糖和复合糖课件

1、关于糖与复合糖第一张，PPT共五十一页，创作于2022年6月概 述糖（carbohydrates）：碳水化合物 多羟醛、多羟酮类及其衍生物或多聚物。第二张，PPT共五十一页，创作于2022年6月单纯糖： 单糖（monosaccharide） 二糖（disaccharide） 多糖（polysaccharide）复合糖 （Complex carbohydrstes）： 糖蛋白（glycoprotein） 蛋白聚糖（proteoglycan） 糖脂（glycolipid）糖的化学 第三张，PPT共五十一页，创作于2022年6月 糖生物化学1. 氧化供能：这是糖的主要功能。2. 提供合成体内其他物质

2、的原料 提供碳链骨架，作为合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等物质的原料。糖生物化学第四张，PPT共五十一页，创作于2022年6月糖生物学3. 构成机体组织细胞的组成成分 糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂构成组织细胞成分。4. 信息功能： 细胞识别、黏附、迁移等。第五张，PPT共五十一页，创作于2022年6月糖组学糖组学：包括聚糖种类、结构鉴定、糖基化位点分析、蛋白质糖基化的机制和功能等研究。 糖组（Glycome）：是指一种细胞或一个生物体中全部聚糖种类第六张，PPT共五十一页，创作于2022年6月第一节 单糖、二糖与多糖 Monosaccharides、Disaccharides and Polys

3、accharides第七张，PPT共五十一页，创作于2022年6月三碳糖：单糖：是不能被分解成更小分子的糖。 一、单糖体内多种代谢途径的参与者磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛 第八张，PPT共五十一页，创作于2022年6月葡萄糖(glucose)（已醛糖）半乳糖(galactose)（已醛糖）第九张，PPT共五十一页，创作于2022年6月核糖（ribose） （戊醛糖）果糖（fructose）（已酮糖）第十张，PPT共五十一页，创作于2022年6月1. 单糖提供体内能量： 来源：外源摄入、多糖分解、代谢生成。2. 单糖提供碳链骨架参与物质代谢： 体内代谢途径的中间产物或产物参与代谢。 生成脂肪、固

4、醇类、非必需氨基酸。 生成单糖衍生物：葡萄糖醛酸、氨基糖。氨基葡萄糖(葡糖胺)、乙酰氨基葡萄糖(乙酰葡糖胺)单糖的作用：第十一张，PPT共五十一页，创作于2022年6月3. 核苷酸-单糖为糖的活性形式： UDP-G、GDP-甘露糖、CMP-唾液酸第十二张，PPT共五十一页，创作于2022年6月寡糖：2-10个单糖，以糖苷键相连的糖常见的几种二糖有：麦芽糖（maltose）：葡萄糖 葡萄糖蔗 糖（sucrose）： 葡萄糖 果糖乳 糖 （lactose）： 葡萄糖 半乳糖二、二糖是体内最常见的寡糖第十三张，PPT共五十一页，创作于2022年6月多糖：10个以上单糖，以糖苷键相连的糖。常见的多糖有

5、：淀粉 (starch)糖原 (glycogen)纤维素 (cellulose)三、多糖是自然界糖类物质的主要存在形式第十四张，PPT共五十一页，创作于2022年6月淀粉：植物中养分的储存形式。淀粉颗粒淀粉颗粒 -1,4糖苷键 -1,6糖苷键第十五张，PPT共五十一页，创作于2022年6月 糖原是动物体内葡萄糖的储存形式。-1,4糖苷键-1,6糖苷键第十六张，PPT共五十一页，创作于2022年6月 纤维素作为植物的骨架。-1,4-糖苷键第十七张，PPT共五十一页，创作于2022年6月复合糖：(glycoconjugate，结合糖、糖复合体） 含有其它成分的多糖：蛋白质、脂、有机小分子 聚糖(g

6、lycan)：复合糖中的糖成分。糖蛋白(glycoprotein)： 蛋白质重量百分比大于聚糖；蛋白聚糖(proteoglycan)： 聚糖占重量一半以上，可高达95%，分子量大。 糖蛋白和蛋白聚糖都由共价连接蛋白质和聚糖。糖脂(glycolipid)：聚糖和脂类组成。第二节 复合糖（Complex carbohydrstes）第十八张，PPT共五十一页，创作于2022年6月特点：蛋白质含量多；含糖量变动大； 聚糖结构差异显著。一、糖蛋白糖蛋白聚糖中单糖种类：7种 葡萄糖(Glc)、半乳糖(Gal) 甘露糖(Man)、岩藻糖(Fuc) N-乙酰半乳糖胺(GalNAc) N-乙酰葡糖胺(GlcN

7、Ac) N-乙酰神经氨酸(NeuNAc,SA)第十九张，PPT共五十一页，创作于2022年6月目 录糖蛋白连接方式：N-连接聚糖（ N-连接糖蛋白） O-连接聚糖（ N-连接糖蛋白）连接方式N-聚糖：O-聚糖：ON与蛋白质天冬酰胺的酰胺N相连的糖链。与蛋白质丝苏氨酸的羟基O相连的糖链。糖蛋白单糖基修饰： -N-乙酰氨基葡糖基化修饰第二十张，PPT共五十一页，创作于2022年6月糖形（glycoform）： 糖蛋白中聚糖的结构，包括糖链结合位置、糖基数、糖基序列。 特点： 1. 不同种属、组织的同一种糖蛋白糖形可以不同。 2. 同一组织的同一种糖蛋白，不同分子间糖蛋白的糖形可以不同。第二十一张，

8、PPT共五十一页，创作于2022年6月（一）N-连接糖蛋白 糖基化位点：N-连接糖蛋白中Asn-X-Ser/Thr三个氨基酸残基组成的序列段称为糖基化位点。 聚糖的N-乙酰葡糖胺与多肽链中Asn-X-Ser序列的天冬酰胺残基的酰胺氮以共价键连接称N-连接糖蛋白。1. 糖基化位点第二十二张，PPT共五十一页，创作于2022年6月2. N-连接聚糖结构高甘露糖型：2-9分子Man复杂型：连接多个分支聚糖，如天线，聚糖成分复杂 末端连接N-乙酰神经氨酸（NeuNAc）。杂合型：兼有上述两型结构结构分型：五糖核心： 2 分子N-乙酰葡糖胺（GlcNAc） 3 分子甘露糖（Man）ManManManGl

9、cNAcGlcNAcAsn第二十三张，PPT共五十一页，创作于2022年6月高甘露糖型复杂型杂合型第二十四张，PPT共五十一页，创作于2022年6月3. N-连接聚糖的合成 以长萜醇作为聚糖载体在内质网长萜醇上，合成含14个糖基的聚糖链，聚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。 加工由特异的糖基转移酶催化。 糖基必须活化为UDP或UDP的衍生物。第二十五张，PPT共五十一页，创作于2022年6月长萜醇-P-P聚糖的合成起始第二十六张，PPT共五十一页，创作于2022年6月长萜醇第二十七张，PPT共五十一页，创作于2022年6月长萜醇-P-P聚糖的合成及3型N-糖链加工

10、过程目 录GlcGlcGlc第二十八张，PPT共五十一页，创作于2022年6月（二）O-连接糖蛋白 聚糖中的N-乙酰半乳糖胺与多肽链的丝/苏氨酸残基的羟基以共价键相连形成O-连接糖蛋白。 1. O-连接糖蛋白的糖基化位点：不清楚 Ser/Thu比较集中，常有Pro存在； 由二级、三级结构决定；第二十九张，PPT共五十一页，创作于2022年6月2. O-连接聚糖结构： N-乙酰半乳糖胺与半乳糖构成核心二糖， 核心二糖重复延长及分支， 再接上岩藻糖、N-乙酰葡萄糖胺等单糖。第三十张，PPT共五十一页，创作于2022年6月 3.O-连接聚糖的合成：O-连接聚糖合成是在多肽链合成后进行的，与N-连接聚

11、糖合成不同，不需聚糖载体。在GalNAc转移酶作用下，将UDP-GalNAc中的GalNAc基转移至多肽链的丝氨酸(或苏氨酸)的羟基上，形成O-连接。然后逐个加上糖基，每一种糖基都有其相应的专一性转移酶。整个过程在内质网开始，到高尔基体内完成。 第三十一张，PPT共五十一页，创作于2022年6月（三）蛋白质单糖基修饰 -N-乙酰氨基葡糖基化修饰膜蛋白和分泌蛋白发生的糖基化。不在内质网和高尔基体，在细胞质和核内进行。糖基化修饰过程：O-GlcNAc在O-GlcNAc糖基转移酶（O-GlcNAc transferase, OGT）作用下，将-N-乙酰氨基葡糖以共价键方式结合于蛋白质的Ser/Thr

12、残基-OH上。糖基化与磷酸化相拮抗：（-N-acetylglucosamine，O-GlcNAc）第三十二张，PPT共五十一页，创作于2022年6月 由一种或多种糖胺聚糖共价连接于核心蛋白所组成的一类非常复杂的复合糖。二、蛋白聚糖（proteoglycan）：蛋白聚糖的结构：核心蛋白葡萄糖胺组成糖胺聚糖糖胺糖醛酸半乳糖胺葡萄糖醛酸艾杜糖醛酸第三十三张，PPT共五十一页，创作于2022年6月硫酸软骨素(chordroitin sulfate) 硫酸皮肤素(dermatan sulfate) 硫酸角质素(keratan sulfate) 透明质酸(hyaluronic acid) 肝素(hepar

13、in) 硫酸类肝素(heparan sulfate) 体内重要的糖胺聚糖（6种）：（一）糖胺聚糖 (glycosaminoglycan) 己糖醛酸和己糖胺组成的重复二糖单位O-聚糖：N-乙酰半乳糖胺与半乳糖核心二糖第三十四张，PPT共五十一页，创作于2022年6月目 录重要的糖胺聚糖己糖醛酸己糖胺第三十五张，PPT共五十一页，创作于2022年6月（二）核心蛋白与糖胺聚糖链共价结合的蛋白质称为核心蛋白。核心蛋白： 含有糖胺聚糖结合结构域； 使蛋白聚糖锚定在细胞表面或细胞外基质的大分子中。第三十六张，PPT共五十一页，创作于2022年6月细胞内蛋白聚糖：丝甘蛋白聚糖细胞膜蛋白聚糖：黏结蛋白聚糖细胞

14、外基质蛋白聚糖：蛋白聚糖聚合体（三）蛋白聚糖分布第三十七张，PPT共五十一页，创作于2022年6月透明质酸连接蛋白核心蛋白硫酸角质素硫酸软骨素糖蛋白亚基骨骺软骨蛋白聚糖聚合物蛋白聚糖聚合体(aggrecan) 第三十八张，PPT共五十一页，创作于2022年6月（四）蛋白聚糖生物合成 在内质网上合成核心蛋白多肽链， 在高尔基体内进行聚糖延长和加工。 以UDP-单糖为供体， 在多肽链上逐个加上单糖， 由特异性糖基转移酶催化； 硫酸由PAPS提供； 糖胺氨基来自于Gln。第三十九张，PPT共五十一页，创作于2022年6月（五）蛋白聚糖最主要功能是构成细胞间基质1.构成细胞间基质在基质中蛋白聚糖和弹性

15、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。2. 其他功能抗凝血（肝素）参与细胞识别与分化（细胞表面的硫酸素）维持软骨机械性能（硫酸软骨素）蛋白聚糖主要功能第四十张，PPT共五十一页，创作于2022年6月糖脂（glycolipid）是糖通过半缩醛羟基以糖苷键与脂质连接的化合物。 鞘糖脂（sphingolipid）甘油糖脂类固醇衍生糖脂 根据脂质部分不同，糖脂可分为：三、糖脂细胞膜脂的主要成分第四十一张，PPT共五十一页，创作于2022年6月（一）鞘糖脂鞘糖脂：神经酰胺糖基化形成的糖苷化合物，其分子中的神经酰胺1-位羟基被糖基化。鞘糖脂分子中的单糖：

16、葡萄糖、半乳糖、N-乙酰葡萄糖胺、N-乙酰半乳糖胺、岩藻糖和唾液酸 甘油糖脂第四十二张，PPT共五十一页，创作于2022年6月1. 脑苷脂(cerebroside)是不含唾液酸的中性鞘糖脂2. 硫苷脂(sulfatide)是指糖基部分被硫酸化的酸性鞘糖脂 分布神经、细胞膜表面，表面抗原、血型物质3. 神经节苷脂(ganglioside)是含唾液酸的酸性鞘糖脂。根据分子中是否含有唾液酸或硫酸基成分，鞘糖脂可分为：中性鞘糖脂和酸性鞘糖脂 第四十三张，PPT共五十一页，创作于2022年6月神经节苷脂的作用：1. 细胞膜表面受体：与垂体糖蛋白激素结合，调节生理功能。2. 细胞相互识别：细胞生长发育、癌

17、症相关。3. 病毒蛋白激素受体：4. 遗传性鞘糖脂过剩疾病：神经节苷脂贮积症 （sphingolipid storage disease） 进行性发育阻滞、神经麻痹、神经衰退。第四十四张，PPT共五十一页，创作于2022年6月（二）甘油糖脂甘油糖脂（glyceroglycolipid）也称糖基甘油酯，由二酰甘油分子3位上的羟基与糖基连接而成。 单半乳糖基二酰甘油 二半乳糖基二酰甘油 目 录第四十五张，PPT共五十一页，创作于2022年6月第 三 节聚糖的生物信息与功能 Bioinformation and function of glycan第四十六张，PPT共五十一页，创作于2022年6月聚

18、糖结构含有编码信息。聚糖结构信息影响糖蛋白从初始合成至最后亚细胞定位的各个阶段及其功能。聚糖参与细胞识别、细胞黏附、细胞分化、免疫识别、细胞信号转导、微生物致病过程和肿瘤转移过程等。 聚糖的生物信息与功能第四十七张，PPT共五十一页，创作于2022年6月一、糖基转移酶特异性 决定聚糖的糖基序列糖密码： 聚糖中糖链序列和空间结构的编码信息。 聚糖的生物合成没有模板指导2. 糖基转移酶和糖苷酶的特异性决定糖密码 糖基转移酶 130多种酶 识别糖基底物、催化糖苷键的形成； 糖基转移酶特异性地、有序地转运糖基：3. 糖基转移酶和糖苷酶受基因表达调控第四十八张，PPT共五十一页，创作于2022年6月二、聚糖空间结构多样性是信息的基础糖链连接方式的多样性己糖结构： 2个