糖復(fù)合糖講座講義

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糖復(fù)合糖講座

1概述糖（carbohydrates）：碳水化合物多羥醛、多羥酮類及其衍生物或多聚物。

2單純糖：單糖（monosaccharide）二糖（disaccharide）多糖（polysaccharide）復(fù)合糖（Complexcarbohydrstes）：糖蛋白（glycoprotein）蛋白聚糖（proteoglycan）糖脂（glycolipid）糖的化學(xué)

3糖組學(xué)糖組學(xué)：包括聚糖種類、結(jié)構(gòu)鑒定、糖基化位點(diǎn)分析、蛋白質(zhì)糖基化的機(jī)制和功能等研究。糖組（Glycome）：是指一種細(xì)胞或一個生物體中全部聚糖種類。

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5特點(diǎn)：蛋白質(zhì)含量多；含糖量變動大；聚糖結(jié)構(gòu)差異顯著。一、糖蛋白糖蛋白聚糖中單糖種類：7種葡萄糖(Glc)、半乳糖(Gal)甘露糖(Man)、巖藻糖(Fuc)N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)N-乙酰葡糖胺(GlcNAc)N-乙酰神經(jīng)氨酸(NeuNAc,SA)

6糖蛋白連接方式：N-連接聚糖（N-連接糖蛋白）O-連接聚糖（N-連接糖蛋白）連接方式N-聚糖：O-聚糖：ON與蛋白質(zhì)天冬酰胺的酰胺N相連的糖鏈。與蛋白質(zhì)絲蘇氨酸的羥基O相連的糖鏈。糖蛋白單糖基修飾：β-N-乙酰氨基葡糖基化修飾

7糖形（glycoform）：糖蛋白中聚糖的結(jié)構(gòu)，包括糖鏈結(jié)合位置、糖基數(shù)、糖基序列。特點(diǎn)：1.不同種屬、組織的同一種糖蛋白糖形可以不同。2.同一組織的同一種糖蛋白，不同分子間糖蛋白的糖形可以不同。

8（一）N-連接糖蛋白糖基化位點(diǎn)：N-連接糖蛋白中Asn-X-Ser/Thr三個氨基酸殘基組成的序列段稱為糖基化位點(diǎn)。聚糖的N-乙酰葡糖胺與多肽鏈中Asn-X-Ser序列的天冬酰胺殘基的酰胺氮以共價鍵連接稱N-連接糖蛋白。1.糖基化位點(diǎn)

92.N-連接聚糖結(jié)構(gòu)①高甘露糖型②復(fù)雜型③雜合型都有一個五糖核心ManManManGlcNAcGlcNAcAsn

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113.N-連接聚糖的合成以長萜醇作為聚糖載體在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)長萜醇上，合成含14個糖基的聚糖鏈聚糖鏈轉(zhuǎn)移至肽鏈的糖基化位點(diǎn)上進(jìn)一步在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體進(jìn)行加工加工由特異的糖基轉(zhuǎn)移酶催化。糖基必須活化為UDP或UDP的衍生物。

12長萜醇-P-P聚糖的合成

13長萜醇

14長萜醇-P-P聚糖的合成及3型N-糖鏈加工過程目錄GlcGlcGlc

15（二）O-連接糖蛋白聚糖中的N-乙酰半乳糖胺與多肽鏈的絲/蘇氨酸殘基的羥基以共價鍵相連形成O-連接糖蛋白。1.O-連接糖蛋白的糖基化位點(diǎn)：Ser/Thu比較集中，常有Pro存在

162.O-連接聚糖結(jié)構(gòu)：N-乙酰半乳糖胺與半乳糖構(gòu)成核心二糖，核心二糖重復(fù)延長及分支，再接上巖藻糖、N-乙酰葡萄糖胺等單糖。

173.O-連接聚糖的合成：O-連接聚糖合成是在多肽鏈合成后進(jìn)行的，與N-連接聚糖合成不同，不需聚糖載體。在GalNAc轉(zhuǎn)移酶作用下，將UDP-GalNAc中的GalNAc基轉(zhuǎn)移至多肽鏈的絲氨酸(或蘇氨酸)的羥基上，形成O-連接。

18（三）蛋白質(zhì)單糖基修飾β-N-乙酰氨基葡糖基化修飾膜蛋白和分泌蛋白發(fā)生的糖基化。不在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，在細(xì)胞質(zhì)和核內(nèi)進(jìn)行。糖基化修飾過程：O-GlcNAc在O-GlcNAc糖基轉(zhuǎn)移酶（OGT）作用下，將β-N-乙酰氨基葡糖以共價鍵方式結(jié)合于蛋白質(zhì)的Ser/Thr殘基-OH上。（β-N-acetylglucosamine，O-GlcNAc）

19由一種或多種糖胺聚糖共價連接于核心蛋白所組成的一類非常復(fù)雜的復(fù)合糖。二、蛋白聚糖（proteoglycan）：蛋白聚糖的結(jié)構(gòu)：核心蛋白葡萄糖胺組成糖胺聚糖糖胺糖醛酸半乳糖胺葡萄糖醛酸艾杜糖醛酸

20硫酸軟骨素硫酸皮膚素硫酸角質(zhì)素透明質(zhì)酸肝素硫酸類肝素體內(nèi)重要的糖胺聚糖（6種）：（一）糖胺聚糖(glycosaminoglycan)己糖醛酸和己糖胺組成的重復(fù)二糖單位O-聚糖：N-乙酰半乳糖胺與半乳糖核心二糖

21重要的糖胺聚糖己糖醛酸己糖胺

22（二）核心蛋白與糖胺聚糖鏈共價結(jié)合的蛋白質(zhì)稱為核心蛋白。核心蛋白：含有糖胺聚糖結(jié)合結(jié)構(gòu)域；使蛋白聚糖錨定在細(xì)胞表面或細(xì)胞外基質(zhì)的大分子中。

23細(xì)胞內(nèi)蛋白聚糖：絲甘蛋白聚糖細(xì)胞膜蛋白聚糖：黏結(jié)蛋白聚糖細(xì)胞外基質(zhì)蛋白聚糖：蛋白聚糖聚合體（三）蛋白聚糖分布

24透明質(zhì)酸連接蛋白核心蛋白硫酸角質(zhì)素硫酸軟骨素糖蛋白亞基骨骺軟骨蛋白聚糖聚合物蛋白聚糖聚合體(aggrecan)

25（四）蛋白聚糖生物合成在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成核心蛋白多肽鏈，在高爾基體內(nèi)進(jìn)行聚糖延長和加工。以UDP-單糖為供體，在多肽鏈上逐個加上單糖，由特異性糖基轉(zhuǎn)移酶催化；硫酸由PAPS提供；糖胺氨基來自于Gln。

26（五）蛋白聚糖主要功能1.構(gòu)成細(xì)胞間基質(zhì)在基質(zhì)中蛋白聚糖和彈性蛋白、膠原蛋白以特殊方式連接，構(gòu)成基質(zhì)的特殊結(jié)構(gòu)。這與細(xì)胞的粘附、遷移、增殖和分化等有關(guān)。2.其他功能抗凝血（肝素）參與細(xì)胞識別與分化（細(xì)胞表面的硫酸素）維持軟骨機(jī)械性能（硫酸軟骨素）

27蛋白多糖與糖蛋白的區(qū)別蛋白多糖糖蛋白糖鏈含量：較蛋白質(zhì)部分多一般少于蛋白質(zhì)，少數(shù)可較多糖鏈組成：主要為糖醛酸、不含糖醛酸，含N-乙酰氨基己糖、N-乙酰氨基己糖甘露糖、半乳糖，末端為唾液酸及巖藻糖糖基排列：二糖分子連成長鏈大多為分支寡糖鏈與肽鏈連一般為O-糖苷鍵連接O-糖苷鍵或N-糖苷鍵連接接方式：有時可游離存在分布：主要在細(xì)胞外，各種分布廣泛，細(xì)胞內(nèi)外皆有結(jié)締組織基質(zhì)中生理功能：以維持結(jié)締組織的作用廣泛，許多粘蛋白、血功能為主漿蛋白、膜蛋白等結(jié)構(gòu)蛋白均為糖蛋白

28糖脂（glycolipid）是糖通過半縮醛羥基以糖苷鍵與脂質(zhì)連接的化合物。鞘糖脂甘油糖脂類固醇衍生糖脂根據(jù)脂質(zhì)部分不同，糖脂可分為：三、糖脂細(xì)胞膜脂的主要成分

29（一）鞘糖脂鞘糖脂：神經(jīng)酰胺糖基化形成的糖苷化合物，其分子中的神經(jīng)酰胺1-位羥基被糖基化。鞘糖脂分子中的單糖：葡萄糖、半乳糖、N-乙酰葡萄糖胺、N-乙酰半乳糖胺、巖藻糖和唾液酸

301.腦苷脂是不含唾液酸的中性鞘糖脂2.硫苷脂是指糖基部分被硫酸化的酸性鞘糖脂分布神經(jīng)、細(xì)胞膜表面，表面抗原、血型物質(zhì)3.神經(jīng)節(jié)苷脂是含唾液酸的酸性鞘糖脂。根據(jù)分子中是否含有唾液酸或硫酸基成分，鞘糖脂可分為：中性鞘糖脂和酸性鞘糖脂

31（二）甘油糖脂甘油糖脂（glyceroglycolipid）也稱糖基甘油酯，由二酰甘油分子3位上的羥基與糖基連接而成。單半乳糖基二酰甘油二半乳糖基二酰甘油目錄

32第三節(jié)聚糖的生物信息與功能Bioinformationandfunctionofglycan

33聚糖結(jié)構(gòu)含有編碼信息。聚糖結(jié)構(gòu)信息影響糖蛋白從初始合成至最后亞細(xì)胞定位的各個階段及其功能。聚糖參與細(xì)胞識別、細(xì)胞黏附、細(xì)胞分化、免疫識別、細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、微生物致病過程和腫瘤轉(zhuǎn)移過程等。聚糖的生物信息與功能

34教學(xué)目的與要求掌握：糖蛋白、蛋白聚糖概念，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。熟悉：單糖、二糖、多糖、復(fù)合糖概念、基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。了解：糖蛋白、蛋白聚糖的主要功能和合成途徑；糖脂的類型和結(jié)構(gòu)、聚糖的生物信息與功能。