蛋白聚糖和细胞外基质
硫酸皮肤素(DS) IdoUA, GalNAc,
硫酸角质素 (KS)I/II Gal, GlcNAc
肝素 (Hp)
IdoUA,GlcN
硫酸类肝素(HS) GlcUA,GlcN
无
C4, C6 C2, C4,C6
C6 C2, C6 , C2-N C2, C6 , C2-N
关节滑液,玻璃体,结缔组织 骨,软骨,角膜 皮肤,血管 角膜,结缔组织 肥大细胞
连接方式:
N-连接方式
N-连接聚糖
O-连接方式
O-连接聚糖
2021/2/6
4
(一)N-连接糖蛋白
寡糖中的N-乙酰葡萄糖胺与多肽链中天冬酰胺残 基的酰胺氮连接,形成N-连接糖蛋白 1.糖基化位点
只有特定的氨基酸序列,即Asn-X-Ser/Thr 3 个氨基酸残基组成的序列子才有可能连接寡糖, 这一序列子称为糖基化位点。
皮肤,成纤维细胞,血管
2021/2/6
19
二、核心蛋白
1.定义
与糖胺聚糖链共价结合的蛋白质。
• 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胞 表面或细胞外基质的大分子中。
2021/2/6
20
2. 蛋白聚糖聚合物
透明质酸 连接蛋白
硫酸角质素 硫酸软骨素 核心蛋白
糖蛋白亚基
2021/2/6
5
2.N-连接聚糖结构
高甘露糖型
复杂型
都有一个五糖核心结构
杂合型
Man Man
Man GlcNAc
GlcNAc
Asn
2021/2/6
6
核心结构
高甘露糖型
复杂型
N-连接糖链结构
杂合型
2021/2/6
7
3.N-连接寡糖的合成
合成场所在粗面内质网和高尔基体 中,与蛋白质合成同时进行。
2021/2/6
ห้องสมุดไป่ตู้
15
概述
定义
一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋白 形成的化合物。
特点
糖占比例大,约一半以上,具有多糖性质。
分布
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。
2021/2/6
16
蛋白聚糖的结构
组成
核心蛋白
葡萄糖胺
糖胺 糖胺聚糖
半乳糖胺 葡萄糖醛酸
糖醛酸 艾杜糖醛酸
一般少于蛋白质,少数可较多
糖链组成: 主要为糖醛酸、糖氨 Glc、Gal、Man、Fuc、GalNAc、GlcNAc、 SA,末端常为 SA、Fuc,
糖基排列: 二糖分子连成长链
大多为分支寡糖链
与肽链连 一般为O-糖苷键连接 O-糖苷键或N-糖苷键连接 接方式: 有时可游离存在
骨骺软骨蛋白聚糖聚合物
2021/2/6
21
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 尔基体内进行糖链延长或加工。
•多糖链的形成是由单糖逐个加上去的,糖醛 酸由UDPGA提供;单糖要由UDP活化;硫酸由 PAPS提供;糖胺氨基来自于Gln。
2021/2/6
22
四、蛋白聚糖的功能
2021/2/6
2
概念
糖蛋白 蛋白聚糖
均由蛋白质和糖共价组成,但 结构和功能存在显著差异
糖脂
细胞外基质:由胶原蛋白、透明质酸、蛋白 聚糖和糖蛋白组成。
2021/2/6
3
第一节 糖蛋白
组成糖蛋白分子中糖链的单糖有7种:
葡萄糖、半乳糖、甘露糖、N-乙酰半 乳糖胺、 N-乙酰葡糖胺、岩藻糖和N-乙酰 神经氨酸。
9
(二)O-连接糖蛋白
定义 糖链的N-乙酰半乳糖胺与多肽链的丝氨酸 或苏氨酸的羟基连接,形成O-糖苷键,糖链 为O-连接糖链,也称O-连接聚糖。
连接点的结构 GalNAcα-O-Ser/Thr
2021/2/6
10
IgA分子的O-连接糖链有6种
2021/2/6
11
O-连接聚糖的合成
合成在多肽链合成后进行的,且
以长萜醇为糖链载体,先将 UDPGlcNAc分子中的GlcNAc转移至长萜 醇,后再逐个加上糖基,至形成14个糖 基的长萜醇焦磷酸寡糖结构,作为一个 整体转移至天冬氨酸的酰胺氮上。
寡糖链依次在内质网和高尔基体中 进行加工,形成成熟的各种N-连接寡 糖。
2021/2/6
8
2021/2/6
长萜醇-P-P寡糖的合成
2.糖蛋白在细胞-细胞外基质分子识别和 黏附中的作用
2021/2/6
14
第二节 蛋白聚糖
是一类非常复杂的大分子糖复合物,主要由 糖胺聚糖共价连接于核心蛋白所组成
糖胺聚糖必含有糖胺,由二糖单位重复连 接而成,不分支
二糖单位中一个是糖胺,另一个是糖醛酸
除糖胺聚糖外,蛋白聚糖还含有N-连接寡 糖链或O-连接寡糖链
第十九章
糖蛋白、蛋白聚糖 和细胞外基质
Glycoprotein, Proteoglycan and
Extracellular Matrix
2021/2/6
1
糖生物学(glycobiology)
糖生物学是研究糖的分子结构、合成及 生物功能的新兴学科。
核酸和蛋白质的研究成就,极大地推动 了糖生物学的快速发展。
没有糖链载体。
在GalNAc转移酶作用下,将
UDPGalNAc中的GalNAc基转移至多肽
链的丝氨酸(或苏氨酸)的羟基上,
形成O-连接,然后逐个加上糖基,
每一种糖基都有其相应的专一性转
移酶。
整个过程在内质网开始,高尔
基2体021/2内/6 完成。
12
二、糖蛋白的功能 (一)糖链对糖蛋白理化性质、空间结构和
生物活性的影响
1.对糖蛋白新生肽链的影响:参与新生肽链 的折叠并维持蛋白质的正确的空间构象; 影响亚基聚合;糖蛋白在细胞内的分栋和 投送。
2.对糖蛋白的生物活性的影响:保护糖蛋白 不受蛋白酶的水解,延长其半衰期。
3.参与分子的识别作用
2021/2/6
13
(二)糖蛋白在分子识别和黏附中的作用
1.糖蛋白在细胞-细胞分子识别和黏附 中的作用
1. 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 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。
2. 其它功能
抗凝血(肝素) 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
2021/2/6
23
蛋白多糖与糖蛋白的区别
蛋白多糖
糖蛋白
糖链含量: 较蛋白质部分多
2021/2/6
17
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。
体内重要的糖胺聚糖(6种):
硫酸软骨素类 硫酸皮肤素 硫酸角质素 透明质酸 肝素和硫酸类肝素
2021/2/6
18
糖胺聚糖的结构和分布特点
糖胺聚糖
二糖单位
硫酸化位置
组织分布
透明质酸 (HA)
GlcUA, GlcNAc
硫酸软骨素(CS) GlcUA, GalNAc