糖蛋白与蛋白聚糖.ppt

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1、糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质Glycoprotein,ProteoglycanandExtracellularMatrix第十九章南方医科大学基因工程研究所生物化学与分子生物学教研室朱利娜糖类单糖多糖糖复合物(glycoconjugates)糖蛋白(glycoprotein)蛋白聚糖(proteoglycan)糖脂(glycolipids)寡糖糖生物学（glycobiology）研究糖的分子结构、合成及生物功能的新兴学科。糖组和糖组学（GlycomeandGlycomics）糖组：为单一细胞或生物体中的整套聚糖糖组学：研究包括聚糖种类、结构鉴定、糖基化位

2、点分析、蛋白质糖基化的机制和功能等的科学糖蛋白Glycoprotein第一节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、细胞外液糖蛋白葡萄糖(Glc)半乳糖(Gal)甘露糖(Man)岩藻糖(Fuc)（一）糖蛋白聚糖分为N-连接型和O-连接型两种一、糖蛋白糖链的结构聚糖中单糖的种类：N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)N-乙酰神经氨酸(NeuAc)单糖结构-D-葡萄糖-D-半乳糖D-甘露糖（Glc）（Gal）（Man）-D-N-乙酰葡糖胺-D-葡糖醛酸

3、-L-艾杜糖醛酸-D-葡糖胺（GlcNAc）（GlcUA）(IdoUA）（GlcN）-D-N-乙酰半乳糖胺-L-岩藻糖唾液酸-D-N-乙酰葡糖胺-尿苷二磷酸（GalNAc）（Fuc）（SA）（GlcNAc-UDP）糖蛋白糖链的N-连接型和O-连接型连接方式N-连接：O-连接：（二）N-连接糖蛋白糖蛋白聚糖中的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。定义：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)。N-连

4、接糖蛋白的糖基化位点①高甘露糖型②复杂型③杂合型都有一个五糖核心ManManManGlcNAcGlcNAcAsnN-连接糖蛋白的聚糖类型合成含14糖基的寡糖链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：酶：糖基转移酶或糖苷酶催化注意：糖基必须活化为UDP或GDP的衍生物长萜醇-P-P聚糖的合成3型N-聚糖的加工过程复杂型（三）O-连接糖蛋白糖蛋白聚糖中的N-乙酰半乳糖胺与蛋白部分的丝/苏氨酸残基的羟基相连，称为O-连接糖蛋白。定义由N-乙酰半乳糖胺和半乳糖构成核心二糖，

5、核心二糖可重复延长及分支，再接上岩藻糖、N-乙酰葡萄糖胺等单糖。O-连接聚糖结构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：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；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（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，O-GlcNAc)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-GlcNActransferas

6、e,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;主要存在于细胞质或细胞核中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。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；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。（一）聚糖可影响糖

7、蛋白生物活性（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。（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。（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。蛋白聚糖Proteogl

8、ycan第二节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