙酰神经氨酸乙酰神经氨酸(NeuAc)(NeuAc)连接方式连接方式N-N-连接：连接：O-O-连接：连接：（一）（一）N-连接糖蛋白连接糖蛋白1.1.定义定义糖蛋白的糖链与蛋白部分的糖蛋白的糖链与蛋白部分的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-SerAsn-X-Ser序列序列序列序列的天氡酰胺氮以共价键连接称的天氡酰胺氮以共价键连接称的天

6、氡酰胺氮以共价键连接称的天氡酰胺氮以共价键连接称N-N-N-N-连接糖蛋白。连接糖蛋白。连接糖蛋白。连接糖蛋白。2.2.糖基化位点糖基化位点N-N-N-N-连接糖蛋白中连接糖蛋白中连接糖蛋白中连接糖蛋白中Asn-X-Ser/ThrAsn-X-Ser/Thr三个氨基酸三个氨基酸三个氨基酸三个氨基酸残基的序列子称为糖基化位点。残基的序列子称为糖基化位点。残基的序列子称为糖基化位点。残基的序列子称为糖基化位点。3.N-3.N-连接寡糖结构（三型）连接寡糖结构（三型）高甘露糖型高甘露糖型高甘露糖型高甘露糖型复杂性复杂性复杂性复杂性杂合型杂合型杂合型杂合型都有一个五糖核心都有一个五糖核心都有一个五糖核心

7、都有一个五糖核心ManManManGlcNAcGlcNAcAsnN-聚聚糖糖的的结结构构高甘露糖型高甘露糖型：五糖核心以外的糖基全是五糖核心以外的糖基全是 Man。复杂型复杂型(complex type)：天线连接：天线连接 GlcNAc、Gal 和和 SA(NeuAc)或或 Fuc 组成。带组成。带 SA 为酸为酸性糖链；缺性糖链；缺 SA 或以或以 Fuc 取代取代 SA 为中性糖链。为中性糖链。杂合型杂合型(hybrid type):一半分子类似复杂型，一半分子类似复杂型，另一半分子则似高甘露糖型，故称为杂合型另一半分子则似高甘露糖型，故称为杂合型4.N-4.N-聚糖的种属、组织和位点专

8、一性聚糖的种属、组织和位点专一性 不同种属同一组织或同一种属不同组织中不同种属同一组织或同一种属不同组织中相同糖蛋白的相同糖蛋白的 N-聚糖并不相同，即聚糖并不相同，即 N-聚糖结聚糖结构构具有种属和脏器专一性具有种属和脏器专一性.如如-谷氨酰转肽酶谷氨酰转肽酶(GGT)，主要存在肾脏，主要存在肾脏和小肠等组织，肝中的含量较少。和小肠等组织，肝中的含量较少。人和牛同属于高等哺乳动物，但肾脏人和牛同属于高等哺乳动物，但肾脏人和牛同属于高等哺乳动物，但肾脏人和牛同属于高等哺乳动物，但肾脏GGT GGT 的的的的 N-N-聚糖结构相差甚远，区别有下列三方面：人肾聚糖结构相差甚远，区别有下列三方面：人

9、肾聚糖结构相差甚远，区别有下列三方面：人肾聚糖结构相差甚远，区别有下列三方面：人肾 GGT GGT 的的的的N-N-聚糖全部为聚糖全部为聚糖全部为聚糖全部为复杂型复杂型复杂型复杂型，而牛含，而牛含，而牛含，而牛含 10%10%的的的的高高高高甘露糖型甘露糖型甘露糖型甘露糖型人肾人肾人肾人肾 GGT GGT 含酸性聚糖仅含酸性聚糖仅含酸性聚糖仅含酸性聚糖仅 31%31%，均为，均为，均为，均为C2,4C2 C2,4C2 三三三三天线天线天线天线;而牛而牛而牛而牛 62%62%为酸性聚糖，除三天线外，尚为酸性聚糖，除三天线外，尚为酸性聚糖，除三天线外，尚为酸性聚糖，除三天线外，尚有二天线和四天线。

10、有二天线和四天线。有二天线和四天线。有二天线和四天线。人肾人肾人肾人肾 GGT GGT 的天线外链中的天线外链中的天线外链中的天线外链中 60%60%以上的以上的以上的以上的 GlcNAc GlcNAc 与与与与 1 1，3Fuc 3Fuc 相连，且有相连，且有相连，且有相连，且有 GalNAc GalNAc 重复序列重复序列重复序列重复序列;而而而而牛没有外牛没有外牛没有外牛没有外 链链链链Fuc Fuc 和重复序列和重复序列和重复序列和重复序列.研究表明，不论何种种属，肾研究表明，不论何种种属，肾 GGT 和肝和肝脏脏GGT 即使其即使其氨基酸序列完全相同氨基酸序列完全相同，而，而N-聚糖

11、的结构却聚糖的结构却有明显差别有明显差别。导致以上导致以上 N-聚糖差别的原因主要是不同种聚糖差别的原因主要是不同种属或不同组织中有关属或不同组织中有关 N-聚糖合成和加工酶聚糖合成和加工酶的活力不同。的活力不同。N-聚糖的合成是一个聚糖的合成是一个共翻译过程共翻译过程，即在粗，即在粗面内质网的核糖体上合成糖蛋白的肽链时，一面内质网的核糖体上合成糖蛋白的肽链时，一旦形成旦形成 NXS/T 三联密码，即有可能开始糖化，三联密码，即有可能开始糖化，随着肽链延伸进入内质网腔，随着肽链延伸进入内质网腔，N-聚糖可被位于聚糖可被位于网腔膜结构上的加工酶修剪加工至高甘露糖型，网腔膜结构上的加工酶修剪加工至

12、高甘露糖型，再进入高尔基体，继续被加工合成。再进入高尔基体，继续被加工合成。5.N-5.N-连接寡糖的合成连接寡糖的合成N-N-连连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1414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，进进一一步步在内质网和高尔基体进行加工而成。在内质网和高尔基体进行加工而成。每每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催化化完完成成，糖糖基基必必须须活活化化为为UDPUDP或或UDPUDP的衍生物。的衍生物。在长萜醇焦磷酸寡糖转移酶的催化下，在长萜

13、醇焦磷酸寡糖转移酶的催化下，这个十四糖聚糖被转移到新生肽链的三联这个十四糖聚糖被转移到新生肽链的三联序列子序列子NXS/T上。此转移酶能识别十四糖上。此转移酶能识别十四糖中的还原端中的还原端GlcNAc,以及非还原端的以及非还原端的Glc。已转出聚糖的长萜醇焦磷酸再释放一个已转出聚糖的长萜醇焦磷酸再释放一个磷酸而恢复成长萜醇焦磷酸，完成长萜醇磷酸而恢复成长萜醇焦磷酸，完成长萜醇磷酸循环。磷酸循环。14 14 糖糖7 7 糖糖11糖糖14 14 糖糖内则高尔基体内则高尔基体 ：Man,:GlcNAc,:Fuc,:Glc,:SA,:Gal-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 I/I I/I切去切去3 3个个 G

14、lc Glc-Man-Man糖苷酶糖苷酶切去切去1 1个个ManMan-Man-Man糖苷酶糖苷酶切去切去3 3个个ManMan中间高中间高尔基体尔基体N-GlcNAc转移酶转移酶外侧外侧高尔高尔基体基体内则高尔基体内则高尔基体N-糖链的加工和成熟糖链的加工和成熟 糖蛋白的肽链上有较多的糖蛋白的肽链上有较多的糖蛋白的肽链上有较多的糖蛋白的肽链上有较多的 N-N-糖基化位点，即糖基化位点，即糖基化位点，即糖基化位点，即 NXSNXST T 三联序列子，但三联序列子，但三联序列子，但三联序列子，但并非所有序列子都可被并非所有序列子都可被并非所有序列子都可被并非所有序列子都可被 N-N-糖糖糖糖基化

15、，说明基化，说明基化，说明基化，说明 N-N-糖基化取决于很多因素糖基化取决于很多因素糖基化取决于很多因素糖基化取决于很多因素 肽链的亲水区的肽链的亲水区的肽链的亲水区的肽链的亲水区的 NXS NXST T 才能被才能被才能被才能被 N-N-糖基化糖基化糖基化糖基化 NXS NXST T 中中中中 X X 残基影响残基影响残基影响残基影响 N-N-糖基化的效率糖基化的效率糖基化的效率糖基化的效率 NXS NXST T 邻近的氨基酸残基可影响邻近的氨基酸残基可影响邻近的氨基酸残基可影响邻近的氨基酸残基可影响 N-N-糖基化糖基化糖基化糖基化 NXS NXST T 的局部立体结构也可影响的局部立体

16、结构也可影响的局部立体结构也可影响的局部立体结构也可影响 N-N-糖基化糖基化糖基化糖基化 十四糖本身的结构改变影响十四糖本身的结构改变影响十四糖本身的结构改变影响十四糖本身的结构改变影响 N-N-糖基转移糖基转移糖基转移糖基转移6.影响影响 N-糖基化的因素糖基化的因素（二）（二）O-连接糖蛋白连接糖蛋白1.定义定义糖蛋白糖链与蛋白部分的糖蛋白糖链与蛋白部分的糖蛋白糖链与蛋白部分的糖蛋白糖链与蛋白部分的丝丝丝丝/苏氨酸残基苏氨酸残基苏氨酸残基苏氨酸残基的羟基的羟基的羟基的羟基相连，称为相连，称为相连，称为相连，称为O-O-连接糖蛋白。连接糖蛋白。连接糖蛋白。连接糖蛋白。2.O-连接寡糖结构连

17、接寡糖结构O-O-连接寡糖有连接寡糖有连接寡糖有连接寡糖有N-N-乙酰半乳糖与半乳糖构成乙酰半乳糖与半乳糖构成乙酰半乳糖与半乳糖构成乙酰半乳糖与半乳糖构成核心二糖核心二糖核心二糖核心二糖，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，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，再接上岩藻糖、上岩藻糖、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。乙酰葡萄糖胺等单糖。乙酰葡萄糖胺等单糖。单糖基和双糖基单糖基和双糖基 最简单最简单的的 O-GalNAc 只有一个只有一个 GalNAc,存在于为数不多的粘蛋白及存在于为数不多的粘蛋白及分泌性糖蛋白

18、中，如颔下腺粘蛋白、分泌性糖蛋白中，如颔下腺粘蛋白、胃粘蛋白和胃粘蛋白和 lgA 等等两个糖基组成的两个糖基组成的 O-GalNAc 聚糖有聚糖有 4 种：种：SA2,6 GalNAc1Ser/Thr;Gal1,3 GalNAc1 Ser/Thr;GlcNAc1,3 GalNAc1 Ser/Thr;GalNAc1,3 GalNAc1 Ser/Thr 多糖基多糖基 两个以上糖基的两个以上糖基的O-GalLAc聚糖，其结构可聚糖，其结构可分为核心，骨架（分为核心，骨架（back-bone）和非还原性末端）和非还原性末端a.核心核心 与与 N-聚糖的五糖核心不同，聚糖的五糖核心不同，O-GalNAc

19、 的核的核心至少有心至少有 8种，主要由内侧的种，主要由内侧的 GalNAc 和外侧的和外侧的 Gal 或或/和和 GalNAc 以不同的连接方式而组成，以不同的连接方式而组成，也可由两个也可由两个 GalNAc 组成。组成。1-41-4类核心较常见类核心较常见类核心较常见类核心较常见1 1、3 3、6 6三类核心可只有核三类核心可只有核三类核心可只有核三类核心可只有核心二糖组成一条糖链心二糖组成一条糖链心二糖组成一条糖链心二糖组成一条糖链3 3、8 8为为为为H1H1和和和和H2H2抗原抗原抗原抗原(血型血型血型血型O)O)4 4、9 9为为为为LewisLewis抗原抗原抗原抗原b.骨架骨

20、架 基本上由基本上由 核心外侧的延长部分。核心外侧的延长部分。O-GalLAc聚糖的骨架和聚糖的骨架和N-聚糖的外链相似，聚糖的外链相似，基本上由基本上由 连接的连接的 Gal-GalLAc 二糖单位二糖单位组成组成.血型抗原的表达常是互相拮抗，即在血型抗原的表达常是互相拮抗，即在一条糖一条糖链的末端不会同时表达两种血型抗原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另一末端增加一个糖基可使一种血型抗原变另一种血型抗原种血型抗原 O-GalNAc 聚糖可能也存在种属、组织、蛋白聚糖可能也存在种属、组织、蛋白质和位专一性，但报道较少质和位专一性，但报道较少3.O-3.O-

21、连接寡糖合成连接寡糖合成O-连接寡糖在连接寡糖在N-乙酰半乳糖基转移酶乙酰半乳糖基转移酶的作用下，在多肽链的丝的作用下，在多肽链的丝/苏氨酸的羟基上苏氨酸的羟基上连接上连接上N-乙酰半乳基，然后乙酰半乳基，然后逐个加上糖基逐个加上糖基直至直至O-连接寡糖链的形成。连接寡糖链的形成。肽链上的很多肽链上的很多肽链上的很多肽链上的很多 Ser Ser 和和和和 Thr Thr 位点并非每个都能位点并非每个都能位点并非每个都能位点并非每个都能 O-O-GalNAc GalNAc 糖基化。只有当糖基化。只有当糖基化。只有当糖基化。只有当 Ser/Thr Ser/Thr 附近含有附近含有附近含有附近含有P

22、ro Pro 或或或或另外的另外的另外的另外的 Ser Ser 或或或或 Thr Thr 时才易于时才易于时才易于时才易于 O-GalNAc O-GalNAc 糖化。糖化。糖化。糖化。O-GalNAc 糖化的位点选择性糖化的位点选择性O-GalNAc 聚糖的合成过程聚糖的合成过程核心合成：核心合成：核心合成：核心合成：O-GalNAc O-GalNAc 转移酶能识别肽链转移酶能识别肽链转移酶能识别肽链转移酶能识别肽链 Pro Pro 附近附近附近附近的的的的 Ser/Thr Ser/Thr 糖基化部位，从而合成各类核心。糖基化部位，从而合成各类核心。糖基化部位，从而合成各类核心。糖基化部位，从

23、而合成各类核心。延伸：延伸：延伸：延伸：O-GalNAc O-GalNAc 糖链的延伸是在核心的基础上再糖链的延伸是在核心的基础上再糖链的延伸是在核心的基础上再糖链的延伸是在核心的基础上再逐个添加糖基。逐个添加糖基。逐个添加糖基。逐个添加糖基。O-GalNAc 聚糖核心和双糖基糖链的合成聚糖核心和双糖基糖链的合成N-GalNAc-TSAT(ST6O)GlcNAc-TGal-TGlcNAc-TGlcNAc-TGlcNAc-TFuc-TGalNAc-TGal-TA,B,O 血型抗原的合成血型抗原的合成4.4.聚糖的降解聚糖的降解 糖蛋白降解糖蛋白降解在溶酶体中进行在溶酶体中进行，定位于细，定位于细

24、胞外表面或其他亚细胞组分的糖蛋白必胞外表面或其他亚细胞组分的糖蛋白必须转运到溶酶体中，在一系列蛋白水解须转运到溶酶体中，在一系列蛋白水解酶和糖苷酶的联合作用下才能彻底降解酶和糖苷酶的联合作用下才能彻底降解N-N-聚糖：未覆盖糖的肽链的水解聚糖：未覆盖糖的肽链的水解聚糖：未覆盖糖的肽链的水解聚糖：未覆盖糖的肽链的水解,核心核心核心核心 Fuc Fuc的水解的水解的水解的水解,靠近肽连的两个靠近肽连的两个靠近肽连的两个靠近肽连的两个GlcNAcGlcNAc 1,41,4键，键，键，键，糖糖糖糖-肽连接的水解。肽连接的水解。肽连接的水解。肽连接的水解。O-O-聚糖：聚糖：聚糖：聚糖：具聚糖的密集度决

25、定水解先具聚糖的密集度决定水解先具聚糖的密集度决定水解先具聚糖的密集度决定水解先 后，先水解末端后，先水解末端后，先水解末端后，先水解末端SASA，再，再，再，再 水解非还水解非还水解非还水解非还原末端，再水解肽。原末端，再水解肽。原末端，再水解肽。原末端，再水解肽。二、糖蛋白中聚糖的功能二、糖蛋白中聚糖的功能通过糖链合成或加工抑制剂、糖化位点突变和通过糖链合成或加工抑制剂、糖化位点突变和通过糖链合成或加工抑制剂、糖化位点突变和通过糖链合成或加工抑制剂、糖化位点突变和糖基转移酶的反义糖基转移酶的反义糖基转移酶的反义糖基转移酶的反义(antisense (antisense）技术或基因转）技术或

26、基因转）技术或基因转）技术或基因转染（染（染（染（transfection transfection）和剔除（）和剔除（）和剔除（）和剔除（knock out knock out）等的）等的）等的）等的应用应用应用应用,证明糖蛋白的聚糖不但能证明糖蛋白的聚糖不但能证明糖蛋白的聚糖不但能证明糖蛋白的聚糖不但能影响糖蛋白肽链影响糖蛋白肽链影响糖蛋白肽链影响糖蛋白肽链的折叠、聚合、溶解和降解，还参与糖蛋白的的折叠、聚合、溶解和降解，还参与糖蛋白的的折叠、聚合、溶解和降解，还参与糖蛋白的的折叠、聚合、溶解和降解，还参与糖蛋白的分拣（分拣（分拣（分拣（sortingsorting）和投送（）和投送（）和

27、投送（）和投送（transfichingtransfiching）等细胞）等细胞）等细胞）等细胞过程过程过程过程。例例例例 1.1.疱疹口炎病毒（疱疹口炎病毒（疱疹口炎病毒（疱疹口炎病毒（VSVVSV）的）的）的）的 G G 蛋白经基因突变去除糖化蛋白经基因突变去除糖化蛋白经基因突变去除糖化蛋白经基因突变去除糖化位点后，不能形成正确的链内二硫键而错配成链间二硫键。位点后，不能形成正确的链内二硫键而错配成链间二硫键。位点后，不能形成正确的链内二硫键而错配成链间二硫键。位点后，不能形成正确的链内二硫键而错配成链间二硫键。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 糖蛋白肽链的正确折叠

28、和亚基聚合都与糖蛋白肽链的正确折叠和亚基聚合都与糖蛋白肽链的正确折叠和亚基聚合都与糖蛋白肽链的正确折叠和亚基聚合都与 N-N-N-N-糖化有密切关系。糖化有密切关系。糖化有密切关系。糖化有密切关系。例例例例2.2.整联蛋白家族是整联蛋白家族是整联蛋白家族是整联蛋白家族是 和和和和 亚基组成的杂二聚体，其中亚基组成的杂二聚体，其中亚基组成的杂二聚体，其中亚基组成的杂二聚体，其中51 51 是纤连蛋白（是纤连蛋白（是纤连蛋白（是纤连蛋白（FnFn）主要受体；用）主要受体；用）主要受体；用）主要受体；用5 5 或或或或11的单抗均的单抗均的单抗均的单抗均可将可将可将可将5151以二聚体形式沉淀下来，

29、如用内切糖苷酶去除以二聚体形式沉淀下来，如用内切糖苷酶去除以二聚体形式沉淀下来，如用内切糖苷酶去除以二聚体形式沉淀下来，如用内切糖苷酶去除亚基的聚糖，则两种单抗只各沉淀亚基的聚糖，则两种单抗只各沉淀亚基的聚糖，则两种单抗只各沉淀亚基的聚糖，则两种单抗只各沉淀5 5 或或或或11单体。单体。单体。单体。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聚糖覆盖于糖蛋白的表面，一个单糖可覆盖聚糖覆盖于糖蛋白的表面，一个单糖可覆盖聚糖覆盖于糖蛋白的表面，一个单糖可覆盖聚糖覆盖于糖蛋白的表面，一个单糖可覆盖 0.6nm 0.6nm 长度的表面积，对防止糖蛋白受蛋白酶长度的表面积，对防止糖蛋白受蛋

30、白酶长度的表面积，对防止糖蛋白受蛋白酶长度的表面积，对防止糖蛋白受蛋白酶水解具有重要意义。水解具有重要意义。水解具有重要意义。水解具有重要意义。例例例例:运铁蛋白（运铁蛋白（运铁蛋白（运铁蛋白（TFTF）受体在）受体在）受体在）受体在 251 251、317 317 和和和和 727 727 位位位位的的的的 Asn Asn上有三条上有三条上有三条上有三条 N-N-聚糖，当聚糖，当聚糖，当聚糖，当 251 251 位位位位 Asn Asn 突变而突变而突变而突变而去糖基化后，受体不能形成正常的二聚体，而去糖基化后，受体不能形成正常的二聚体，而去糖基化后，受体不能形成正常的二聚体，而去糖基化后，

31、受体不能形成正常的二聚体，而且在组胞内迅速被蛋白酶水解且在组胞内迅速被蛋白酶水解且在组胞内迅速被蛋白酶水解且在组胞内迅速被蛋白酶水解。3.对糖蛋白分拣、投送和分泌的作用对糖蛋白分拣、投送和分泌的作用 如如如如 N-N-聚糖中的聚糖中的聚糖中的聚糖中的甘露糖甘露糖甘露糖甘露糖-6-6-磷酸磷酸磷酸磷酸结构是糖蛋白结构是糖蛋白结构是糖蛋白结构是糖蛋白分拣到溶酶体中的标志，用衣霉素处理细胞分拣到溶酶体中的标志，用衣霉素处理细胞分拣到溶酶体中的标志，用衣霉素处理细胞分拣到溶酶体中的标志，用衣霉素处理细胞阻止阻止阻止阻止 N-N-糖化，可使很多定位于细胞膜上的糖糖化，可使很多定位于细胞膜上的糖糖化，可使

32、很多定位于细胞膜上的糖糖化，可使很多定位于细胞膜上的糖蛋白减少。蛋白减少。蛋白减少。蛋白减少。4.聚糖和活性糖蛋白的生物活性聚糖和活性糖蛋白的生物活性 大多数糖蛋白酶类去除聚糖后不影响酶活力，大多数糖蛋白酶类去除聚糖后不影响酶活力，大多数糖蛋白酶类去除聚糖后不影响酶活力，大多数糖蛋白酶类去除聚糖后不影响酶活力，但部分酶但部分酶但部分酶但部分酶去糖化后丧失或降低酶活力去糖化后丧失或降低酶活力去糖化后丧失或降低酶活力去糖化后丧失或降低酶活力；聚糖对；聚糖对；聚糖对；聚糖对激素的亲和力也有影响。激素的亲和力也有影响。激素的亲和力也有影响。激素的亲和力也有影响。例例例例1:1:衣霉素处理细胞或细菌后表

33、达的溶酶体衣霉素处理细胞或细菌后表达的溶酶体衣霉素处理细胞或细菌后表达的溶酶体衣霉素处理细胞或细菌后表达的溶酶体 葡葡葡葡萄糖苷酶只有免疫原性而没有酶活力。萄糖苷酶只有免疫原性而没有酶活力。萄糖苷酶只有免疫原性而没有酶活力。萄糖苷酶只有免疫原性而没有酶活力。例例例例2 2：带硫酸的带硫酸的带硫酸的带硫酸的LHLH与受体亲和力高于带与受体亲和力高于带与受体亲和力高于带与受体亲和力高于带SA SA 的的的的LHLH，但生物半寿期缩短，在血中清除加快。，但生物半寿期缩短，在血中清除加快。，但生物半寿期缩短，在血中清除加快。，但生物半寿期缩短，在血中清除加快。受体配体互相识别受体配体互相识别凝集素对单

34、糖和聚糖的识别凝集素对单糖和聚糖的识别(亲和层析亲和层析)病原体对细胞膜上糖基的识别和侵袭病原体对细胞膜上糖基的识别和侵袭精卵识别，精卵识别，细胞粘附。细胞粘附。5.聚糖与分子识别和细胞识别聚糖与分子识别和细胞识别定义定义一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋白一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋白一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋白一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋白形成的化合物。形成的化合物。形成的化合物。形成的化合物。特点特点糖占比例大糖占比例大糖占比例大糖占比例大，约一半以上，约一半以上，约一半以上，约一半以上，具有多糖性质具有多糖性质具有多糖性质具有多糖性质。分布分布分布于软骨、结缔组织、

35、角膜基质、关节分布于软骨、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。滑液、粘液、眼玻璃体等组织。滑液、粘液、眼玻璃体等组织。第二节第二节 蛋白聚糖蛋白聚糖Proteoglycan1.核心蛋白核心蛋白2.糖胺聚糖糖胺聚糖 蛋白聚糖组成蛋白聚糖组成 蛋白聚糖的结构蛋白聚糖的结构组成组成组成组成核心蛋白核心蛋白核心蛋白核心蛋白糖胺聚糖糖胺聚糖糖胺聚糖糖胺聚糖糖胺糖胺糖胺糖胺糖醛酸糖醛酸糖醛酸糖醛酸葡萄糖胺葡萄糖胺葡萄糖胺葡萄糖胺半乳糖胺半乳糖胺半乳糖胺半乳糖胺葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸葡

36、萄糖醛酸艾杜糖醛酸艾杜糖醛酸艾杜糖醛酸艾杜糖醛酸一、重要的糖胺聚糖一、重要的糖胺聚糖糖胺聚糖由二糖单位重复连接而成，不分支。糖胺聚糖由二糖单位重复连接而成，不分支。硫酸软骨素类硫酸软骨素类硫酸皮肤素硫酸皮肤素硫酸角质素硫酸角质素透明质酸透明质酸肝素肝素硫酸类肝素硫酸类肝素体内重要的糖胺聚糖（体内重要的糖胺聚糖（6 6种）：种）：透明质酸是糖胺聚糖中结构最简单的一种，它的结构中含透明质酸是糖胺聚糖中结构最简单的一种，它的结构中含透明质酸是糖胺聚糖中结构最简单的一种，它的结构中含透明质酸是糖胺聚糖中结构最简单的一种，它的结构中含有重复的二糖结构单位如下：有重复的二糖结构单位如下：有重复的二糖结构单

37、位如下：有重复的二糖结构单位如下：透明质酸透明质酸(hyaluronic acid,HA)功能功能在高等动物组织中发现的粘多糖唯有透明质在高等动物组织中发现的粘多糖唯有透明质酸同时存在于某些细菌中，如酸同时存在于某些细菌中，如A型链球菌。型链球菌。其其主要功能是在组织中吸着水，具有润滑剂主要功能是在组织中吸着水，具有润滑剂的作用。的作用。它广泛分布于哺乳动物体内，特别是它广泛分布于哺乳动物体内，特别是滑液、滑液、玻璃样体液中，也存在于关节液、疏松结缔玻璃样体液中，也存在于关节液、疏松结缔组织、脐带、皮肤、动脉管壁心脏瓣膜、角组织、脐带、皮肤、动脉管壁心脏瓣膜、角膜以及雄鸡冠中。膜以及雄鸡冠中。

38、分为软骨素分为软骨素分为软骨素分为软骨素-4-4-4-4-硫酸与软骨素硫酸与软骨素硫酸与软骨素硫酸与软骨素-6-6-6-6-硫酸两类。两者间，除硫酸基位置不同，红硫酸两类。两者间，除硫酸基位置不同，红硫酸两类。两者间，除硫酸基位置不同，红硫酸两类。两者间，除硫酸基位置不同，红外光谱差别较明显外，其他许多物理、化学性质都较接近。外光谱差别较明显外，其他许多物理、化学性质都较接近。外光谱差别较明显外，其他许多物理、化学性质都较接近。外光谱差别较明显外，其他许多物理、化学性质都较接近。硫酸软骨素也含有重复的二糖单位。硫酸软骨素也含有重复的二糖单位。硫酸软骨素也含有重复的二糖单位。硫酸软骨素也含有重复

39、的二糖单位。软骨素软骨素4-或或6-硫酸硫酸(chondroitin 4-or 6-sulfate)硫酸皮肤素最初是从猪皮中分离出来，后发现它存在于许多动物组硫酸皮肤素最初是从猪皮中分离出来，后发现它存在于许多动物组硫酸皮肤素最初是从猪皮中分离出来，后发现它存在于许多动物组硫酸皮肤素最初是从猪皮中分离出来，后发现它存在于许多动物组织，如织，如织，如织，如胃粘膜、脐带、肌腱、脾、脑、心瓣膜、巩膜、肠粘膜、关胃粘膜、脐带、肌腱、脾、脑、心瓣膜、巩膜、肠粘膜、关胃粘膜、脐带、肌腱、脾、脑、心瓣膜、巩膜、肠粘膜、关胃粘膜、脐带、肌腱、脾、脑、心瓣膜、巩膜、肠粘膜、关节囊、纤维性软骨等中。节囊、纤维性软

40、骨等中。节囊、纤维性软骨等中。节囊、纤维性软骨等中。它的结构与性质都与硫酸软骨素的相似。它的结构与性质都与硫酸软骨素的相似。它的结构与性质都与硫酸软骨素的相似。它的结构与性质都与硫酸软骨素的相似。硫酸皮肤素硫酸皮肤素(dermatan sulfate)首先从角膜的蛋白水解液中分离出来，主要存在于人的首先从角膜的蛋白水解液中分离出来，主要存在于人的首先从角膜的蛋白水解液中分离出来，主要存在于人的首先从角膜的蛋白水解液中分离出来，主要存在于人的主动脉和人、牛主动脉和人、牛主动脉和人、牛主动脉和人、牛的髓核中的髓核中的髓核中的髓核中。婴儿几乎不合硫酸角质索，随着年龄的增大逐渐增加，直到。婴儿几乎不合

41、硫酸角质索，随着年龄的增大逐渐增加，直到。婴儿几乎不合硫酸角质索，随着年龄的增大逐渐增加，直到。婴儿几乎不合硫酸角质索，随着年龄的增大逐渐增加，直到20302030岁时，它的含量约占肋软骨中粘多糖总量的岁时，它的含量约占肋软骨中粘多糖总量的岁时，它的含量约占肋软骨中粘多糖总量的岁时，它的含量约占肋软骨中粘多糖总量的50%50%。硫酸角质素硫酸角质素(keratan suIfate)肝中肝素含量最为丰富肝中肝素含量最为丰富肝中肝素含量最为丰富肝中肝素含量最为丰富，因此得名。实际上，它广泛分布于哺乳动物组织和，因此得名。实际上，它广泛分布于哺乳动物组织和，因此得名。实际上，它广泛分布于哺乳动物组织

42、和，因此得名。实际上，它广泛分布于哺乳动物组织和体液中。体液中。体液中。体液中。胃粘膜中含量十分丰富，肺、脾、肌肉和动脉壁肥大细胞中肝素含胃粘膜中含量十分丰富，肺、脾、肌肉和动脉壁肥大细胞中肝素含胃粘膜中含量十分丰富，肺、脾、肌肉和动脉壁肥大细胞中肝素含胃粘膜中含量十分丰富，肺、脾、肌肉和动脉壁肥大细胞中肝素含量也很高。量也很高。量也很高。量也很高。肝索的二糖结构单位如下。除二糖重复单位外还含有糖醛酸分子。肝索的二糖结构单位如下。除二糖重复单位外还含有糖醛酸分子。肝索的二糖结构单位如下。除二糖重复单位外还含有糖醛酸分子。肝索的二糖结构单位如下。除二糖重复单位外还含有糖醛酸分子。肝素的生物意义在

43、于它具有肝素的生物意义在于它具有肝素的生物意义在于它具有肝素的生物意义在于它具有阻止血液凝固的特性阻止血液凝固的特性阻止血液凝固的特性阻止血液凝固的特性。目前输血时，广泛以。目前输血时，广泛以。目前输血时，广泛以。目前输血时，广泛以肝素为抗凝剂，临床上也常用于防止血栓形成。肝素为抗凝剂，临床上也常用于防止血栓形成。肝素为抗凝剂，临床上也常用于防止血栓形成。肝素为抗凝剂，临床上也常用于防止血栓形成。肝素肝素(heparin)二、核心蛋白二、核心蛋白1.1.定义定义与糖胺聚糖链共价结合的蛋白质。与糖胺聚糖链共价结合的蛋白质。与糖胺聚糖链共价结合的蛋白质。与糖胺聚糖链共价结合的蛋白质。核心蛋白均含有

44、相应的糖胺聚糖取代结构核心蛋白均含有相应的糖胺聚糖取代结构核心蛋白均含有相应的糖胺聚糖取代结构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锚定在细域，一些蛋白聚糖通过这一结构锚定在细域，一些蛋白聚糖通过这一结构锚定在细域，一些蛋白聚糖通过这一结构锚定在细胞表面或细胞外基质的大分子中。胞表面或细胞外基质的大分子中。胞表面或细胞外基质的大分子中。胞表面或细胞外基质的大分子中。透明质酸透明质酸透明质酸透明质酸连接蛋白连接蛋白连接蛋白连接蛋白核心蛋白核心蛋白核心蛋白核心蛋白硫酸角质素硫酸角质素硫酸角质素硫酸角质素硫酸软骨素硫酸软骨素硫酸软骨素硫酸软骨素糖蛋白亚基糖蛋白亚基糖蛋白亚基

45、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骨骺软骨蛋白聚糖聚合物骨骺软骨蛋白聚糖聚合物2.2.蛋白聚糖聚合物蛋白聚糖聚合物三、蛋白聚糖的生物合成三、蛋白聚糖的生物合成在内质网上合成核心蛋白多肽链，同时在高在内质网上合成核心蛋白多肽链，同时在高在内质网上合成核心蛋白多肽链，同时在高在内质网上合成核心蛋白多肽链，同时在高尔基体内进行糖链延长或加工。尔基体内进行糖链延长或加工。尔基体内进行糖链延长或加工。尔基体内进行糖链延长或加工。多糖链的形成是由多糖链的形成是由多糖链的形成是由多糖链的形成是由单糖逐个加上去的单糖逐个加上去的单糖逐个加上去的单糖逐个加上去的，糖醛，糖醛，糖醛，糖醛酸由酸

46、由酸由酸由UDPGAUDPGAUDPGAUDPGA提供；单糖要由提供；单糖要由提供；单糖要由提供；单糖要由UDPUDPUDPUDP活化；硫酸由活化；硫酸由活化；硫酸由活化；硫酸由PAPSPAPSPAPSPAPS提供；糖胺氨基来自于提供；糖胺氨基来自于提供；糖胺氨基来自于提供；糖胺氨基来自于GlnGlnGlnGln。四、蛋白聚糖的功能四、蛋白聚糖的功能1.1.构成细胞外基质构成细胞外基质在基质中蛋白聚糖和弹性蛋白、胶原蛋白以在基质中蛋白聚糖和弹性蛋白、胶原蛋白以在基质中蛋白聚糖和弹性蛋白、胶原蛋白以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。这与细胞特殊方式连接，构成

47、基质的特殊结构。这与细胞特殊方式连接，构成基质的特殊结构。这与细胞特殊方式连接，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。的粘附、迁移、增殖和分化等有关。的粘附、迁移、增殖和分化等有关。的粘附、迁移、增殖和分化等有关。2.2.其它功能其它功能抗凝血（肝素）抗凝血（肝素）抗凝血（肝素）抗凝血（肝素）参与细胞识别与分化（细胞表面的硫酸素）参与细胞识别与分化（细胞表面的硫酸素）参与细胞识别与分化（细胞表面的硫酸素）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）等维持软骨机械性能（硫酸软骨素）等维持软骨机械性能（硫酸软骨素）等维持软骨机械性能（硫酸软骨素）等 第

48、第 三三 节节 细胞外基质细胞外基质Extracellular Matrix,ECM定义定义细胞外由纤维状胶原、透明质酸、蛋白聚细胞外由纤维状胶原、透明质酸、蛋白聚细胞外由纤维状胶原、透明质酸、蛋白聚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糖和糖蛋白以不同比例组成的细胞间质糖和糖蛋白以不同比例组成的细胞间质糖和糖蛋白以不同比例组成的细胞间质 。分布分布各组织细胞和细胞之间的胞间隙或胞间膜。各组织细胞和细胞之间的胞间隙或胞间膜。各组织细胞和细胞之间的胞间隙或胞间膜。各组织细胞和细胞之间的胞间隙或胞间膜。主要成分主要成分胶原胶原胶原胶原(collagen)(colla

49、gen)纤连蛋白纤连蛋白纤连蛋白纤连蛋白(fibronectin,Fn)(fibronectin,Fn)层粘蛋白层粘蛋白层粘蛋白层粘蛋白(laminin,Ln)(laminin,Ln)概概 述述细胞外基质的主要功能细胞外基质的主要功能1.1.对细胞的形态和细胞活性的维持其重要作用；对细胞的形态和细胞活性的维持其重要作用；对细胞的形态和细胞活性的维持其重要作用；对细胞的形态和细胞活性的维持其重要作用；2.2.帮助某些细胞完成特有的功能；帮助某些细胞完成特有的功能；帮助某些细胞完成特有的功能；帮助某些细胞完成特有的功能；3.3.同一些生长因子和激素结合进行信号传导；同一些生长因子和激素结合进行信号

50、传导；同一些生长因子和激素结合进行信号传导；同一些生长因子和激素结合进行信号传导；4.4.此外，此外，此外，此外，某些特殊的细胞外基质也是细胞分化所某些特殊的细胞外基质也是细胞分化所某些特殊的细胞外基质也是细胞分化所某些特殊的细胞外基质也是细胞分化所必需的。胚胎发育的最后阶段必需的。胚胎发育的最后阶段必需的。胚胎发育的最后阶段必需的。胚胎发育的最后阶段-形态建成形态建成形态建成形态建成(morphogenesis)(morphogenesis)也需要某些细胞外基质的成份。也需要某些细胞外基质的成份。也需要某些细胞外基质的成份。也需要某些细胞外基质的成份。一、胶一、胶 原原1.1.定义定义由结缔