蛋白聚糖-2010.ppt

1、第七章 糖类和糖生物学,一、单糖的结构和性质,二、重要的单糖和单糖衍生物,三、寡糖,四、多糖,五、糖缀合物,六、寡糖结构的分析,五、糖缀合物,1、糖蛋白 2、寡糖链的生物学功能 3、蛋白聚糖 4、脂多糖,蛋白聚糖(proteoglycan),富有弹性的糖链,广泛存在的糖胺聚糖和蛋白聚糖,原核生物胞外多糖,真核生物,药用真菌银耳,棘皮动物补品海参,结缔组织,关节软骨,蹄筋,皮肤,常见的蛋白聚糖物质,结缔组织中含量较高：软骨、角膜基质、关节滑液、蹄筋、粘液、眼玻璃体等 银耳、燕窝、海参等保健品 葡萄糖胺、硫酸软骨素、透明质酸等成分的保健品和药物,什么是蛋白聚糖？和糖蛋白的区别？,蛋白聚糖是蛋白质与

2、硫酸化的糖胺聚糖共价连接的大分子糖复合物。 Proteoglycans are a class of glycosylated proteins which have covalently linked sulfated glycosaminoglycans, (i.e., chondroitin sulfate, dermatan sulfate, heparan sulfate, heparin, keratan sulfate).,蛋白聚糖的分子组成和分类,核心蛋白 糖胺聚糖（glycosaminoglycan，过去也称粘多糖）：是具有多聚阴离子的杂多糖，由己糖醛酸或半乳糖与氨基己糖构成

3、的二糖单位重复几十到几百次组成的线性糖链。一个蛋白聚糖分子可含有1条到上百条GAG链。 连接区寡糖,糖胺聚糖的类型,透明质酸(hyaluronic acid, HA) 硫酸软骨素/硫酸皮肤素(chondroitin sulfate, CS/dermatin sulfate, DS) 硫酸角质素(keratan sulfate, KS) 硫酸乙酰肝素/肝素(heparan sulfate, HS/heparin, Hep),糖胺聚糖,连接区寡糖,KS链的N-连接和O-连接：,核心蛋白的分类,丝甘蛋白聚糖(serglycin)：M最小，约2万，含24个连续的Ser-Gly重复。 饰胶蛋白聚糖(de

4、corin)：M约3.6万，富含Leu重复序列，在结缔组织中参与调节胶原纤维的形成。 粘结蛋白聚糖(syndecan)： M约3.2万，具有跨膜结构。 可聚蛋白聚糖(aggrecan)：M很大，可聚集，是软骨中的主要结构分子。,某些蛋白聚糖如可聚蛋白聚糖能以一个透明质酸（Mr高达20106）分子为骨干形成典型的蛋白聚糖聚集体。,蛋白聚糖的聚集体,软骨的可聚蛋白聚糖聚集体的结构示意图,五、糖缀合物,1、糖蛋白 2、寡糖链的生物学功能 3、蛋白聚糖 4、脂多糖,脂多糖,1.革兰氏阴性细菌和鼠伤寒沙门氏菌的细胞壁外膜的特有成分。,2.脊椎动物免疫系统应答细菌感染时产生的抗体的原型靶子，因此也是细菌血

5、清型的重要决定因子。,脂多糖是革兰氏阴性的外膜的组成成分，结构较复杂,分子量超过10000。脂多糖是热稳定的，易从细胞壁抽提、纯化。它是确定菌体抗原特性的决定因子，因此又称为O-抗原。脂多糖分子由O-侧链、核心寡糖和 A组成的脂多糖结构后两部分合在一起又叫R-核心。O-侧链是由24个糖基组成寡糖的重复结构的长链。,核心寡糖是910个糖基组成的分枝寡糖链，其中包括一种不常见的七碳糖L-甘油-D-甘露型庚糖(Hep)，和一种不常见的八碳糖酸 3-脱氧-D-甘露型-辛酮糖酸(DO)。Hep和DO的羟基部分地被磷酸、焦磷酸、乙醇胺和磷酸乙醇胺取代。脂质A部分是脂多糖的骨架，基本组成单位是以 -1，6糖

6、苷键相联的D-葡萄糖胺双糖,其中一个糖基的 位上联着核心寡糖，两个糖基的 和 位上的羟基被磷酸取代,其他位置上的羟基和胺基都被脂肪酸取代。脂质A上的脂肪酸常见的有12C,14C，16C的饱和脂肪酸和 -羟十四烷酸。,一、单糖的结构和性质,第七章 糖类和糖生物学,三、寡糖,二、重要的单糖和单糖衍生物,四、多糖,五、糖缀合物,六、寡糖结构的分析,寡糖的结构分析,1.糖蛋白的纯化。,2.从糖蛋白中释放出完整的寡糖。,3.寡糖的纯化。,4.寡糖的单糖组成测定。,5.寡糖的测序。,糖蛋白寡糖,寡糖混合物,用内切糖苷酶作用，产生寡糖,1）Ion-exchange chromatography 2) Gel

7、 filtration 3) Lectin-Affinity chromatography,分离的寡糖,纯化的寡糖,强酸水解,单糖,完全甲基化的糖,更小的寡糖,HPLC或衍生出的其它层析分析以及气液层析,酸水解产生单糖，分子中除了糖苷键涉及的羟基外，其它每个羟基都甲基化,分离混合物中的片断 对每个寡糖分子进行甲基化和酶解分析,核磁共振和质谱,用CH3I,强碱进行彻底甲基化,用特异性的糖苷酶进行酶促水解,混合物的组分 单糖单位的种类和含量,糖苷键的位置,单糖的序列；糖苷键的位置和构型,单糖的序列； 糖苷键的位置和构型,Analysis methods of sugar,4h2005.9.2,用于

8、寡糖结构分析的一些方法,1.甲基化分析法,甲基化分析是研究糖类结构的重要手段, 它用以确定糖苷键的连接位置。主要过程是将 糖的全部自由烃基通过甲基化反应转变为稳定性很强的甲醚, 然后酸水解得到部分甲基化的 单糖, 将它们转变为相应的糖醇乙酸酷, 用气相层析、气质联用等方法确定各种单糖残基的种 类和相对含量, 进而可以推断糖的连接及分支情况, 还可以了解重复单元中含糖残基的数目及 种类。以上过程是最常用的方法。,2。外切糖苷酶法,（1）内切糖苷酶:它们水解聚糖链内部的专一糖苷键，释放糖链片段，包括从肽链上释放聚糖链；,（2）外切糖苷酶：它们只能从聚糖连的非还原端逐个切下单糖残基，并对单糖基和糖苷

9、键类型有专一性要求。,3.质谱和核磁共振（NMR）谱,质谱：待测化合物分子吸收能量（在离子源的电离室中）后产生电离，生成分子离子，分子离子由于具有较高的能量，会进一步按化合物自身特有的碎裂规律分裂，生成一系列确定组成的碎片离子，将所有不同质量的离子和各离子的多少按质荷比记录下来，就得到一张质谱图。由于在相同实验条件下每种化合物都有其确定的质谱图，因此将所得谱图与已知谱图对照，就可确定待测化合物用电场和磁场将运动的离子（带电荷的原子、分子或分子碎片）按它们的质荷比分离后进行检测的方法。测出了离子的准确质量，就可以确定离子的化合物组成。这是由于核素的准确质量是一多位小数，决不会有两个核素的质量是一样的，而且决不会有一种核素的质量恰