2019第19章糖蛋白PPT课件
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糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质(2)
➢ 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。
➢ O-GlcNAc糖基化修饰是通过O-GlcNAc糖基转 移酶(O-GlcNAc transferase, OGT)作用，将βN-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。
目录
蛋白聚糖聚合物
透明质酸 连接蛋白
硫酸角质素 硫酸软骨素 糖蛋白亚基 核心蛋白
骨骺软骨蛋白聚糖聚合物
目录
三、核心蛋白逐一加上糖基而形成 蛋白聚糖
➢ 在内质网上合成核心蛋白多肽链，同时在高 尔基体内进行糖链延长或加工。
➢ 多糖链的形成是由单糖逐个加上去的，糖醛 酸 由 UDPGA 提 供 ； 单 糖 要 由 UDP 活 化 ； 硫 酸由PAPS提供；糖胺氨基来自于Gln。
糖蛋白分子中聚糖结构的不均一性称为 糖型(glycoform)。
目录
（三）N-连接聚糖可分为3型
①高甘露糖型 ②复杂性 ③杂合型
都有一个五糖核心
Man Man
Man
GlcNAc GlcNAc Asn
目录
目录
（四）N-连接寡糖的合成是以长萜醇作为 聚糖载体
N-连接寡糖是在内质网上以长萜醇作为糖链 载体，先合成含14糖基的寡糖链，然后转移至肽 链的糖基化位点上，进一步在内质网和高尔基体 进行加工而成。
单糖
糖类 多糖
糖蛋白(glycoprotein)
糖复合物 (glycoconjugates)
蛋白聚糖(proteoglycan)
糖脂(glycolipids)
目录
第一节
糖蛋白
Glycoprotein
目录
➢ O-GlcNAc糖基化修饰是通过O-GlcNAc糖基转 移酶(O-GlcNAc transferase, OGT)作用，将βN-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。
目录
蛋白聚糖聚合物
透明质酸 连接蛋白
硫酸角质素 硫酸软骨素 糖蛋白亚基 核心蛋白
骨骺软骨蛋白聚糖聚合物
目录
三、核心蛋白逐一加上糖基而形成 蛋白聚糖
➢ 在内质网上合成核心蛋白多肽链，同时在高 尔基体内进行糖链延长或加工。
➢ 多糖链的形成是由单糖逐个加上去的，糖醛 酸 由 UDPGA 提 供 ； 单 糖 要 由 UDP 活 化 ； 硫 酸由PAPS提供；糖胺氨基来自于Gln。
糖蛋白分子中聚糖结构的不均一性称为 糖型(glycoform)。
目录
（三）N-连接聚糖可分为3型
①高甘露糖型 ②复杂性 ③杂合型
都有一个五糖核心
Man Man
Man
GlcNAc GlcNAc Asn
目录
目录
（四）N-连接寡糖的合成是以长萜醇作为 聚糖载体
N-连接寡糖是在内质网上以长萜醇作为糖链 载体，先合成含14糖基的寡糖链，然后转移至肽 链的糖基化位点上，进一步在内质网和高尔基体 进行加工而成。
单糖
糖类 多糖
糖蛋白(glycoprotein)
糖复合物 (glycoconjugates)
蛋白聚糖(proteoglycan)
糖脂(glycolipids)
目录
第一节
糖蛋白
Glycoprotein
目录
糖蛋白、蛋白聚糖-和细胞外基质-Glycoprotein--…
乙酰葡萄糖胺等单糖。
第八页，共二十七页。
3. O-连接寡糖合成
O-连接寡糖在N-乙酰半乳糖基转移酶的作 用下，在多肽链的丝/苏氨酸的羟基上连接上N乙酰半乳基，然后逐个加上糖基直至O-连接寡糖 链的形成。
第九页，共二十七页。
二、糖蛋白寡糖链的功能
1. 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的空间构 象；影响亚基聚合；糖蛋白在细胞内的分拣和投送。
每一步加工都由特异的糖基转移酶或糖苷酶催化完 成，糖基必须活化为UDP或UDP的衍生物。
第七页，共二十七页。
（二）O-连接糖蛋白
1. 定义
糖蛋白糖链与蛋白部分的丝/苏氨酸残基的羟基相
连，称为O-连接糖蛋白。
2. O-连接寡糖结构
O-连接寡糖有N-乙酰半乳糖与半乳糖构成核心二 糖，核心二糖可重复延长及分支，再接上岩藻糖、N-
三、蛋白聚糖的生物合成
• 在内质网上合成核心蛋白多肽链，同时在高尔基体 内进行糖链延长或加工。
• 多糖链的形成是由单糖逐个加上去的，糖醛酸 由UDPGA提供；单糖要由UDP活化；硫酸由 PAPS提供；糖胺氨基来自于Gln。
第十八页，共二十七页。
四、蛋白聚糖的功能
1. 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。
第一节
糖蛋白
Glycoprotein
第一页，共二十七页。
定义
一种或多种糖以共价键连接到肽链上的蛋白 质。
特点
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
第二页，共二十七页。
第八页，共二十七页。
3. O-连接寡糖合成
O-连接寡糖在N-乙酰半乳糖基转移酶的作 用下，在多肽链的丝/苏氨酸的羟基上连接上N乙酰半乳基，然后逐个加上糖基直至O-连接寡糖 链的形成。
第九页，共二十七页。
二、糖蛋白寡糖链的功能
1. 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的空间构 象；影响亚基聚合；糖蛋白在细胞内的分拣和投送。
每一步加工都由特异的糖基转移酶或糖苷酶催化完 成，糖基必须活化为UDP或UDP的衍生物。
第七页，共二十七页。
（二）O-连接糖蛋白
1. 定义
糖蛋白糖链与蛋白部分的丝/苏氨酸残基的羟基相
连，称为O-连接糖蛋白。
2. O-连接寡糖结构
O-连接寡糖有N-乙酰半乳糖与半乳糖构成核心二 糖，核心二糖可重复延长及分支，再接上岩藻糖、N-
三、蛋白聚糖的生物合成
• 在内质网上合成核心蛋白多肽链，同时在高尔基体 内进行糖链延长或加工。
• 多糖链的形成是由单糖逐个加上去的，糖醛酸 由UDPGA提供；单糖要由UDP活化；硫酸由 PAPS提供；糖胺氨基来自于Gln。
第十八页，共二十七页。
四、蛋白聚糖的功能
1. 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。
第一节
糖蛋白
Glycoprotein
第一页，共二十七页。
定义
一种或多种糖以共价键连接到肽链上的蛋白 质。
特点
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
第二页，共二十七页。
糖蛋白
复杂型N-糖链中与Asn连接的GlcNAc上可 发生岩藻糖苷化(Man → GlaNAc),称为核心 岩藻糖。有时在五糖核心区的β-Man尚可连 接GlcNAc,称为平分型GlcNAc。
(二)O—连接糖链
采用O—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 基酸总数的 50％。这种糖蛋白的糖链中 不具有共同的核心序列，因此糖链的结 构相互之间差异较大。
又如Tf受体的第251Asn被点突变后，除 不能形成二聚体外，还被细胞内水解酶迅速 水解而不能定位于细胞膜，说明糖链的存在 对蛋白肽链可发挥屏障保护作用，使肽链免 遭细胞内蛋白酶的水解。此外研究证明N-或 O-Gal糖链末端NeuAc对防止蛋白水解也是 必需的。
2.分泌性蛋白：
糖蛋白分泌出细胞的过程也与其糖链 有关。但分泌性糖蛋白的转运对糖链的 要求并不像膜蛋白那样是严格必需的。
二、糖蛋白的结构
• 糖蛋白中糖链与多肽链的连接方式主要 有两种，二者都需要在单糖与氨基酸残 基之间形成特异的糖苷键。其余还有较 少见的两种。
• 糖链的长短，结构和数目，在各种糖蛋 白之间可以相差很大。
通常见于糖蛋白寡糖链中的单糖有8种。 葡萄糖;半乳糖（Gal）； 甘露糖（Man）； N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）； N-乙酰葡糖胺（GlcNAc）； 岩藻糖（Fuc）； N-乙酰神经氨酸（NeuAc） 阿拉伯糖(Ara)等。
2.与羟脯AA连接的糖链 由(L-Ara)阿拉伯糖 的异头碳与Hyp-OH缩合而成（L-Araβ1Hyp),此糖链见于植物的细胞壁，未见于动物， 对碱稳定，糖链较短，通常由1-4个Ara残基 组成。
3.与羟赖AA连接的糖链 由半乳糖的异头碳与 羟赖AA的-OH缩合而成。仅见于胶原蛋白中， 对碱稳定，糖基化常处于Gly-X-Hyl-Gly的序 列中，该四肽可能似糖基化受体的特征结构。
(二)O—连接糖链
采用O—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 基酸总数的 50％。这种糖蛋白的糖链中 不具有共同的核心序列，因此糖链的结 构相互之间差异较大。
又如Tf受体的第251Asn被点突变后，除 不能形成二聚体外，还被细胞内水解酶迅速 水解而不能定位于细胞膜，说明糖链的存在 对蛋白肽链可发挥屏障保护作用，使肽链免 遭细胞内蛋白酶的水解。此外研究证明N-或 O-Gal糖链末端NeuAc对防止蛋白水解也是 必需的。
2.分泌性蛋白：
糖蛋白分泌出细胞的过程也与其糖链 有关。但分泌性糖蛋白的转运对糖链的 要求并不像膜蛋白那样是严格必需的。
二、糖蛋白的结构
• 糖蛋白中糖链与多肽链的连接方式主要 有两种，二者都需要在单糖与氨基酸残 基之间形成特异的糖苷键。其余还有较 少见的两种。
• 糖链的长短，结构和数目，在各种糖蛋 白之间可以相差很大。
通常见于糖蛋白寡糖链中的单糖有8种。 葡萄糖;半乳糖（Gal）； 甘露糖（Man）； N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）； N-乙酰葡糖胺（GlcNAc）； 岩藻糖（Fuc）； N-乙酰神经氨酸（NeuAc） 阿拉伯糖(Ara)等。
2.与羟脯AA连接的糖链 由(L-Ara)阿拉伯糖 的异头碳与Hyp-OH缩合而成（L-Araβ1Hyp),此糖链见于植物的细胞壁，未见于动物， 对碱稳定，糖链较短，通常由1-4个Ara残基 组成。
3.与羟赖AA连接的糖链 由半乳糖的异头碳与 羟赖AA的-OH缩合而成。仅见于胶原蛋白中， 对碱稳定，糖基化常处于Gly-X-Hyl-Gly的序 列中，该四肽可能似糖基化受体的特征结构。
糖蛋白
目录
一、胶原
? 胶原(collagen) 是结缔组织的主要蛋白质成分。 主要由结缔组织成纤维细胞所分泌，某些上皮 细胞也能分泌的某些类型的胶原蛋白。
? 分布于骨、皮肤、血管壁、肌腱、韧带、肌 肉、软骨、角膜等。
? 起支架、维持组织构型、机体运动等多项作用。
目录
（一）胶原的分子组成和分型
胶原经超速离心后可分得 3个组分，即α、 β、γ，其中β和γ组分分别是α组分的二聚体和 三聚体。α组分又分为α1, α2, α3和α4，它们在 氨基酸组成上有所不同，但肽链长度近似。
目录
? 蛋白聚糖聚合物
透明质酸 连接蛋白
硫酸角质素 硫酸软骨素 糖蛋白亚基 核心蛋白
骨骺软骨蛋白聚糖聚合物
目录
三、核心蛋白逐一加上糖基而形成 蛋白聚糖
? 在内质网上合成核心蛋白多肽链，同时在高 尔基体内进行糖链延长或加工。
? 多糖链的形成是由单糖逐个加上去的，糖醛 酸由 UDPGA 提供；单糖要由 UDP 活化；硫 酸由PAPS 提供；糖胺氨基来自于 Gln 。
目录
?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。
目录
第一节
糖蛋白
Glycoprotein
目录
? 糖蛋白
? 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
一、胶原
? 胶原(collagen) 是结缔组织的主要蛋白质成分。 主要由结缔组织成纤维细胞所分泌，某些上皮 细胞也能分泌的某些类型的胶原蛋白。
? 分布于骨、皮肤、血管壁、肌腱、韧带、肌 肉、软骨、角膜等。
? 起支架、维持组织构型、机体运动等多项作用。
目录
（一）胶原的分子组成和分型
胶原经超速离心后可分得 3个组分，即α、 β、γ，其中β和γ组分分别是α组分的二聚体和 三聚体。α组分又分为α1, α2, α3和α4，它们在 氨基酸组成上有所不同，但肽链长度近似。
目录
? 蛋白聚糖聚合物
透明质酸 连接蛋白
硫酸角质素 硫酸软骨素 糖蛋白亚基 核心蛋白
骨骺软骨蛋白聚糖聚合物
目录
三、核心蛋白逐一加上糖基而形成 蛋白聚糖
? 在内质网上合成核心蛋白多肽链，同时在高 尔基体内进行糖链延长或加工。
? 多糖链的形成是由单糖逐个加上去的，糖醛 酸由 UDPGA 提供；单糖要由 UDP 活化；硫 酸由PAPS 提供；糖胺氨基来自于 Gln 。
目录
?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。
目录
第一节
糖蛋白
Glycoprotein
目录
? 糖蛋白
? 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
糖蛋白演示教学
TOOLS FOR GLYCOBIOLOGY
糖蛋白的组成和结构
TOOLS FOR GLYCOBIOLOGY
TOOLS FOR GLYCOBIOLOGY
糖蛋白的组成和结构
TOOLS FOR GLYCOBIOLOGY
一、N-连接糖蛋白
定义：糖链的N-乙酰葡糖胺(GlcNAc) 或 N-乙酰半乳糖胺(GlaNAc)与多肽链的天冬 酰胺(Asn)的酰胺氮连接，形成N-糖苷键， 此种糖链为N-连接糖链，也称N-聚糖(NGlycan)。
肽链、多聚核苷酸的生物合成基本 上都是有模板的，而糖链的合成是 没有模板的，糖涟的生物合成是由 糖基的受体、糖基的供体和糖基转 移酶这三类分子协调完成的。
TOOLS FOR GLYCOBIOLOGY
2、糖基的受体
糖蛋白的肽链在糖基化过程中，第一糖基 的受体通常是肽链中特定位置的氨基酸残 基。此后糖链延伸时，糖基的受体则是新 接上的糖基。
糖蛋白的基本概念
红细胞生成素，白细胞介素等； 生长因子和细胞因子等粘蛋白； 多种酶类： 如真菌分泌的高峰淀粉酶、转化酶等。 牛、羊、猪的胰核糖核酸酶都是糖蛋白，
糖的含量分别为9.4%，9.8%和38%，而鹿 和大鼠的此种酶却不含糖。
TOOLS FOR GLYCOBIOLOGY
糖蛋白的基本概念
TOOLS FOR GLYCOBIOLOGY
长萜醇是聚异戊二烯的衍生物作为糖基的载体
TOOLS FOR GLYCOBIOLOGY
4、糖基转移酶
糖基转移酶是糖类生物合成的中非常重要 的酶类，它们对糖基的供体和糖基的受体 都有高度的专一性。
糖复合物中糖链结构的复杂性，致使糖链 的生物合成需要多个糖基转移酶的协同作 用，前一个糖基转移酶的产物，是后一个 糖基转移酶的底物。
糖蛋白的组成和结构
TOOLS FOR GLYCOBIOLOGY
TOOLS FOR GLYCOBIOLOGY
糖蛋白的组成和结构
TOOLS FOR GLYCOBIOLOGY
一、N-连接糖蛋白
定义：糖链的N-乙酰葡糖胺(GlcNAc) 或 N-乙酰半乳糖胺(GlaNAc)与多肽链的天冬 酰胺(Asn)的酰胺氮连接，形成N-糖苷键， 此种糖链为N-连接糖链，也称N-聚糖(NGlycan)。
肽链、多聚核苷酸的生物合成基本 上都是有模板的，而糖链的合成是 没有模板的，糖涟的生物合成是由 糖基的受体、糖基的供体和糖基转 移酶这三类分子协调完成的。
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2、糖基的受体
糖蛋白的肽链在糖基化过程中，第一糖基 的受体通常是肽链中特定位置的氨基酸残 基。此后糖链延伸时，糖基的受体则是新 接上的糖基。
糖蛋白的基本概念
红细胞生成素，白细胞介素等； 生长因子和细胞因子等粘蛋白； 多种酶类： 如真菌分泌的高峰淀粉酶、转化酶等。 牛、羊、猪的胰核糖核酸酶都是糖蛋白，
糖的含量分别为9.4%，9.8%和38%，而鹿 和大鼠的此种酶却不含糖。
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糖蛋白的基本概念
TOOLS FOR GLYCOBIOLOGY
长萜醇是聚异戊二烯的衍生物作为糖基的载体
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4、糖基转移酶
糖基转移酶是糖类生物合成的中非常重要 的酶类，它们对糖基的供体和糖基的受体 都有高度的专一性。
糖复合物中糖链结构的复杂性，致使糖链 的生物合成需要多个糖基转移酶的协同作 用，前一个糖基转移酶的产物，是后一个 糖基转移酶的底物。
糖类和蛋白质(共34张PPT)
A.甲醛溶液 C.饱和Na2SO4溶液
B.CuSO4溶液 D.浓硫酸
5. 下列实例中利用了蛋白质变性的是（ A ）
①利用过氧乙酸对环境、物品进行消毒；
②利用高温、紫外线对医疗器械进行消毒；
③蒸煮鸡蛋食用；
④松花蛋的腌制；
⑤用蛋白质灌服重金属中毒的病人。
A．全部
B．①②③④
C．①②③
D．①②
A.麦芽糖和蔗糖
B.C2H6与C3H8 C. O2与O3 D.CH3－CH2－CH2－CH3 与
1.单糖——葡萄糖、果糖（C6H12O6)
(1)物理性质：白色晶体，有甜味，能溶于水。
(2)组成与结构 分子式：C6H12O6 最简式：CH2O 结构简式：CH2OH(CHOH)4CHO （葡萄糖）
CH2 — CH — CH — CH — CHCHO OH OH OH OH OH （葡萄糖）
（3）向3试管滴加少量硫酸铜溶液; 变性 蛋白质凝聚，加水沉淀不溶解。
（4）向4试管中加入浓硝酸溶液；
蛋白质呈黄色。
蛋白质的显色反应
1.水解 蛋白质在蛋白酶的作用下水解生成各种_氨__基__酸_。
2.显色反应：——能用于检验蛋白质的存在。 有些蛋白质遇浓硝酸呈黄色
3.盐析： ——是可逆的物理变化 向蛋白质溶液中加入浓的盐溶液 (轻金属盐) ， 会使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出。 注意：要分清轻金属盐是少量还是浓溶液，少 量促进溶解，浓溶液蛋白质析出。 盐析后继续加水，析出的蛋白质能够溶解， 因为蛋白质没有失去生理活性。
何提供能量？
提示：工业上通常用淀粉催化水解法制取葡萄糖。
催化剂
(C6H10O5)n+ nH2O
nC6H12O6
糖蛋白与生物识别PPT课件
• 人们用交叉连接和亲和层析分离到蛋白质sp56，它 表现出是一种外周膜蛋白，定位在精子顶体上端的 质膜上，与ZP3的O-连接寡糖链特异性结合。
• sp56蛋白与ZP3专一识别和结合后，导致顶体反应， 精子才能穿过透明带，接触卵子质膜并与之融合， 完成受精过程。
.
13
猪
• 猪卵细胞透明带糖蛋白由4种糖蛋白ZP1，ZP2， ZP3和ZP4组成。
• 糖肽键是糖链和肽链的连接键,是指糖基异头碳原子上的羟基与 肽链氨基酸残基上的酰胺基或羟基脱水形成的糖苷键。
• 连接方式主要分为N-糖苷键和O-糖苷键 • N-型糖苷键为糖链与肽链上天冬酰氨的酰氨基连接,同时对天冬
酰氨要求有一特殊的三肽序列Asn-X-Ser/Thr,其中X可以是任一 氨基酸。N-型连接的糖链上一般富含甘露糖,并具有一个五糖核 心结构。 • O-型糖苷键是糖链与肽链上的Ser、Thr的自由羟基连接,糖链多 分枝,呈簇状分布,一般不含甘露糖。在一些糖蛋白中稳定性较高, 而在另一些糖蛋白中则表现出较强的流动性,肽链上既可以糖基 化又可以去糖基化,与蛋白质磷酸化方式十分相似。
• 透明带（zona pellucida，zp）抗原，它是哺乳动 物卵母细胞分泌并被覆于卵细胞外的一层基质，属 糖蛋白。
.
12
小鼠
• Wassarman指出透明带中有ZP1，ZP2，ZP3三种 糖蛋白，研究证明ZP3是第一精子受体，能与顶体 完整的精子结合，并诱发顶体反应。ZP3有O-连接 和N-连接的寡糖链，其中O-连接的寡糖链是被精 子识别的部位。
• 两类配子通过它们的鞭毛互相粘着，导致细胞融合， 完成有性生殖。
• 鞭毛的粘着由鞭毛表面的受体介导。
• 研究发现，该受体是一种富含羟脯氨酸的糖蛋白，呈 杆状，一端有一个球状区，另一端为钩状结构，与质 膜相连，50%为含硫的寡聚糖，均为O-连接的糖链。
• sp56蛋白与ZP3专一识别和结合后，导致顶体反应， 精子才能穿过透明带，接触卵子质膜并与之融合， 完成受精过程。
.
13
猪
• 猪卵细胞透明带糖蛋白由4种糖蛋白ZP1，ZP2， ZP3和ZP4组成。
• 糖肽键是糖链和肽链的连接键,是指糖基异头碳原子上的羟基与 肽链氨基酸残基上的酰胺基或羟基脱水形成的糖苷键。
• 连接方式主要分为N-糖苷键和O-糖苷键 • N-型糖苷键为糖链与肽链上天冬酰氨的酰氨基连接,同时对天冬
酰氨要求有一特殊的三肽序列Asn-X-Ser/Thr,其中X可以是任一 氨基酸。N-型连接的糖链上一般富含甘露糖,并具有一个五糖核 心结构。 • O-型糖苷键是糖链与肽链上的Ser、Thr的自由羟基连接,糖链多 分枝,呈簇状分布,一般不含甘露糖。在一些糖蛋白中稳定性较高, 而在另一些糖蛋白中则表现出较强的流动性,肽链上既可以糖基 化又可以去糖基化,与蛋白质磷酸化方式十分相似。
• 透明带（zona pellucida，zp）抗原，它是哺乳动 物卵母细胞分泌并被覆于卵细胞外的一层基质，属 糖蛋白。
.
12
小鼠
• Wassarman指出透明带中有ZP1，ZP2，ZP3三种 糖蛋白，研究证明ZP3是第一精子受体，能与顶体 完整的精子结合，并诱发顶体反应。ZP3有O-连接 和N-连接的寡糖链，其中O-连接的寡糖链是被精 子识别的部位。
• 两类配子通过它们的鞭毛互相粘着，导致细胞融合， 完成有性生殖。
• 鞭毛的粘着由鞭毛表面的受体介导。
• 研究发现，该受体是一种富含羟脯氨酸的糖蛋白，呈 杆状，一端有一个球状区，另一端为钩状结构，与质 膜相连，50%为含硫的寡聚糖，均为O-连接的糖链。
第十九章 糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质
安徽医科大学基础医学院生物化学教案
教材名称：授课对象：编写时间：授课日期：教学内容：普通高教“十五”规划教材《生物化学》第六版五年制基础医学等专业（理论110学时）
学年/学期：
年级/班级：
糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质
【教学目的与要求】
掌握：1. 糖蛋白、蛋白聚糖的概念。
2. 糖蛋白寡糖链的功能。
熟悉：糖蛋白、蛋白聚糖的结构特点。
了解：细胞外基质和糖蛋白、蛋白聚糖的生物合成。
【本课内容学习指导】
重点：1. 糖蛋白、蛋白聚糖的组成特点。
2. 糖蛋白寡糖链的功能。
难点：糖蛋白、蛋白聚糖的生物合成。
进展：1.糖蛋白与信号转导。
2.蛋白聚糖与肿瘤转移。
【教学方法】
多媒体教学为主，采用讲授式、启发式进行教学。
【教学时间分配】
4学时。
其中糖蛋白2学时，蛋白聚糖1学时，细胞外基质1学时。
【课后小结】
1. 糖蛋白和蛋白聚糖的结构。
2. 糖蛋白的类型。
3. 糖蛋白分子中聚糖的功能。
4. 蛋白聚糖的功能。
4. 细胞外基质。
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粘液、眼玻璃体等组织。
23 目录
核心蛋白
组成
糖胺 糖胺聚糖
糖醛酸
已糖醛酸和已糖胺组成二糖单位
24 目录
25 目录
蛋白聚糖的结构
26 目录
蛋白聚糖聚合物
透明质酸 连接蛋白
硫酸角质素 硫酸软骨素 ห้องสมุดไป่ตู้蛋白亚基 核心蛋白
骨骺软骨蛋白聚糖聚合物
27 目录
蛋白聚糖合成
➢ 内质网----合成核心蛋白 ➢ 高尔基体----糖链延长或加工。
常位于Ser/Thr磷酸化位点处。 相互影响。
17 目录
糖组(Glycome)
一种细胞或一个生物体中全部聚糖种类。
糖组学则包括聚糖种类、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。
18 目录
。
19 目录
二、聚糖功能
（一）稳固多肽链的结构 （二）保护肽链并延长其半衰期
免受蛋白酶的水解。
➢ XVIII型胶原蛋白C端含内皮抑素(endostatin)的 序列。水解----得到内皮抑素
➢ 抑制血管内皮细胞生长和迁移、抑制肿瘤细胞 增殖和迁移等作用。
37 目录
胶原的氨基酸组成和空间构象特点
富含甘氨酸（占1/3）和脯氨酸（占1/4）， 特含有羟赖氨酸和羟脯氨酸，缺色氨酸和半胱氨 酸，甚少酪氨酸。
（三）参与新生肽链的折叠，维持蛋白质的
正确的空间构象；影响亚基聚合和糖 蛋白在细胞内的分拣和投送。
（四）聚糖可参与分子间的相互识别
20 目录
流感病毒与细胞
红细胞血型物质
21 目录
第二节
蛋白聚糖
Proteoglycan
22 目录
➢ 聚糖与核心蛋白形成
➢ 糖占比例大，具有多糖性质。 ➢ 分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节滑液、
➢ 每一聚糖都有一个独特的能被蛋白质阅读， 并与蛋白质相结合的三维空间构象，即糖密 码(sugar code)。
30 目录
第三节
细胞外基质
Extracellular Matrix, ECM
31 目录
细胞外基质
◆许多动物细胞被ECM包裹，ECM由细 胞外材料构成，紧贴细胞膜
◆ECM不是惰性的包装材料，调节细胞形 状和活动
流感病毒与细胞的结合
H1N1
1 目录
整体概况
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概况2
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概况3
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2 目录
骨髓移植
O型血移植入A型血的骨髓干细胞
红细胞低
3 目录
4 目录
糖蛋白、蛋白聚糖 和细胞外基质
38 目录
二、纤连蛋白
(fibronectin, Fn)
分子结构：
39 目录
纤连蛋白Fn的功能
介导细胞的黏着 由于Fn与细胞外基质各类成分相 结合且促进它们沉积,故认为Fn是细 胞外基质的组织者
40 目录
Fn做为肿瘤治疗的靶点
Fibronectin (FN), a class of high-molecular-weight adhesive glycoproteins, plays a prominent role in mediating ECM function, because of its high abundance and its interaction with cellular components. Furthermore, the generation of tumor-associated FN isoforms allows the development of specific ligands (e.g., antibodies), which can be used for the selective delivery of therapeutic agents to the tumor environment.
35 目录
一、胶原(collagen)
结缔组织的主要蛋白质成分。 只在细胞外基质存在的糖蛋白。 人体内单种含量最高的蛋白，点总蛋白质的 30%。
➢ 分布于骨、皮肤、血管壁、肌腱、韧带、肌 肉、软骨、角膜等。
➢ 起支架、维持组织构型、机体运动等多项作用。 36 目录
（二）胶原蛋白C端非螺旋结构域与内皮抑素
Man
GlcNAc GlcNAc Asn 13 目录
.
免
核
疫
糖
球
核
蛋
酸
白
酶
G
卵 清 蛋 白
小
牛
溶
黄
酶
体
体
激
酶
素
猪
甲
状
血腺
清球
蛋蛋
白白
14 目录
N-连接寡糖的合成
15 目录
O-连接寡糖合成
O
丝/苏氨酸连接N-乙酰半乳基，然后逐个加上糖基 不需载体
16 目录
可逆修饰----β-N-乙酰氨基葡萄糖化
Glycoprotein, Proteoglycan and Extracellular Matrix
5 目录
细胞表面
6 目录
单糖
糖类 多糖
糖蛋白
糖复合物 (glycoconjugates)
蛋白聚糖
糖脂
7 目录
第一节
糖蛋白
Glycoprotein
8 目录
聚糖中单糖的种类：
葡萄糖(Glu) 半乳糖(Gal) 甘露糖(Man) N-乙酰半乳糖胺(GalNAc) 岩藻糖(Fuc) N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc) N-乙酰神经氨酸(NeuAc)
9 目录
一、糖蛋白糖链的结构
N-连接
天冬酰胺Asn
O-连接
丝氨酸
苏氨酸
10 目录
N—连接糖链的糖基化位点
总出现在Asn-X—Ser或 Asn-X—Thr 序列中。其中的X可为脯氨酸以外的任意氨 基酸。
11 目录
糖基化位点：Asn-X-Ser/Thr序列
12 目录
（三）N-连接聚糖可分为3型
Man Man
28 目录
蛋白聚糖功能
1. 构成细胞外基质 蛋白聚糖和弹性蛋白、胶原蛋白连接，构
成基质。这与细胞的粘附、迁移、增殖和分化 等有关。
2. 其它功能 抗凝血（肝素） 参与细胞识别结合与分化（细胞表面的硫酸素） 维持软骨机械性能（硫酸软骨素）等
29 目录
3. 作为信息分子作用
➢ 特异的聚糖结构被细胞用来编码若干重要信 息，诸如糖蛋白的胞内定向转运、细胞与细 胞的相互作用、组织与器官发育以及细胞外 信号转导等。
32 目录
肌动蛋白
细胞与细胞外基 质的相互作用
整合素
蛋白聚糖 纤连蛋白
胶原
33 目录
典型的ECM
胶原
纤连蛋白Fn
层粘连蛋白Ln 蛋白聚糖
34 目录
主要成分
• 结构蛋白：胶原 (collagen) • 专一蛋白：纤连蛋白 (fibronectin,
Fn)、层粘蛋白 (laminin, Ln) • 蛋白聚糖
23 目录
核心蛋白
组成
糖胺 糖胺聚糖
糖醛酸
已糖醛酸和已糖胺组成二糖单位
24 目录
25 目录
蛋白聚糖的结构
26 目录
蛋白聚糖聚合物
透明质酸 连接蛋白
硫酸角质素 硫酸软骨素 ห้องสมุดไป่ตู้蛋白亚基 核心蛋白
骨骺软骨蛋白聚糖聚合物
27 目录
蛋白聚糖合成
➢ 内质网----合成核心蛋白 ➢ 高尔基体----糖链延长或加工。
常位于Ser/Thr磷酸化位点处。 相互影响。
17 目录
糖组(Glycome)
一种细胞或一个生物体中全部聚糖种类。
糖组学则包括聚糖种类、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。
18 目录
。
19 目录
二、聚糖功能
（一）稳固多肽链的结构 （二）保护肽链并延长其半衰期
免受蛋白酶的水解。
➢ XVIII型胶原蛋白C端含内皮抑素(endostatin)的 序列。水解----得到内皮抑素
➢ 抑制血管内皮细胞生长和迁移、抑制肿瘤细胞 增殖和迁移等作用。
37 目录
胶原的氨基酸组成和空间构象特点
富含甘氨酸（占1/3）和脯氨酸（占1/4）， 特含有羟赖氨酸和羟脯氨酸，缺色氨酸和半胱氨 酸，甚少酪氨酸。
（三）参与新生肽链的折叠，维持蛋白质的
正确的空间构象；影响亚基聚合和糖 蛋白在细胞内的分拣和投送。
（四）聚糖可参与分子间的相互识别
20 目录
流感病毒与细胞
红细胞血型物质
21 目录
第二节
蛋白聚糖
Proteoglycan
22 目录
➢ 聚糖与核心蛋白形成
➢ 糖占比例大，具有多糖性质。 ➢ 分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节滑液、
➢ 每一聚糖都有一个独特的能被蛋白质阅读， 并与蛋白质相结合的三维空间构象，即糖密 码(sugar code)。
30 目录
第三节
细胞外基质
Extracellular Matrix, ECM
31 目录
细胞外基质
◆许多动物细胞被ECM包裹，ECM由细 胞外材料构成，紧贴细胞膜
◆ECM不是惰性的包装材料，调节细胞形 状和活动
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红细胞低
3 目录
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糖蛋白、蛋白聚糖 和细胞外基质
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二、纤连蛋白
(fibronectin, Fn)
分子结构：
39 目录
纤连蛋白Fn的功能
介导细胞的黏着 由于Fn与细胞外基质各类成分相 结合且促进它们沉积,故认为Fn是细 胞外基质的组织者
40 目录
Fn做为肿瘤治疗的靶点
Fibronectin (FN), a class of high-molecular-weight adhesive glycoproteins, plays a prominent role in mediating ECM function, because of its high abundance and its interaction with cellular components. Furthermore, the generation of tumor-associated FN isoforms allows the development of specific ligands (e.g., antibodies), which can be used for the selective delivery of therapeutic agents to the tumor environment.
35 目录
一、胶原(collagen)
结缔组织的主要蛋白质成分。 只在细胞外基质存在的糖蛋白。 人体内单种含量最高的蛋白，点总蛋白质的 30%。
➢ 分布于骨、皮肤、血管壁、肌腱、韧带、肌 肉、软骨、角膜等。
➢ 起支架、维持组织构型、机体运动等多项作用。 36 目录
（二）胶原蛋白C端非螺旋结构域与内皮抑素
Man
GlcNAc GlcNAc Asn 13 目录
.
免
核
疫
糖
球
核
蛋
酸
白
酶
G
卵 清 蛋 白
小
牛
溶
黄
酶
体
体
激
酶
素
猪
甲
状
血腺
清球
蛋蛋
白白
14 目录
N-连接寡糖的合成
15 目录
O-连接寡糖合成
O
丝/苏氨酸连接N-乙酰半乳基，然后逐个加上糖基 不需载体
16 目录
可逆修饰----β-N-乙酰氨基葡萄糖化
Glycoprotein, Proteoglycan and Extracellular Matrix
5 目录
细胞表面
6 目录
单糖
糖类 多糖
糖蛋白
糖复合物 (glycoconjugates)
蛋白聚糖
糖脂
7 目录
第一节
糖蛋白
Glycoprotein
8 目录
聚糖中单糖的种类：
葡萄糖(Glu) 半乳糖(Gal) 甘露糖(Man) N-乙酰半乳糖胺(GalNAc) 岩藻糖(Fuc) N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc) N-乙酰神经氨酸(NeuAc)
9 目录
一、糖蛋白糖链的结构
N-连接
天冬酰胺Asn
O-连接
丝氨酸
苏氨酸
10 目录
N—连接糖链的糖基化位点
总出现在Asn-X—Ser或 Asn-X—Thr 序列中。其中的X可为脯氨酸以外的任意氨 基酸。
11 目录
糖基化位点：Asn-X-Ser/Thr序列
12 目录
（三）N-连接聚糖可分为3型
Man Man
28 目录
蛋白聚糖功能
1. 构成细胞外基质 蛋白聚糖和弹性蛋白、胶原蛋白连接，构
成基质。这与细胞的粘附、迁移、增殖和分化 等有关。
2. 其它功能 抗凝血（肝素） 参与细胞识别结合与分化（细胞表面的硫酸素） 维持软骨机械性能（硫酸软骨素）等
29 目录
3. 作为信息分子作用
➢ 特异的聚糖结构被细胞用来编码若干重要信 息，诸如糖蛋白的胞内定向转运、细胞与细 胞的相互作用、组织与器官发育以及细胞外 信号转导等。
32 目录
肌动蛋白
细胞与细胞外基 质的相互作用
整合素
蛋白聚糖 纤连蛋白
胶原
33 目录
典型的ECM
胶原
纤连蛋白Fn
层粘连蛋白Ln 蛋白聚糖
34 目录
主要成分
• 结构蛋白：胶原 (collagen) • 专一蛋白：纤连蛋白 (fibronectin,
Fn)、层粘蛋白 (laminin, Ln) • 蛋白聚糖