生物化学与分子生物学：第4章 糖蛋白与蛋白聚糖

1、目目 录录 糖蛋白、蛋白聚糖糖蛋白、蛋白聚糖 和细胞外基质和细胞外基质 GlycoproteinGlycoprotein, Proteoglycan and , Proteoglycan and ExtracellularExtracellular Matrix Matrix 第第 十十 九九 章章 授课教师授课教师 盛健盛健 目目 录录 第第 一一 节节 糖糖 蛋蛋 白白 Glycoprotein 目目 录录 一种或多种糖以共价键连接到肽链上的蛋一种或多种糖以共价键连接到肽链上的蛋 白质。白质。 蛋白质含量较多蛋白质含量较多，糖所占比例变动大，表，糖所占比例变动大，表 现为蛋白质的特性。现为

2、蛋白质的特性。 细胞膜、溶酶体、细胞外液细胞膜、溶酶体、细胞外液 概概 述述 目目 录录 一、糖蛋白的结构一、糖蛋白的结构 单糖的种类单糖的种类 葡萄糖葡萄糖(Glu) 半乳糖半乳糖(Gal) 甘露糖甘露糖(Man) N-乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺(GalNAc) 岩藻糖岩藻糖(Fuc) N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺(GlcNAc) N-乙酰神经氨酸乙酰神经氨酸(NeuAc) 连接方式连接方式 N-连接连接： O-连接连接： 目目 录录 目目 录录 （一）（一）N-N-连接糖蛋白连接糖蛋白 糖蛋白的糖链与蛋白部分的糖蛋白的糖链与蛋白部分的Asn-X-Ser序列的天序列的天 氡酰胺氮以共价键连接称

3、氡酰胺氮以共价键连接称N- -连接糖蛋白。连接糖蛋白。 （二）（二）O- -连接糖蛋白连接糖蛋白 糖蛋白糖链与蛋白部分的丝糖蛋白糖链与蛋白部分的丝/ /苏氨酸残基的羟基相苏氨酸残基的羟基相 连，称为连，称为O- -连接糖蛋白。连接糖蛋白。 目目 录录 （一）（一） 携带携带N N寡糖链的天冬酰胺也有一定寡糖链的天冬酰胺也有一定 的位置特征，它总是出现在多肽链的的位置特征，它总是出现在多肽链的 AsnAsn-X-XSerSer或或 AsnAsn-X-XThrThr序列序列中。其中中。其中 的的X X可为脯氨酸以外的任意氨基酸。可为脯氨酸以外的任意氨基酸。 目目 录录 携带携带N N寡糖链的天冬酰

4、胺也有一定寡糖链的天冬酰胺也有一定 的位置特征，它总是出现在多肽链的的位置特征，它总是出现在多肽链的 AsnAsn-X-XSerSer或或 AsnAsn-X-XThrThr序列序列中。其中中。其中 的的X X可为脯氨酸以外的任意氨基酸。可为脯氨酸以外的任意氨基酸。 目目 录录 典型的典型的N-N-糖链通常包含一个五糖核心区：糖链通常包含一个五糖核心区： Man1 1 ManGlcNAc GlcNAc AsnGlcNAc GlcNAc Asn Man1 1 在嗜盐菌细胞表面膜糖蛋白上发现还有：在嗜盐菌细胞表面膜糖蛋白上发现还有： N-N-乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺GalNAc-AsnGalNAc-

5、Asn和和Glc-AsnGlc-Asn两种新两种新 的的N-N-连接方式。连接方式。 目目 录录 目目 录录 采用采用O O连接方式的糖蛋白中，肽链连接方式的糖蛋白中，肽链 部分的丝氨酸和苏氨酸含量常可达到氨基部分的丝氨酸和苏氨酸含量常可达到氨基 酸总数的酸总数的5050。这种糖蛋白的糖链中。这种糖蛋白的糖链中不具不具 有共同的核心序列有共同的核心序列，常见的核心至少有，常见的核心至少有8 8 种，因此糖链的结构相互之间差异较大。种，因此糖链的结构相互之间差异较大。 目目 录录 O O连接糖链的糖基化位点通常存在连接糖链的糖基化位点通常存在 于糖蛋白分子表面于糖蛋白分子表面丝氨酸和苏氨酸比较丝

6、氨酸和苏氨酸比较 集中且周围常有脯氨酸的序列中集中且周围常有脯氨酸的序列中。 目目 录录 二、糖蛋白寡糖链的功能二、糖蛋白寡糖链的功能 1.1. 对糖蛋白新生肽链的影响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；糖蛋白在细胞内的空间构象；影响亚基聚合；糖蛋白在细胞内 的分拣和投送。的分拣和投送。 2.2. 对糖蛋白的生物活性的影响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。保护糖蛋白不受蛋白酶的水解，延长其半衰期。 3.3. 参与分子的识别作用参与分子的识别作用 目目 录录 目目 录录 定义

7、定义 一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋白形成的一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋白形成的 化合物。化合物。 糖占比例大糖占比例大，约一半以上，具有多糖性质。，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。滑液、粘液、眼玻璃体等组织。 概概 述述 目目 录录 蛋白聚糖的结构蛋白聚糖的结构 组成组成 核心蛋白核心蛋白 糖胺聚糖糖胺聚糖 糖胺糖胺 糖醛酸糖醛酸 葡萄糖胺葡萄糖胺 半乳糖胺半乳糖胺 葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸 艾杜糖醛酸艾杜糖醛酸 目目 录录 一、重要的糖胺聚糖一、重要的糖胺聚糖 糖胺聚糖由二糖单位重复连接

8、而成，不分支。糖胺聚糖由二糖单位重复连接而成，不分支。 硫酸软骨素类硫酸软骨素类 硫酸皮肤素硫酸皮肤素 硫酸角质素硫酸角质素 透明质酸透明质酸 肝素和硫酸类肝素肝素和硫酸类肝素 体内重要的糖胺聚糖（体内重要的糖胺聚糖（6种）：种）： 目目 录录 二、核心蛋白二、核心蛋白 1. 1.定义定义 与糖胺聚糖链共价结合的蛋白质。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。胞表面或细胞外基质的大分子中。 目目 录录 透明质酸透明质酸 连接蛋

9、白连接蛋白 核心蛋白核心蛋白 硫酸角质素硫酸角质素 硫酸软骨素硫酸软骨素 糖蛋白亚基糖蛋白亚基 骨骺软骨蛋白聚糖聚合物骨骺软骨蛋白聚糖聚合物 2. 蛋白聚糖聚合物蛋白聚糖聚合物 目目 录录 三、蛋白聚糖的功能三、蛋白聚糖的功能 1.1. 构成细胞外基质构成细胞外基质 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。的粘附、迁移、增殖和分化等有关。 2.2. 其它功能其它功能 抗凝血（肝素）抗凝血（肝素） 参与细胞识别与分化（细胞表面的硫酸素）参与细

10、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）等维持软骨机械性能（硫酸软骨素）等 目目 录录 蛋白多糖与糖蛋白的区别蛋白多糖与糖蛋白的区别 蛋白多糖蛋白多糖 糖蛋白糖蛋白 糖链含量：糖链含量： 较蛋白质部分多较蛋白质部分多 一般少于蛋白质，少数可较多一般少于蛋白质，少数可较多 糖链组成：糖链组成： 主要为糖醛酸、主要为糖醛酸、 不含糖醛酸，含不含糖醛酸，含N-乙酰氨基己糖、乙酰氨基己糖、 N-乙酰氨基己糖乙酰氨基己糖 甘露糖、半乳糖，末端为甘露糖、半乳糖，末端为 唾液酸及岩藻糖唾液酸及岩藻糖 糖基排列：糖基排列： 二糖分子连成长链二糖分子连成长链 大多为分支寡糖链大多为分支寡糖链 与肽链连与肽链连 一般为一般为O-糖苷键连接糖苷键连接 O-糖苷键或糖苷键或N-糖苷键连接糖苷键连接 接方式：接方式： 有时可游离存在有时可游离存在 分