3_第三章 糖蛋白
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糖蛋白与蛋白聚糖
(一)糖胺聚糖的结构和类型
透明质酸（hyaluronic acid, HA）
Gtin sulfate, CS)
GlcUA
GalNAc
硫酸皮肤素(dermatan sulfate, DS) 特点：重复二糖单位由IdoUA和GalNAc
构成
硫酸角质素 (keratan sulfate, KS)
(1) 核心结构：与Ser/Thr相连接的糖基部分
(2) 骨架结构：核心结构的外延部分
(3)非还原端：
聚糖链的非还原性糖基可以是Gal、GalNAc 、 GlcNAc、Fuc或Sia
补充：聚糖链的还原端和非还原 端
（二）N-连接型糖蛋白
聚糖与多肽链的连接方式 分子中的糖链通过与多肽链中 Asnγ位酰胺N原子形成N-糖苷 键而共价相连。
蛋白聚糖的分子结构 1. 糖胺聚糖(glycosaminoglycan, GAG) :
具有由氨基己糖（己糖胺) 与己糖醛酸或半乳糖交替 排列形成的二糖重复单位
常见的氨基己糖: 氨基葡萄糖(GlcN)和氨基半乳糖(GalN) 常见的己糖醛酸: 葡萄糖醛酸(GlcUA)和艾杜糖醛酸(IdoUA)
2. 核心蛋白
第三章 糖蛋白与蛋白聚糖
第一节 糖蛋白
（glycoprotein）
定义： 在分子组成中以蛋白质为主，其一定部位以 共价键与若干糖链相连所构成的分子
糖蛋白的分子结构
组成糖蛋白分子糖链的单糖:
D-葡萄糖(Glc); D-半乳糖(Gal);
D-甘露糖(Man); L-岩藻糖(Fuc);
2-N-乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc);
Gal
GlcNAc
肝素(heparin, Hep)和硫酸乙酰肝 素(heparan sulfate, HS)
3第三章蛋白质、脂肪、糖、水(文字)
幼儿需要的营养素之一————蛋白质教学目的：掌握蛋白质的功能，人体对蛋白质的需要量与摄入量，蛋白质不足对机体的影响，提高蛋白质的营养措施，蛋白质的食物来源。
教学重点：蛋白质的功能教学难点：如何提高蛋白质营养教学教程：复习营养素的分类新授：蛋白质（一）蛋白质：如果把人体当作一座建筑物，那么蛋白质就是这座大厦的建筑材料，所发说蛋白质是一切生命的物质基础，是人体组织更新和修补的生要原料，没有蛋白质就没有生命。
为什么没有蛋白质就没有生命让我们来了解一下它的生理功能。
1、蛋白质的生理功能：（1）构成组织，修补组织工作：（构造了人的身体）它是构成人体细胞和组织工作的生要成分，是主要原料（如血液、肌肉、神经、毛发、皮肤等都是由蛋白质组成的，）另外，人的身体有数亿万计的细胞组成，细胞又处于不停息的衰老、死亡、新生的代谢过程中。
如青年人表皮28天更新一次，胃粘膜三天更新，红细胞120天更新一次。
头发、指甲也在不断推陈出新。
（2）、调节生理功能（神经与体液，其中体液由激素来调节，激素由蛋白质构成，其此蛋白质还构成了人体内新陈代谢过程中起催化作用的酶，所以人体中许多具有重要生理作用的物质都是由蛋白质构成的。
（3）、增强抵抗力，保护人体机制的抗体就是各种蛋白质，或由蛋白质衍生而成的物质。
如运输功能：人体内氧气和二氧化碳的运输是通过血红蛋白来完成的。
（4）、供给能量：当食物蛋白质的氨基酸组成和比例来符合人体需要、或蛋白质过多，就会被当作能量来源氧化分解放出热量。
2、蛋白质的组成和营养价值有20多种氨基酸组成：必需氨基酸8种，不能自行合成，必须由食物供给非必需氨基酸，能自行合成,幼儿生长发育需9种必须氨基酸，那9种请看书。
蛋白质营养价值的高低决定于氨基酸的种类、数量、比例是否符合人体的需要。
动物蛋白质所含的和种类、数量、比例都较接近人体蛋白，容易被人体吸收，称为优质蛋白质。
如乳类、蛋、肉、鸡、鸭、鱼等。
植物类蛋白质因种类不全，营养价值低，属非优质3、如何提高蛋白质的互补？（如何提高蛋白质的营养措施）将几种营养价值较低的植物蛋白质混合食用，使所含氨基酸种类、含量得以互相补充，从而提高混合食物的营养价值，称为蛋白质的互补作用。
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。
第三章糖的结构与功能
D(-)-洛格酮糖
(psicose,allulose)
(fructose)
(sorbose)
(tagalose)
2）环状结构
环状结构提出的依据：
变旋现象（许多糖，新配制的溶液会发生旋光度 的改变的现象）
证明了链式结构后，发现葡萄糖的某些理化性质 与醛不同，实验证明仅能生成半缩醛。
过长氧桥不合理，W.N.Haworth 提出透视 式表达糖的环式结构（Haworth式结构）。
使用最多的是Fisher投影式
•左旋异构体(levorotary,L)，或L型异构体。
•右旋异构体(dextrorotary)，或D型异构体。
D系醛糖的 立体结构
D(+)-甘油醛 (allose)
D(-)-赤鲜糖 (erythrose)
D(-)-苏糖 (threose)
D(-)-核糖 (ribose)
d系醛糖的立体结构d阿洛糖d阿桌糖allosed葡萄糖d甘露糖glucosed古洛糖gulosed艾杜糖idosed半乳糖galactosed塔罗糖talosealtrosemannosed赤鲜糖erythrosed苏糖threosed甘油醛allosed核糖ribosed阿拉伯糖arabinosed木糖xylosed米苏糖lysosed系酮糖的立体结构d赤藓酮糖erythrulosed核酮糖ribulosed核酮糖xylulosed阿洛酮糖psicoseallulosed果糖fructosed山梨糖sorbosed洛格酮糖tagalose二羟丙酮dihytroasetone2环状结构吡喃型p呋喃型f糖的构型dl构型最远手性碳与甘油醛比较rs构型手性碳取代基优先性旋转糖的立体结构表示fischer投影式链状haworth式环状吡喃型呋喃型透视式注意
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
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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
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糖蛋白的组成和结构
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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
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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。
糖蛋白结构及作用
糖蛋白结构及作用糖蛋白是一种由糖基和蛋白质组成的复合物，广泛存在于细胞膜上和细胞外基质中。
它在细胞识别、信号转导、细胞黏附等生物学过程中起着重要作用。
糖蛋白的结构非常复杂多样，其糖基可以分为两类：O-糖和N-糖。
O-糖是通过O-糖基转移酶将糖基转移至蛋白质上形成的；而N-糖则是通过N-糖基转移酶将糖基转移至蛋白质上形成的。
这些糖基可以单独连接在蛋白质上，也可以以复杂的方式连接在一起形成多糖链。
糖蛋白的作用主要体现在以下几个方面：1. 细胞识别和黏附：糖蛋白通过其独特的糖基结构，与其他细胞或分子进行特异性的识别和黏附。
细胞表面的糖蛋白可以通过与配体结合，介导细胞间的相互作用和黏附，从而参与细胞迁移、细胞信号传递等重要生物学过程。
2. 细胞信号转导：糖蛋白可以作为细胞信号转导的重要分子参与进程。
例如，一些膜上糖蛋白可以通过其糖基结构与信号分子结合，激活特定的信号转导通路，进而调控细胞的生理和病理过程。
3. 免疫应答：糖蛋白在免疫应答中起着重要作用。
在免疫细胞表面，糖蛋白可以作为抗原的标志物，通过与免疫细胞表面的糖蛋白相互作用，激活免疫细胞，进而介导免疫应答。
4. 细胞外基质组织：糖蛋白是细胞外基质中的重要组成部分，参与形成和维持细胞外基质的结构和功能。
糖蛋白通过其独特的糖基结构，与其他细胞外基质分子相互作用，调控细胞外基质的合成、降解和重塑。
5. 药物靶点：由于糖蛋白在多种生物学过程中的重要作用，它们成为了药物研发的重要靶点。
通过针对糖蛋白的研究，可以开发出针对糖蛋白的抑制剂或激动剂，用于治疗与糖蛋白相关的疾病，如癌症、炎症和免疫系统疾病等。
总结起来，糖蛋白是一类重要的生物分子，其复杂的结构和多样的糖基使其具有丰富的功能。
糖蛋白通过参与细胞识别、信号转导、细胞黏附等生物学过程，调控细胞的生理和病理过程。
对糖蛋白的研究不仅有助于深入理解生命的基本过程，还为药物研发提供了新的思路和靶点。
糖蛋白
可见，至少有两方面因子参与细胞的识别功能，一方面是被识别的物质分子，另一方面是起识别作用的专一的受体分子。其中的一方面，甚至有时是两方面都有糖蛋白在起作用。
糖链的存在与否，究竟对整个糖蛋白分子执行其生物学功能有多大影响？对这个问题，尚无明确的划一的答案。从目前已有材料看,有下面3种情况：①对很大一部分起滑润、保护作用的粘液糖蛋白说来，糖链的存在，关系着整个糖蛋白分子的构像、电荷、水合性能，在水溶液中的粘度等许多物理化学性状，也直接关系着这些糖蛋白的生物功能。②许多作为酶和激素的糖蛋白，其生物学活性主要在蛋白质部分,除去或改变糖链部分,对酶活性或激素功能并不带来决定性的影响。但是，糖链在维持整个分子的稳定性，使它不易被体内的蛋白酶消化掉，或者在决定整个糖蛋白分子在血循环中的生命周期等方面，起着重要作用。③参与细胞识别过程的糖蛋白,其糖链的组成和结构往往是细胞识别过程的关键,末端单糖的细微变化，可以使细胞识别功能丧失或重获。
功能 消化道、呼吸道和泌尿生殖道中的粘液糖蛋白，起着滑润、润湿和保护作用。血浆中的一些糖蛋白具有运输功能,如：铁传递蛋白,甲状腺素结合糖蛋白等。很大一部分糖蛋白具有各种生物学活性，活跃地参加生化催化和生理调控过程。有的糖蛋白是酶和酶的抑制剂，例如：哺乳动物的核糖核酸酶B和血浆胆碱酯酶，酵母的转化酶和羧基肽酶Y等，血浆中的α1-酸性糖蛋白。人体的几种激素是糖蛋白，如：促卵泡成熟激素(FSH),促甲状腺素(TSH),绒毛膜促性腺激素(CG)等。参与血液凝固过程的纤维蛋白原、凝血酶原和几种凝血因子都是糖蛋白。担负着体液免疫功能的免疫球蛋白也是糖蛋白。
组成 糖蛋白分子中通常有一个肽链，糖链数目少则一条，多则数条至数百条。糖组份占全部分子量的比例，或少于1％，如：胶原，或多至80％以上,如：血型物质。糖蛋白分子中肽链的组成,和一般蛋白质相似,有时丝氨酸和苏氨酸含量较高。糖链的组成中，经常出现的单糖或单糖衍生物有：D-半乳糖、D-甘露糖、L-岩藻糖、D-木糖、L-阿拉伯糖、D-葡萄糖等数种中性糖；两种碱性糖──α－氨基-D-半乳糖和α－氨基-D-葡萄糖，它们通常以N-乙酰衍生物形式出现；一种酸性糖──唾液酸(SA)，即神经氨酸的各种衍生物的总称，其中最常见到是N-乙酰神经氨酸。
糖链的存在与否，究竟对整个糖蛋白分子执行其生物学功能有多大影响？对这个问题，尚无明确的划一的答案。从目前已有材料看,有下面3种情况：①对很大一部分起滑润、保护作用的粘液糖蛋白说来，糖链的存在，关系着整个糖蛋白分子的构像、电荷、水合性能，在水溶液中的粘度等许多物理化学性状，也直接关系着这些糖蛋白的生物功能。②许多作为酶和激素的糖蛋白，其生物学活性主要在蛋白质部分,除去或改变糖链部分,对酶活性或激素功能并不带来决定性的影响。但是，糖链在维持整个分子的稳定性，使它不易被体内的蛋白酶消化掉，或者在决定整个糖蛋白分子在血循环中的生命周期等方面，起着重要作用。③参与细胞识别过程的糖蛋白,其糖链的组成和结构往往是细胞识别过程的关键,末端单糖的细微变化，可以使细胞识别功能丧失或重获。
功能 消化道、呼吸道和泌尿生殖道中的粘液糖蛋白，起着滑润、润湿和保护作用。血浆中的一些糖蛋白具有运输功能,如：铁传递蛋白,甲状腺素结合糖蛋白等。很大一部分糖蛋白具有各种生物学活性，活跃地参加生化催化和生理调控过程。有的糖蛋白是酶和酶的抑制剂，例如：哺乳动物的核糖核酸酶B和血浆胆碱酯酶，酵母的转化酶和羧基肽酶Y等，血浆中的α1-酸性糖蛋白。人体的几种激素是糖蛋白，如：促卵泡成熟激素(FSH),促甲状腺素(TSH),绒毛膜促性腺激素(CG)等。参与血液凝固过程的纤维蛋白原、凝血酶原和几种凝血因子都是糖蛋白。担负着体液免疫功能的免疫球蛋白也是糖蛋白。
组成 糖蛋白分子中通常有一个肽链，糖链数目少则一条，多则数条至数百条。糖组份占全部分子量的比例，或少于1％，如：胶原，或多至80％以上,如：血型物质。糖蛋白分子中肽链的组成,和一般蛋白质相似,有时丝氨酸和苏氨酸含量较高。糖链的组成中，经常出现的单糖或单糖衍生物有：D-半乳糖、D-甘露糖、L-岩藻糖、D-木糖、L-阿拉伯糖、D-葡萄糖等数种中性糖；两种碱性糖──α－氨基-D-半乳糖和α－氨基-D-葡萄糖，它们通常以N-乙酰衍生物形式出现；一种酸性糖──唾液酸(SA)，即神经氨酸的各种衍生物的总称，其中最常见到是N-乙酰神经氨酸。
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第33页
Man-6-P的合成
第34页
5.糖链的降解
糖蛋白中的糖链在溶酶体中进行降解。
一般由不同的糖苷水解酶从非还原端逐个
将糖基水解下来。糖肽键则由专一的糖苷 水解酶水解。
O-糖链的水解：
一般情况是糖链和肽链的降解同时
进行，但当糖链含唾液酸多时，糖 链则先水解。
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N-糖链的水解
糖复合物种类：糖蛋白、蛋白聚糖、脂多
糖、糖脂等。
2.糖基化作用（glycosylation) ：单糖、
寡糖或多糖链在酶的催化下与蛋白质或脂类 等非糖物质的特定部位共价结合形成糖复合 物的过程，叫糖基化作用
第3页
3.2 糖蛋白
4.2.1
4.2.2 4.2.3
糖蛋白通论
糖蛋白中糖链的结构特征 糖基化位点与肽链氨基酸序列
5. 参与细胞（分子）间的相互作用：
受体－配体结合、精卵识别和结合、细胞粘着 、病原体侵袭等。
第37页
如：G-寡糖在内质网中受葡萄糖苷酶Ⅰ 、Ⅱ作用相继除去3个Glc基，但如果肽链
折叠不正确，则在UDP-Glc：糖蛋白葡 萄糖基转移酶的作用下重新再接上一个 Glc，然后与钙连蛋白识别并结合，钙 连蛋白具有分子伴侣的作用，促进肽链 的折叠，而后钙连蛋白脱离糖蛋白肽链 ，同时在葡萄糖苷酶Ⅱ作用下重新水解下 Glc，并从内质网转运到高尔基体。
第23页
G-寡糖
G-寡糖(G-oligosaccharide)：在合成
N-糖链时，首先在粗面内质网中合成多 萜醇焦磷酸十四糖这一共同前体，这个 共同前体叫G-寡糖。
第24页
Glc
第25页
长醇焦磷酸寡糖的合成
首先细胞内合成长醇（又叫多萜醇），长醇是由异戊二烯
单元组成，其与CTP反应，并以磷酸长醇的形式整合到内 质网膜上（13） 两分子的GlcNAc结合到磷酸长醇上（1） 5分子的Man甘露糖结合上（2） 寡糖链翻转到内质网内腔（3） 甘露糖与另一分子磷酸长醇结合（4），并翻转到内质网 内腔（5） 4个甘露糖继续结合到寡糖链上（6） 葡萄糖与另一分子磷酸长醇结合（7），并翻转到内质网 内腔（8） 3个葡萄糖继续结合到寡糖链上（9） 长醇焦磷酸上的寡糖链转移到天冬酰胺上。（10）
第15页
糖链的微观不均一性（糖型）可表现为
多种形式：
在同一糖基化位点连接不同糖链；
有的糖基化位点是非保守的位点；
有多个糖基化位点，但不是每一个糖 基化位点都在任何情况下都被糖基化
第16页
3.2.5
糖蛋白中糖链的代谢
糖基供体
糖基接受体 糖基转移酶
1.糖链合成的基本特点
2.N－糖链的合成
第42页
糖蛋白的种类
根据糖蛋白的分布与功能不同：
粘液糖蛋白：如消化道分泌的粘液蛋白：如颌下 腺粘蛋白、胃粘液蛋白。
血清糖蛋白：激素蛋白，如促黄体激素；运铁蛋
白； 参与凝血和纤溶的凝血酶原、纤溶酶原； 免疫球蛋白和补体；
结构糖蛋白：作为胞外基质的结构蛋白如胶原蛋 白、层粘蛋白、纤连蛋白； 膜糖蛋白：血型抗原、组织相容性抗原、移植抗 原、病毒和激素的膜受体。
3.O－糖链的合成 4.溶酶体酶的糖基化 5.糖链的降解
第17页
1.糖链合成的基本特点
糖基供体：合成糖链的单糖的活化形式有两种
磷酸长萜醇形式：长萜醇（dolichol,Dol)是聚
异戊二烯的衍生物，一侧的羟基通过磷酸基与 糖基相连，如Dol-PP-Man; Dol-PP-GlcNAc
动物体内：含异物二烯可多达21个，含有羟
第26页
糖蛋白在高尔基体的加工
顺式高 尔基体
第27页
反式高尔基 体
半乳糖
唾液酸
第28页
糖蛋白在高尔基体的加工
伴翻译（co-translation):N-糖链合成是和
蛋白质肽链的合成同时进行，所以被称为伴 翻译。
糖蛋白在内质网和高尔基体中，在糖基转移
酶和糖苷水解酶的共同作用下，加工为成熟 的糖蛋白。
第三章
糖蛋白
3.1 糖复合物中常见的单糖及其衍生 物
3.2 糖蛋白
第1页
3.1 糖复合物中常见的单糖及其 衍生物
1. 糖复合物的概念
2. 糖基化作用
3. 糖复合物中常见的单糖及其衍生物
第2页
1.糖复合物(glycoconjugate)：单糖、寡
糖或多糖链在酶的催化下与蛋白质或脂类等 非糖物质的特定部位共价结合形成的化合物 ，叫糖复合物。
第38页
糖蛋白在高尔基体的加工
顺式高 尔基体
第39页
血浆老蛋白的清除
血浆中的很多蛋白质是以唾液酸残基为末端的N糖链的糖蛋白，称唾液酸糖蛋白。其切除唾液酸 后，蛋白即被运到溶酶体消化掉。
第40页
几个概念
分子识别(molecular recognition)：指生物分子的
选择性相互作用，例如抗原与抗体之间、酶与底物或 抑制剂之间、激素与受体之间的专一性结合。 细胞识别(cellular recognition) ：是细胞表面分 子的相互识别。 受体(receptor)：指位于细胞膜上、细胞质或细胞核 中能与来自胞外的生物活性分子（信号分子）专一结 合并将其带来的信息传递给效应器（离子通道、酶） ，从而引起相应生物学效应的生物大分子。 配体(ligand)：被受体识别并结合的生物活性分子称 为配体。
序逐个连接形成；
合成的调节复杂。
O-GalNAc糖链的合成：
第30页
狗 颌 下 腺 连 寡 糖 的 合 成
第31页
O-
第32页
4.溶酶体酶的糖基化
溶酶体酶的投送(动画）
粗面内质网上合成并进行N-糖链的糖基化
修饰；
在顺式高尔基体中进行甘露糖的磷酸化，
形成Man-6-P，
被反式高尔基体中的Man-6-P受体识别， 使其与其它酶分开，并得以浓缩； 以出芽的方式转运到溶酶体。
第41页
几个概念
细胞粘着(cell adhesion)：多细胞生物中细胞有
相互识别而聚集成细胞群的能力。
细胞粘着的原因：在细胞之间充满着糖蛋白（胶原
蛋白、纤连蛋白、层连蛋白）、蛋白聚糖、透明质 酸等组成的胞外基质，它们形成一个连续的立体网 络结构，细胞就交织或浸泡在其中，细胞与细胞、 细胞与胞外基质之间的连接是通过细胞膜上的膜内 蛋白如整联蛋白、钙粘着蛋白、血管地址素选择蛋 白（以上蛋白质称为粘着分子或粘着蛋白）等分子 而完成的，这些粘蛋白大多是含N-糖链的糖蛋白。
酸序列和特定的立体结构；
Ser/Thr的羟基上可连接多种糖链，甚至
是磷酸基；
第21页
糖基转移酶：
是糖链合成的中心环节，其对糖基供体和受体 都有高度的专一性； 一条糖链的合成需要一组糖基转移酶按一定次 序先后发挥作用来完成； 不同种属的生物，同一生物的不同组织，同一 组织或细胞的不同发育阶段，不同的生理和病 理状态下其糖基转移酶的表达差异很大，因而 导致糖型的出现。如运铁蛋白，正常人糖链中 90％以上是二天线N－糖链，而肝癌病人二天线 N-糖链比例明显下降，三天线糖链和核心岩藻 糖链比例明显增加。 一个基因对应一个糖苷键
第9页
3、O-连接糖链（O-糖链）
O-糖链的结构比N-糖链简单，但连接形式远比N-糖
链多。
第10页
4.O-GlcNAc糖基化蛋白
该类蛋白有三个显著特点：
糖基化位点上只连接1个GlcNAc糖基 糖基化处于一种动态平衡中 仅存于细胞核和细胞质内
第11页
3.2.3
糖基化位点与肽链氨基酸 序列
-X-X-T-X－，其中有1个X为碱性氨基酸；
-S-X-X-X-，其中有1个X为Ser 。
第14页
3.2.4
糖链的微观不均一性（糖型）
糖链的微观不均一性（糖型）（glycoform)：生物
体内出现的具有相同肽链和不同糖链结构的同种糖 蛋白的现象。 糖型出现的原因：糖链自身合成的差异； 如牛胰核糖核酸酶（BP-RNase)有四种： BP-RNaseA:不含糖链 BP-RNaseB：在34位上的Asn连接有高甘露型的 N-糖链； BP-RNaseC与BP-RNaseD：在34位上的Asn连接有 复杂型的N-糖链；
4.2.4
4.2.5
糖链的微观不均一性（糖型）
糖蛋白中糖链的代谢
3.2.6
4.2.7
糖链的生物学功能
两种糖蛋白介绍
第4页
3.2.1
糖蛋白通论
糖蛋白（Glycoproteins）的概念:自然界中
分布最广的一类糖复合物，几乎所有的细胞 都能合成糖蛋白，由短链寡糖与蛋白质共价 相连而成。
分子大小：15--1000kDa 含糖量：少则不到5％，多达50％。
N-糖链合成的终止信号是什么，目前仍不清
除，一般认为糖链上接上岩藻糖基和唾液酰 基，糖链合成就终止。
第29页
3.O－糖链的合成
O-糖链的合成在肽链合成之后合成； O-糖链结构简单，但缺乏明显的规律性，其
中O-GalNAc糖链研究多，
场所因细胞和组织而异 无共同的前体，在肽链的特定位点糖基按次
复杂型：根据连接的糖链的分支数又分为五类 高甘露糖型 杂合型
第8页
复杂型N-糖链结构的说明
单天线结构含量少；
二天线结构的两条分支链可以与核心五糖中
的一个甘露糖相连；也可以分别与两个甘露 糖相连；
复杂型N-糖链的中还可以连接其它多种单糖
，如连接NeuAc（N-乙酰神经氨酸，唾液酸 ），L-Fuc,Gal等，有的还含有 Galβ1→4GlcNAc的重复结构。
功能：复杂多样
Man-6-P的合成
第34页
5.糖链的降解
糖蛋白中的糖链在溶酶体中进行降解。
一般由不同的糖苷水解酶从非还原端逐个
将糖基水解下来。糖肽键则由专一的糖苷 水解酶水解。
O-糖链的水解：
一般情况是糖链和肽链的降解同时
进行，但当糖链含唾液酸多时，糖 链则先水解。
第35页
N-糖链的水解
糖复合物种类：糖蛋白、蛋白聚糖、脂多
糖、糖脂等。
2.糖基化作用（glycosylation) ：单糖、
寡糖或多糖链在酶的催化下与蛋白质或脂类 等非糖物质的特定部位共价结合形成糖复合 物的过程，叫糖基化作用
第3页
3.2 糖蛋白
4.2.1
4.2.2 4.2.3
糖蛋白通论
糖蛋白中糖链的结构特征 糖基化位点与肽链氨基酸序列
5. 参与细胞（分子）间的相互作用：
受体－配体结合、精卵识别和结合、细胞粘着 、病原体侵袭等。
第37页
如：G-寡糖在内质网中受葡萄糖苷酶Ⅰ 、Ⅱ作用相继除去3个Glc基，但如果肽链
折叠不正确，则在UDP-Glc：糖蛋白葡 萄糖基转移酶的作用下重新再接上一个 Glc，然后与钙连蛋白识别并结合，钙 连蛋白具有分子伴侣的作用，促进肽链 的折叠，而后钙连蛋白脱离糖蛋白肽链 ，同时在葡萄糖苷酶Ⅱ作用下重新水解下 Glc，并从内质网转运到高尔基体。
第23页
G-寡糖
G-寡糖(G-oligosaccharide)：在合成
N-糖链时，首先在粗面内质网中合成多 萜醇焦磷酸十四糖这一共同前体，这个 共同前体叫G-寡糖。
第24页
Glc
第25页
长醇焦磷酸寡糖的合成
首先细胞内合成长醇（又叫多萜醇），长醇是由异戊二烯
单元组成，其与CTP反应，并以磷酸长醇的形式整合到内 质网膜上（13） 两分子的GlcNAc结合到磷酸长醇上（1） 5分子的Man甘露糖结合上（2） 寡糖链翻转到内质网内腔（3） 甘露糖与另一分子磷酸长醇结合（4），并翻转到内质网 内腔（5） 4个甘露糖继续结合到寡糖链上（6） 葡萄糖与另一分子磷酸长醇结合（7），并翻转到内质网 内腔（8） 3个葡萄糖继续结合到寡糖链上（9） 长醇焦磷酸上的寡糖链转移到天冬酰胺上。（10）
第15页
糖链的微观不均一性（糖型）可表现为
多种形式：
在同一糖基化位点连接不同糖链；
有的糖基化位点是非保守的位点；
有多个糖基化位点，但不是每一个糖 基化位点都在任何情况下都被糖基化
第16页
3.2.5
糖蛋白中糖链的代谢
糖基供体
糖基接受体 糖基转移酶
1.糖链合成的基本特点
2.N－糖链的合成
第42页
糖蛋白的种类
根据糖蛋白的分布与功能不同：
粘液糖蛋白：如消化道分泌的粘液蛋白：如颌下 腺粘蛋白、胃粘液蛋白。
血清糖蛋白：激素蛋白，如促黄体激素；运铁蛋
白； 参与凝血和纤溶的凝血酶原、纤溶酶原； 免疫球蛋白和补体；
结构糖蛋白：作为胞外基质的结构蛋白如胶原蛋 白、层粘蛋白、纤连蛋白； 膜糖蛋白：血型抗原、组织相容性抗原、移植抗 原、病毒和激素的膜受体。
3.O－糖链的合成 4.溶酶体酶的糖基化 5.糖链的降解
第17页
1.糖链合成的基本特点
糖基供体：合成糖链的单糖的活化形式有两种
磷酸长萜醇形式：长萜醇（dolichol,Dol)是聚
异戊二烯的衍生物，一侧的羟基通过磷酸基与 糖基相连，如Dol-PP-Man; Dol-PP-GlcNAc
动物体内：含异物二烯可多达21个，含有羟
第26页
糖蛋白在高尔基体的加工
顺式高 尔基体
第27页
反式高尔基 体
半乳糖
唾液酸
第28页
糖蛋白在高尔基体的加工
伴翻译（co-translation):N-糖链合成是和
蛋白质肽链的合成同时进行，所以被称为伴 翻译。
糖蛋白在内质网和高尔基体中，在糖基转移
酶和糖苷水解酶的共同作用下，加工为成熟 的糖蛋白。
第三章
糖蛋白
3.1 糖复合物中常见的单糖及其衍生 物
3.2 糖蛋白
第1页
3.1 糖复合物中常见的单糖及其 衍生物
1. 糖复合物的概念
2. 糖基化作用
3. 糖复合物中常见的单糖及其衍生物
第2页
1.糖复合物(glycoconjugate)：单糖、寡
糖或多糖链在酶的催化下与蛋白质或脂类等 非糖物质的特定部位共价结合形成的化合物 ，叫糖复合物。
第38页
糖蛋白在高尔基体的加工
顺式高 尔基体
第39页
血浆老蛋白的清除
血浆中的很多蛋白质是以唾液酸残基为末端的N糖链的糖蛋白，称唾液酸糖蛋白。其切除唾液酸 后，蛋白即被运到溶酶体消化掉。
第40页
几个概念
分子识别(molecular recognition)：指生物分子的
选择性相互作用，例如抗原与抗体之间、酶与底物或 抑制剂之间、激素与受体之间的专一性结合。 细胞识别(cellular recognition) ：是细胞表面分 子的相互识别。 受体(receptor)：指位于细胞膜上、细胞质或细胞核 中能与来自胞外的生物活性分子（信号分子）专一结 合并将其带来的信息传递给效应器（离子通道、酶） ，从而引起相应生物学效应的生物大分子。 配体(ligand)：被受体识别并结合的生物活性分子称 为配体。
序逐个连接形成；
合成的调节复杂。
O-GalNAc糖链的合成：
第30页
狗 颌 下 腺 连 寡 糖 的 合 成
第31页
O-
第32页
4.溶酶体酶的糖基化
溶酶体酶的投送(动画）
粗面内质网上合成并进行N-糖链的糖基化
修饰；
在顺式高尔基体中进行甘露糖的磷酸化，
形成Man-6-P，
被反式高尔基体中的Man-6-P受体识别， 使其与其它酶分开，并得以浓缩； 以出芽的方式转运到溶酶体。
第41页
几个概念
细胞粘着(cell adhesion)：多细胞生物中细胞有
相互识别而聚集成细胞群的能力。
细胞粘着的原因：在细胞之间充满着糖蛋白（胶原
蛋白、纤连蛋白、层连蛋白）、蛋白聚糖、透明质 酸等组成的胞外基质，它们形成一个连续的立体网 络结构，细胞就交织或浸泡在其中，细胞与细胞、 细胞与胞外基质之间的连接是通过细胞膜上的膜内 蛋白如整联蛋白、钙粘着蛋白、血管地址素选择蛋 白（以上蛋白质称为粘着分子或粘着蛋白）等分子 而完成的，这些粘蛋白大多是含N-糖链的糖蛋白。
酸序列和特定的立体结构；
Ser/Thr的羟基上可连接多种糖链，甚至
是磷酸基；
第21页
糖基转移酶：
是糖链合成的中心环节，其对糖基供体和受体 都有高度的专一性； 一条糖链的合成需要一组糖基转移酶按一定次 序先后发挥作用来完成； 不同种属的生物，同一生物的不同组织，同一 组织或细胞的不同发育阶段，不同的生理和病 理状态下其糖基转移酶的表达差异很大，因而 导致糖型的出现。如运铁蛋白，正常人糖链中 90％以上是二天线N－糖链，而肝癌病人二天线 N-糖链比例明显下降，三天线糖链和核心岩藻 糖链比例明显增加。 一个基因对应一个糖苷键
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3、O-连接糖链（O-糖链）
O-糖链的结构比N-糖链简单，但连接形式远比N-糖
链多。
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4.O-GlcNAc糖基化蛋白
该类蛋白有三个显著特点：
糖基化位点上只连接1个GlcNAc糖基 糖基化处于一种动态平衡中 仅存于细胞核和细胞质内
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3.2.3
糖基化位点与肽链氨基酸 序列
-X-X-T-X－，其中有1个X为碱性氨基酸；
-S-X-X-X-，其中有1个X为Ser 。
第14页
3.2.4
糖链的微观不均一性（糖型）
糖链的微观不均一性（糖型）（glycoform)：生物
体内出现的具有相同肽链和不同糖链结构的同种糖 蛋白的现象。 糖型出现的原因：糖链自身合成的差异； 如牛胰核糖核酸酶（BP-RNase)有四种： BP-RNaseA:不含糖链 BP-RNaseB：在34位上的Asn连接有高甘露型的 N-糖链； BP-RNaseC与BP-RNaseD：在34位上的Asn连接有 复杂型的N-糖链；
4.2.4
4.2.5
糖链的微观不均一性（糖型）
糖蛋白中糖链的代谢
3.2.6
4.2.7
糖链的生物学功能
两种糖蛋白介绍
第4页
3.2.1
糖蛋白通论
糖蛋白（Glycoproteins）的概念:自然界中
分布最广的一类糖复合物，几乎所有的细胞 都能合成糖蛋白，由短链寡糖与蛋白质共价 相连而成。
分子大小：15--1000kDa 含糖量：少则不到5％，多达50％。
N-糖链合成的终止信号是什么，目前仍不清
除，一般认为糖链上接上岩藻糖基和唾液酰 基，糖链合成就终止。
第29页
3.O－糖链的合成
O-糖链的合成在肽链合成之后合成； O-糖链结构简单，但缺乏明显的规律性，其
中O-GalNAc糖链研究多，
场所因细胞和组织而异 无共同的前体，在肽链的特定位点糖基按次
复杂型：根据连接的糖链的分支数又分为五类 高甘露糖型 杂合型
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复杂型N-糖链结构的说明
单天线结构含量少；
二天线结构的两条分支链可以与核心五糖中
的一个甘露糖相连；也可以分别与两个甘露 糖相连；
复杂型N-糖链的中还可以连接其它多种单糖
，如连接NeuAc（N-乙酰神经氨酸，唾液酸 ），L-Fuc,Gal等，有的还含有 Galβ1→4GlcNAc的重复结构。
功能：复杂多样