第19章糖蛋白蛋白聚糖和细胞外基质优秀PPT.ppt
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1、第19章糖蛋白蛋白聚糖和细胞外基质现在学习的是第1页,共51页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)蛋白聚糖蛋白聚糖(proteoglycan)糖脂糖脂(glycolipids)现在学习的是第2页,共51页糖蛋白糖蛋白Glycoprotein第一节第一节现在学习的是第3页,共51页一种或多种糖以共价键连接到肽链上的蛋白质。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,表现为蛋白质蛋白质含量较多,糖所占比例变动大,表现为蛋白质的特性。的特性。分布分布细胞膜、溶酶体、细胞外液细胞膜、溶酶体、细
2、胞外液n糖蛋白糖蛋白现在学习的是第4页,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(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-连接和连接和O-连接型两种连接型两种一、糖蛋白糖链的结构一、糖蛋白糖链的结构n聚糖中单糖的种类:聚糖中单糖的种类:现在学习的是第5页,共51页n 糖蛋白糖链的糖蛋白糖链的N-连接型和连接型和O-连接型连接型 连接方连接方式式N-连接连接:O-连接连接:现在学习的是第6页,共51页(二)(二
3、)N-N-连接糖蛋白连接糖蛋白的糖基化位点为的糖基化位点为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-连接糖蛋连接糖蛋白白。n定义:定义:现在学习的是第7页,共51页N-连接糖蛋白中连接糖蛋白中Asn-X-Ser/Thr三个氨基酸三个氨基酸残基的序列子称为残基的序列子称为糖基化位点糖基化位点。糖蛋白分子中聚糖结构的不均一性称为糖蛋白分子中聚糖结构的不均一性称为糖糖型型(glycoform)。现在学习的是第8页,共51页(三)(三)N-连接聚糖可分为连接聚糖可分为3 3型型高甘露糖型高
4、甘露糖型复杂性复杂性杂合型杂合型都有一个五糖核心都有一个五糖核心ManManManGlcNAcGlcNAcAsn现在学习的是第9页,共51页现在学习的是第10页,共51页(四)(四)N-连接寡糖的合成是以长萜醇作为聚糖连接寡糖的合成是以长萜醇作为聚糖载体载体 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上,进一步在内质网和高尔基体进行加工而成。点上,进一步在内质网和高尔基体进行加工而成。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
5、酶酶催催化化完完成,糖基必须活化为成,糖基必须活化为UDP或或UDP的衍生物。的衍生物。现在学习的是第11页,共51页长萜醇长萜醇-P-P聚糖的合成聚糖的合成现在学习的是第12页,共51页3型型N-聚糖的加工过程聚糖的加工过程 现在学习的是第13页,共51页(五)(五)O-连接糖蛋白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/苏氨酸残基的羟基苏氨酸残基的羟基相连,称为相连,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
6、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-连接寡糖结构连接寡糖结构现在学习的是第14页,共51页 O-连连接接寡寡糖糖在在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连连接接上上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-连连接接寡糖链的形成。寡糖链的形成。nO-连接寡糖合成连接寡糖合成现在学习的是第15页,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乙酰氨基葡萄糖基化是可逆的单糖基修饰单糖基修饰-N-乙乙酰酰氨氨基基葡葡萄萄糖糖(-N-acetylglu
7、cosamine,O-GlcNAc)糖糖基基化化修修饰饰,主主要要发发生生于于膜膜蛋蛋白白和和分分泌蛋白。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白白质质的的Ser/Thr残残基上。基上。现在学习的是第16页,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
8、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邻邻近近部部位位。糖糖基基化化后后即即会会影影响响磷磷酸酸化的进行,反之亦然。化的进行,反之亦然。现在学习的是第17页,共51页(七)糖组学(七)糖组学糖组学糖组学则包括聚糖种类、结构鉴定、糖基化则包括聚糖种类、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。位点分析、蛋白质糖基化的机制和功能等研究。糖组糖组(Glycome)是指一种细胞或一个生物体是指一种细胞或一个生物体中全部聚糖种类。中全部聚糖种类。现在学习的是第18页,共51
9、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。统识别而产生抗体。(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现在学习的是第19页,共51页(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参与新生肽链的折叠并维持蛋白质的正确的空参与新生肽链的折叠并维持蛋白质的正确的空间构象;
10、间构象;糖蛋白的糖基化与肽链的折叠及分拣密切相关糖蛋白的糖基化与肽链的折叠及分拣密切相关。现在学习的是第20页,共51页(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,往往依靠糖具有功能的糖蛋白的二聚体,往往依靠糖-蛋蛋白或糖白或糖-糖相互作用维系亚基的聚合和构象。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(四)聚糖对蛋白质在细胞内的分拣、投送和分泌中的作用中的作用有些蛋白质的投送信号存在于肽链内,但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。有些是与其糖链有关。现在学习的是第21页,共51页(五)糖蛋
11、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聚糖中单糖分子连接的多样性是聚糖中单糖分子连接的多样性是聚糖起到聚糖起到分子识别分子识别作用的基础。作用的基础。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。细胞表面糖复合物的聚糖还能介导细胞细胞表面糖复合物的聚糖还能介导细胞-细胞的结合。细胞的结合。现在学习的是第22页,共51页蛋白聚糖蛋白聚糖Proteoglycan第二节第二节现在学习的是第23页,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
12、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。眼玻璃体等组织。眼玻璃体等组织。眼玻璃体等组织。现在学习的是第24页,共51页n
13、 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组成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现在学习的是第25页,共51页一、一、糖胺聚糖是含已糖醛酸和已糖胺组糖胺聚糖是含已糖醛酸和已糖胺组成的重复二糖单位成的重复二糖单位糖胺聚糖(糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAG)曾称为粘)曾称为粘多糖、氨基多糖和酸性多糖等。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)硫酸皮肤素硫酸皮肤素(dermatan sulfate)硫酸角质素硫酸角
14、质素(keratan sulfate)透明质酸透明质酸(hyaluronic acid)肝素肝素(heparin)和硫酸类肝素和硫酸类肝素(heparan sulfate)n n体内重要的糖胺聚糖(体内重要的糖胺聚糖(6种):种):现在学习的是第26页,共51页现在学习的是第27页,共51页二、核心蛋白二、核心蛋白均含有结合糖胺聚糖的结均含有结合糖胺聚糖的结构域构域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
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