糖蛋白与蛋白聚糖1

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1、第四章糖蛋白与蛋白聚糖4.1.概述糖类指多羟基醛和多羟基酮及其缩合产物，carbohydrate曾译为碳水化合物；saccharide更多地与前缀组词，如monosacchride(单糖)、oligosaccharide(寡糖)和polysaccharide(多糖)等；sugar除表示食糖外还用于表述糖类的组成，常有单糖的含义；glycan则译为聚糖，是寡糖和多糖的统称。，糖类仅仅被视为主要的能源物质、碳源和结构材料，对糖类的研究局限于单糖及其代谢，以及淀粉、糖原等少数多糖。虽然早就发现糖-肽共价复合物，鉴于一些含糖的

2、酶类去掉糖组分之后活性并无明显改变，因而把糖组分当作杂质，千方百计加以去除。(1)复合糖的分类：复合糖(complexcarbohydrate)可分为聚糖(glycam)和糖缀合物或糖复合物(glycoconjugate)。其中聚糖包括同聚糖(homoglycan)和杂聚糖(heteoglycan)；糖缀合物则包括糖肽复合物(glycopeptedecomplex)、糖脂复合物(glycolipidcomplex)和糖-核酸复合物(carbohydrate-nucleicacidcomplex)。糖肽复合物可分为肽聚糖

3、(peptideglycan)或胞壁质(murein)，是细菌细胞壁结构材料；糖蛋白(glycoprotein)和蛋白聚糖(proteoglycan)。糖脂可分为糖鞘脂(glycosphingolipid)、糖基酰基甘油(glycosylacylglyceride)和脂多糖(lipopolysaccharide)。(2)糖蛋白和蛋白聚糖中常见的单糖组分：糖复合物中常见的单糖组分包括4种己糖：D-葡萄糖(D-Glc)、D-半乳糖(D-Gal)、D-甘露糖(D-Man)、L-岩藻糖(L-Fuc)；两种乙酰化己糖胺：N-乙酰

4、葡萄糖胺(GlcNAc)、N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)；两种糖醛酸：D-葡萄糖醛酸(GlcA)和L-艾杜糖醛酸(IdoA)；一种戊糖：D-木糖(D-Xyl)以及甘露糖胺与磷酸烯醇式丙酮酸缩合产物，它的4、7、9-位羟基和5-氨基发生取代产生一系列产物，统称唾液酸(Sia)，其中最重要的是N-乙酰-D-神经氨酸(NeuNAc)等。(3)聚糖结构的复杂性：糖蛋白和蛋白聚糖的聚糖部分尽管由上述为数有限的几种单糖组成，但每种单糖有吡喃式与呋喃式结构之分，异头碳有α-与β-型之分，每个单糖有多个羟基，可能以不同的方式形成糖苷

5、键和分枝结构。两种不同的氨基酸可形成两种二肽；3种不同的氨基酸可形成6种三肽；6种不同的氨基酸可产生176种六肽。而两种相同的己糖可能形成11种二糖；三种相同的己糖可产生176种三糖；6种不同的己糖则能形成109种六糖，如带有分枝六糖的数目可达1012个。如果考虑到糖残基不同部位进一步修饰：磷酸化、硫酸化、氨基化、乙酰化、糖基内部脱水成内醚等，聚糖的数目无疑会更大。聚糖结构的复杂性增加了研究工作的难度，同时暗示它可以蕴含更多的信息，成为生物信息的理想载体。(4)糖缀合物的许多重要的性质和功能与其糖链特有的结构密切相关，

6、为了便于表现糖链的结构，我们将采用一套流行的简化符号系统(图4.1)，标明糖链单糖之间的连接方式及其修饰状况。图4.1推荐的描述糖链结构的简化符号与惯例以一个复杂型分枝的双天线N-聚糖为例。除L-Fuc和L-IdoA外，其余糖基均为D-型；糖链中的单糖都是吡喃型(六元环)的；除Sia的糖苷链从C2开始，其余糖基的糖苷链均从C1开始。4.2.糖蛋白(glycoprotein)广义的糖蛋白泛指糖肽共价复合物。为了研究的方便，目前已将肽聚糖和蛋白聚糖划分出来，狭义的糖蛋白专指肽链与一个或多个聚糖链共价结合形成的复合物，其聚糖

7、链通常少于15个单糖残基（少数聚糖链可能含有200～30个单糖残基），且大多数具有分枝。4.2.1糖蛋白的结构4.2.1.1糖蛋白结构研究糖蛋白的结构研究包括蛋白质部分的结构测定和糖链部分的结构测定。糖蛋白糖链数目糖链平均间距血清糖蛋白51α1-酸性糖蛋白460胎球蛋白6113人触珠蛋白13209人α2-巨球蛋白31296牛甲状腺球蛋白19375人转铁蛋白2776人IgG2胰糖蛋白：124牛胰RNaseB1270DNase1粘蛋白：羊领下腺粘蛋白8006猪领下腺粘蛋白~5008胶原：兔角膜胶原19173牛皮肤胶原843

8、5大鼠皮肤胶原4770兔巩膜胶原31000表4-1糖蛋白中糖链数目与间距的变动(1)聚糖链与蛋白质的分离：从糖蛋白释放完整的N-聚糖可采用专一的肽：N-糖苷酶F水解，也可用肼解裂解。O-聚糖可用内切α-N-乙酰氨基半乳糖苷酶水解，或在0.05～0.1mol·L－1NaOH_mol·L－1NaBH4通过β-消去反应来完成。反应中产生