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N-连接糖蛋白的糖基化位点 N-连接糖蛋白中Asn-X-Ser/Thr三个
氨基酸残基的序列子称为糖基化位点。 糖蛋白分子中聚糖结构的不均一性称为
糖型(glycoform)。
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N-连接糖蛋白的聚糖类型
①高甘露糖型 ②复杂型 ③杂合型
都有一个五糖核心
Man Man
Man
GlcNAc GlcNAc Asn
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一、胶 原
➢ 胶原(collagen)是结缔组织的主要蛋白质成分。 ➢ 分布于骨、皮肤、血管壁、肌腱、韧带、肌肉、
软骨、角膜等。 ➢ 起支架、维持组织构型、机体运动等多项作用。
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（一）胶原的分子组成和分型
胶原经超速离心后可分得3个组分，即α、 β、γ，其中β和γ组分分别是α组分的二聚体 和三聚体。α组分又分为α1, α2, α3和α4，它 们在氨基酸组成上有所不同，但肽链长度近 似。
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O-连接聚糖合成
✓特点：先合成多肽链，再加工糖链 ✓不需载体 ✓过程：① 在GalNAc转移酶催化下，将UDP-
GalNAc中的GalNAc转移至多肽链的 丝/苏氨酸的羟基上，形成O-连接； ② 在相应的糖基转移酶作用下，GalNAc 上逐个加上糖基，直至O-连接寡糖链 形成
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Glycoprotein
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糖蛋白
➢ 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
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一、糖蛋白糖链的结构
（一）糖蛋白聚糖分为N-连接型和O-连接型两种
聚糖中单糖的种类：
•葡萄糖(Glc) •半乳糖(Gal) •甘露糖(Man) •岩藻糖(Fuc)
➢ 主要存在于细胞质或细胞核中
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➢ O-GlcNAc糖基化蛋白质的解离需要特异性 的 β-N- 乙 酰 氨 基 葡 萄 糖 酶 (O-GlcNAcase) 作 用，O-GlcNAc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。
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N-连接聚糖的合成——共翻译过程 ➢ 细胞定位：内质网和高尔基体 ➢ 载体：长萜醇 ➢ 过程：① 合成含14糖基的寡糖链 ② 转移至肽链的糖基化位点上 ③ 进一步在内质网和高尔基体进行加工 ➢ 酶：糖基转移酶或糖苷酶催化
注意：糖基必须活化为UDP或GDP的衍生物
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➢ 由3条肽链以α右手螺旋形成绳索样结构， 称为原胶原（tropocollagen）
富含甘氨酸（占1/3）和脯氨酸（占1/4）， 特含有羟赖氨酸和羟脯氨酸，缺色氨酸和半胱氨 酸，甚少酪氨酸。
多显示为重复的Gly-Pro-X氨基酸序列。
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胶
3opocollagen）
（四）蛋白质β-N-乙酰氨基葡萄糖基化
➢ β-N-乙酰氨基葡萄糖(β-N-acetylglucosamine， OGlcNAc)糖基化修饰，主要发生于膜蛋白和分泌蛋 白;
➢ 通过O-GlcNAc糖基转移酶(O-GlcNAc transferase, OGT)作用，将β-N-乙酰氨基葡萄糖以共价键方式 结合于蛋白质的Ser/Thr残基上;
•N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc) •N-乙酰半乳糖胺(GalNAc) •N-乙酰神经氨酸(NeuAc)
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-D-葡萄糖 （Glc）
-D-半乳糖 （Gal）
D-甘露糖 （Man）
单糖 结构
-D-N-乙酰葡糖胺 -D-葡糖醛酸
（GlcNAc）
（GlcUA）
-L-艾杜糖醛酸 ( IdoUA）
-D-葡糖胺 （GlcN）
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。
分布在各组织细胞和细胞间的胞间隙或 胞间膜。
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➢ ECM的主要成分：
① 结构蛋白，如：胶原 (collagen) ② 专一蛋白，如：纤连蛋白 (fibronectin, Fn)、
层粘蛋白 (laminin, Ln) ③ 蛋白聚糖
糖蛋白
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蛋白聚糖
较蛋白质部分多 主要为糖醛酸、 N-乙酰氨基己糖
二糖分子连成长链 一般为O-连接， 有时可游离存在 主要在细胞外，各 种结缔组织基质中 以维持结缔组织的 功能为主
第三节 细胞外基质
Extracellular Matrix, ECM
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细胞外基质(extracellular matrix，ECM)
-D-N-乙酰半乳糖胺 （GalNAc）
-L-岩藻糖 （Fuc）
唾液酸 （SA）
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-D-N-乙酰葡糖胺-尿苷二磷酸 （GlcNAc-UDP）
糖蛋白糖链的N-连接型和O-连接型
N-连接： 连接 方式
O-连接：
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（二）N-连接糖蛋白
定义： 糖蛋白聚糖中的N-乙酰葡糖胺与蛋白
部分的Asn-X-Ser序列的天冬酰胺氮以共价 键连接称N-连接糖蛋白。
（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。
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第二节 蛋白聚糖
Proteoglycan
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➢ 蛋白聚糖是一条或多条糖胺聚糖以共价键与 核心蛋白形成的大分子糖复合物
➢ 在高尔基体内进行糖链延长或加工修饰； ➢ 多糖链的形成是由单糖逐个加上去的，
单糖要由UDP活化；糖醛酸由UDPGA提 供；硫酸由PAPS提供；糖胺氨基来自于 Gln。
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四、蛋白聚糖的功能
1. 构成细胞外基质——最主要功能 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。
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二、糖蛋白分子中聚糖的功能
（一）聚糖可影响糖蛋白生物活性
➢ 保护糖蛋白不受蛋白酶的水解，延长其半衰期； ➢ 起屏障作用，影响糖蛋白的作用； ➢ 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。
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（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 。
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（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。
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黏结蛋白聚糖（syndecan-1）为细胞膜表面主 要蛋白聚糖成分
细胞表面的黏结蛋白聚糖
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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 蛋白聚糖亚基 核心蛋白
骨骺软骨蛋白聚糖聚合物
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三、蛋白聚糖的合成
➢ 在内质网上合成核心蛋白多肽链，同时即 以O-连接或N-连接的方式进行聚糖加工；
体内重要的糖胺聚糖（6种）： • 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 sulfate)
维 的 组
成分
羟赖氨酸较低, 聚糖较少, 纤维较宽
羟赖氨酸较高, 聚糖较多, 纤维较窄
羟赖氨酸较高, 羟脯氨酸较高,
聚糖较少
羟赖氨酸较高, 聚糖较多
组织分布 肌腱,骨,皮肤,角 膜,韧带占体内胶 原蛋白总量90% 软骨,眼玻璃体,
椎间盘
血管,肌肉,皮肤, 内脏
基底膜
Ⅴ
α2(Ⅴ) α3(V)
[α1(Ⅴ)]3
羟赖氨酸较高, 平滑肌细胞,胚胎
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5型胶原蛋白的结构及组织分布
类型 I
肽链类型 α1(I);α2(I)
Ⅱ
α1(Ⅱ)
Ⅲ
α1(Ⅲ)
Ⅳ
α1(Ⅳ);α2(Ⅳ);
α3(Ⅳ);α4(Ⅳ); α4(Ⅳ)
分子形式 [α1(I)]2[α2(I)],
[α1(I)]3 [α1(Ⅱ)]3
[α1(Ⅲ)]3
[α1(Ⅳ)]2[α2(Ⅳ)]及 其它形式
第十九章
糖蛋白、蛋白聚糖 和细胞外基质
Glycoprotein, Proteoglycan and Extracellular Matrix
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单糖
寡糖
糖类
多糖
糖蛋白(glycoprotein)
糖复合物
蛋白聚糖(proteoglycan)
(glycoconjugates)
糖脂(glycolipids)
[α1(Ⅴ)]2[α2(Ⅴ)]
聚糖较多 组织,腹膜,胎盘,
[α1(Ⅴ)][α2(Ⅴ)][α3(
皮肤,骨
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（二）胶原蛋白C端非螺旋结构域
➢ ⅩⅧ型胶原蛋白C端非螺旋结构域的氨基酸 序列含有内皮抑素(endostatin)的全部序列 ， 推测其会产生内皮抑素，发挥抑制内皮细胞 生长作用。
➢ 糖占比例大，约一半以上，具有多糖性质。 ➢ 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。