第19章糖蛋白蛋白聚糖和细胞外基质精.ppt
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1、第19章糖蛋白蛋白聚糖和细胞外基质第1页,本讲稿共51页糖类单糖多糖糖复合物(glycoconjugates)糖蛋白(glycoprotein)蛋白聚糖(proteoglycan)糖脂(glycolipids)第2页,本讲稿共51页糖蛋白糖蛋白GlycoproteinGlycoprotein第一节第3页,本讲稿共51页一种或多种糖以共价键连接到肽链上的蛋白质。蛋白质含量较多,糖所占比例变动大,表现为蛋白质的特性。分布细胞膜、溶酶体、细胞外液n糖蛋白第4页,本讲稿共51页葡萄糖葡萄糖(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(F
2、uc)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N-连接和O-连接型两种一、糖蛋白糖链的结构n聚糖中单糖的种类:第5页,本讲稿共51页n 糖蛋白糖链的N-连接型和O-连接型 连接方连接方式式N-连接:O-连接:第6页,本讲稿共51页(二)N-连接糖蛋白的糖基化位点为Asn-X-Ser/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-Ser序序列的天氡酰胺氮以共价键连接称列的天氡酰胺氮以共价键连接称N-连接糖蛋白连接糖蛋白。n定义:第7页,本讲稿共51页N-连接糖蛋白中Asn-X-Ser/Thr三个氨基酸残基的序列
3、子称为糖基化位点。糖蛋白分子中聚糖结构的不均一性称为糖型(glycoform)。第8页,本讲稿共51页(三)N-连接聚糖可分为3型高甘露糖型高甘露糖型复杂性复杂性杂合型杂合型都有一个五糖核心ManManManGlcNAcGlcNAcAsn第9页,本讲稿共51页第10页,本讲稿共51页(四)N-连接寡糖的合成是以长萜醇作为聚糖载体 N-连接寡糖是在内质网上以长萜醇作为糖链载体,先合成含14糖基的寡糖链,然后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而成。每一步加工都由特异的糖基转移酶或糖苷酶催化完成,糖基必须活化为UDP或UDP的衍生物。第11页,本讲稿共51页长萜醇-P-P聚糖
4、的合成第12页,本讲稿共51页3型N-聚糖的加工过程 第13页,本讲稿共51页(五)O-连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/苏氨酸残基的羟苏氨酸残基的羟基相连,称为基相连,称为O-连接糖蛋白。连接糖蛋白。O-O-连接寡糖有连接寡糖有N-N-乙酰半乳糖与半乳糖构成核心乙酰半乳糖与半乳糖构成核心二糖,核心二糖可重复延长及分支,再接上岩藻糖、二糖,核心二糖可重复延长及分支,再接上岩藻糖、N-N-乙酰葡萄糖胺等单糖。乙酰葡萄糖胺等单糖。n定义nO-连接寡糖结构连接寡糖结构第14页,本讲稿共51页 O-连接寡糖在N-乙酰半乳糖基转移酶的作用下,在多肽链的丝/苏氨酸的羟基上连接上N
5、-乙酰半乳基,然后逐个加上糖基直至O-连接寡糖链的形成。nO-连接寡糖合成第15页,本讲稿共51页(六)蛋白质(六)蛋白质-N-乙酰氨基葡萄糖基化是可逆的单乙酰氨基葡萄糖基化是可逆的单糖基修饰糖基修饰-N-乙乙酰酰氨氨基基葡葡萄萄糖糖(-N-acetylglucosamine,O-GlcNAc)糖基化修饰,主要发生于膜蛋白和分泌蛋白。糖基化修饰,主要发生于膜蛋白和分泌蛋白。O-GlcNAc糖糖基基化化修修饰饰是是通通过过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
6、白白质质的的Ser/Thr残基上。残基上。第16页,本讲稿共51页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-乙乙酰酰氨氨基基葡葡萄萄糖糖酶酶(O-GlcNAcase)作作用用,O-GlcNAc糖基化与去糖基化是个动态可逆的过程。糖基化与去糖基化是个动态可逆的过程。O-GlcNAc糖基化位点常位于蛋白质Ser/Thr磷酸化位点处或其邻近部位。糖基化后即会影响磷酸化的进行,反之亦然。第17页,本讲稿共51页(七)糖组学糖组学则包括聚糖种类、结构鉴定、糖基化位点分析、蛋白质糖基化的机制和功能等研究。糖组(Glycome)是指一种细胞或一个生物体中全部聚糖种类。
7、第18页,本讲稿共51页二、糖蛋白分子中聚糖的功能二、糖蛋白分子中聚糖的功能保护糖蛋白不受蛋白酶的水解,延长其半衰期;保护糖蛋白不受蛋白酶的水解,延长其半衰期;蛋白质的聚糖也可起屏障作用,影响糖蛋白的蛋白质的聚糖也可起屏障作用,影响糖蛋白的作用;作用;聚糖还可以避免蛋白质中抗原决定簇被免疫系统识聚糖还可以避免蛋白质中抗原决定簇被免疫系统识别而产生抗体。别而产生抗体。(一)(一)聚糖可影响糖蛋白生物活性聚糖可影响糖蛋白生物活性第19页,本讲稿共51页(二)糖蛋白聚糖加工可参与新生肽链折叠参与新生肽链的折叠并维持蛋白质的正确的空间构象;糖蛋白的糖基化与肽链的折叠及分拣密切相关。第20页,本讲稿共5
8、1页(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,往往依靠糖-蛋白或糖-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、投送和分泌中的作用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。第21页,本讲稿共51页(五)糖蛋白聚糖具有分子间的识别作用聚糖中单糖分子连接的多样性是聚糖起到分子识别作用的基础。受体与配体识别和结合也需聚糖的参与。细胞表面糖复合物的聚糖还能介导细胞-细胞的结合。第22页,本讲稿共51页蛋白聚糖蛋白聚糖Proteoglycan第二节第二节第23页,本讲稿共51页蛋白聚糖蛋白聚糖蛋白聚糖蛋白聚糖是是是是一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋
9、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形成的形成的形成的大分子糖复合物大分子糖复合物大分子糖复合物大分子糖复合物化合物。化合物。化合物。化合物。n n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。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。n n分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节滑液、粘液、分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节滑液、粘液、分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节滑液、粘液、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。眼玻璃
10、体等组织。眼玻璃体等组织。眼玻璃体等组织。第24页,本讲稿共51页n n蛋白聚糖的结构蛋白聚糖的结构蛋白聚糖的结构蛋白聚糖的结构组成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第25页,本讲稿共51页一、糖胺聚糖是含已糖醛酸和已糖胺组成的重复二糖单位糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAG)曾称为粘多糖、氨基多糖和酸性多糖等。硫酸软骨素类(chordroitin sulfates)硫酸皮肤素(dermatan sulfate)硫酸角质素(keratan sulfate)透明质酸(hyaluronic acid)肝素(heparin)和硫酸类肝素(heparan s
11、ulfate)n n体内重要的糖胺聚糖(体内重要的糖胺聚糖(体内重要的糖胺聚糖(体内重要的糖胺聚糖(6 6种):种):种):种):第26页,本讲稿共51页第27页,本讲稿共51页二、核心蛋白均含有结合糖胺聚糖的结构域n n核心蛋白(核心蛋白(核心蛋白(核心蛋白(core proteincore protein)为与糖胺聚糖链共价为与糖胺聚糖链共价为与糖胺聚糖链共价为与糖胺聚糖链共价结合的蛋白质。结合的蛋白质。结合的蛋白质。结合的蛋白质。n n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,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
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- 19 糖蛋白 蛋白 聚糖 细胞 基质
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