糖蛋白
糖蛋白组成
糖蛋白组成糖蛋白是生物大分子的重要组分，是生物体中含量最多的一类分子。
糖蛋白质是以氨基酸为基础的蛋白质，它们通常含有糖分子。
糖蛋白组成了昆虫、鸟类、鱼类、两栖动物和爬行动物的表皮细胞壁、体细胞膜、细胞内分子等部位，在生物体内具有重要的功能。
本文将针对糖蛋白包括它们的结构、功能和特性等多方面进行讨论。
一、糖蛋白的结构糖蛋白是一种包含糖类分子的蛋白质。
它的结构由氨基酸残基和糖分子组成，氨基酸残基是其中的一大类，有些是如下类型：谷氨酸（Glu）、天冬酰胺酸（Asp）、丝氨酸（Ser）、苏氨酸（Thr）、缬氨酸（Val）和苯丙氨酸（Phe）等。
每个氨基酸残基可以与一个糖分子结合，从而形成糖蛋白。
糖蛋白由3个结构域组成：N-链、肽芯和C-链。
N-链由氨基酸残基组成，它可以携带一个糖分子；肽芯拥有8-15个氨基酸，可以串联氨基酸；C-链由非糖性氨基酸残基组成，但有时也可以体现糖蛋白结构中的另一个糖分子。
二、糖蛋白的功能糖蛋白有多种功能。
它在细胞膜中形成一个可控制排列，它可以维持细胞膜结构的稳定，从而维持细胞稳定；它还可以作为受体参与细胞内信号传导；它还可以与另一种蛋白质结合，共同构成一种聚合蛋白，以及形成一种混合蛋白，共同发挥作用。
糖蛋白也可以作为抗原，参与免疫应答；还可以参与代谢，促进细胞新陈代谢；另外，它还可以参与细胞凋亡，保护细胞免受病毒的侵袭。
三、糖蛋白的特性糖蛋白是一种稳定的分子，其结构稳定地存在于细胞内，不易被酶分解。
另外，它的表观结构受外界环境的影响，如温度、pH和酸碱度等，在不同环境下形成不同的构象，若不及时调整环境，它会很快出现变质现象。
糖蛋白在水中分解也比较快，受水分子的作用，它可以被水分子打开，但是其稳定性仍然要高于其它蛋白质分子。
总之，糖蛋白由氨基酸残基和糖分子组成，它们可以形成细胞膜、受体、聚合蛋白等实体，参与细胞新陈代谢、信号传导和保护细胞等功能。
它们的特性包括结构稳定，对外界环境敏感，在水中分解速度较快。
糖蛋白
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)。
实框内结构为所有N-糖链共同的核心五糖，虚线框内结构为 高甘露糖型链共同的核心七糖。框外的结构随糖链而变化。
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二、O-连接糖蛋白
定义： 糖链的N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)与 肽链的Ser/Thr残基上的羟基氧原子 连形成糖苷键，糖链为O-连接糖链， 也称O-聚糖(O-Glycan)。
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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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连接点的结构: GlcNAcβ-N-Asn 糖基化位点: N-连接聚糖中Asn-X-Ser／
Thr三个氨基酸残基序列子(其中X是除脯氨 酸外的任一氨基酸)称为糖基化位点。
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1、N-糖苷键结构
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2、N-糖链(N-Glycan)
糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质(2)
➢ 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
(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。
糖蛋白名词解释
糖蛋白名词解释
糖蛋白又称糖基化蛋白，是指分子中蛋白质部分与糖类部分之间形成的共价键。
糖蛋白广泛存在于细胞表面和细胞外基质中，在生物体内发挥重要的生理功能。
糖蛋白可以按照其糖类部分的结构和连接方式分为多种类型，包括富糖蛋白、黏附蛋白、跨膜蛋白等。
糖蛋白通过糖类部分的修饰与调节参与了细胞识别、细胞粘附、细胞信号转导等多种细胞过程。
例如，糖蛋白在免疫系统中起到重要的作用，能够识别和结合抗原，从而调节免疫细胞的活化和功能。
研究表明，糖蛋白的异常修饰与许多疾病的发生和发展相关，如癌症、心血管疾病、神经退行性疾病等。
因此，研究糖蛋白的结构和功能，以及糖蛋白在疾病中的作用机制，对于疾病治疗和药物开发具有重要意义。
糖蛋白
O—连接糖链的糖基化位点： 连接糖链的糖基化位点：
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 于糖蛋白分子表面丝氨酸和苏氨酸比较 于糖蛋白分子表面丝氨酸和苏氨酸比较 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。
目录
二、糖蛋白寡糖链的功能
1. 对糖蛋白新生肽链的影响
目录
典型的N 糖链通常包含一个五糖核心区： 典型的N-糖链通常包含一个五糖核心区： Manα1 α ↘ Manβ→GlcNAcβ → GlcNAcβ →Asn β→GlcNAcβ ↗ Manα1 α 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-乙酰半乳糖胺GalNAc-Asn和Glc-Asn两种新 乙酰半乳糖胺GalNAc-Asn和Glc-Asn两种新 GalNAc 的N-连接方式。 连接方式。
目录
蛋白多糖与糖蛋白的区别
蛋白多糖 糖链含量： 糖链含量： 较蛋白质部分多 多 糖链组成： 主要为糖醛酸、 糖链组成： 主要为糖醛酸、
N-乙酰氨基己糖 乙酰氨基己糖
糖蛋白 一般少于蛋白质， 一般少于蛋白质，少数可较
不含糖醛酸， 乙酰氨基己糖、 不含糖醛酸，含N-乙酰氨基己糖、 乙酰氨基己糖 甘露糖、半乳糖， 甘露糖、半乳糖，末端为 唾液酸及岩藻糖
目录
二、核心蛋白
1.定义 1.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 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。
目录
2. 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 核心蛋白 骨骺软骨蛋白聚糖聚合物
糖蛋白的功能
糖蛋白的功能
糖蛋白是身体里最重要的营养物质之一，它是血液中的粘稠物质，被称为血糖或血糖
水平，正常情况下，血液糖水平在70毫摩尔/升到110毫摩尔/升之间维持稳定。
血糖过
高或过低都不利于人体健康。
糖蛋白质是一种复合有机分子，含有水合糖（即糖）和蛋白质（也称为蛋白质联合物），它以极低的浓度存在于细胞的外层以及血液中。
它的主要构成物为糖原，其主要作
用有三：一是根据人体需求，调节血液中糖水平；二是调节脂质浓度，防止动脉硬化；三
是参与血液循环，把血液中的营养物质运输到全身，维持身体正常歇息。
糖蛋白应用极其广泛，是乳清蛋白中最重要的蛋白质之一，可用于提取与检测血液糖
水平，也用于生化操作和詹金斯。
另外，糖蛋白质也被用于生物技术，比如用作基因表达
的载体，并且可以加强蛋白质的分泌，进一步提高介绍注射器。
糖蛋白质还在改良中用作一种调节药物，主要用于控制血糖水平，以减少糖尿病的危害。
通过与胰岛素一起进行药物治疗，以帮助患者完成血糖水平的调节和平衡，以及帮助
调节脂肪代谢，并可预防由肥胖引起的病理和生理改变。
除此之外，糖蛋白也可用于生物技术和饮料添加剂中，如酵母菌抑制剂和乳糖抗性剂，具有高度功效，低毒性，调味口感良好，长效性等特点，也常被用于食品工业中。
糖蛋白质是一种营养物质，它在人体中发挥着极其重要的作用，它的正常含量可以保
持人体良好的健康，有助于防止糖尿病发展，并可通过改良运用于药物治疗、食品添加剂
及生物技术中。
因此，保持正常健康状态，就需要维持正常的血液糖水平，合理地摄取
糖蛋白质。
糖蛋白组学
糖蛋白组学
糖蛋白即发生了糖基化修饰的蛋白质，糖蛋白组学是指在组学水平上研究糖蛋白。
百泰派克生物科技提供基于质谱的糖蛋白组学研究服务。
糖蛋白组学
糖蛋白是指含有共价结合于氨基酸侧链的寡糖链（聚糖）的蛋白质。
碳水化合物以共翻译或翻译后修饰的方式附着到蛋白质上的过程称为糖基化，经过糖基化后的蛋白质也就是糖蛋白。
糖基化修饰可以影响蛋白质的结构、生物活性、运输、定位和功能等，因此研究糖蛋白是十分有意义的。
糖蛋白组学是蛋白质组学中的一部分，主要是从整体上研究分析一个细胞或组织等样本中的糖蛋白，包括糖蛋白的糖型分析、糖基化位点分析以及定量分析等。
糖蛋白组学质谱
随着质谱分辨率的提高和生物信息学的发展，质谱在糖蛋白组学研究中可以用于糖蛋白的糖型分析、位点分析和定量分析。
糖蛋白根据其糖链结构及糖基化位点主要包括N-糖蛋白与O-糖蛋白两大类。
目前，基于质谱的糖型相对含量分析主要针对于N-糖基化蛋白，因为没有通用的酶可以将各种形式的O-糖全部切下来。
基于质谱的糖基化位点分析，通过检测带同位素标记的糖基化修饰肽段找到蛋白发生糖基化的位点，可以分析N-糖蛋白也可以分析O-糖蛋白。
定量分析则是在糖基化位点分析的基础上对糖蛋白进行定量。
糖蛋白组学。
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3. 参与分子的识别作用
目录
第
二
节
蛋
白
聚
糖
Proteoglycan
目录
概
定义
述
一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋白形成的 化合物。
特点
糖占比例大，约一半以上，具有多糖性质。
分布
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。
目录
蛋白聚糖的结构
目录
2. 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 核心蛋白
糖蛋白亚基
骨骺软骨蛋白聚糖聚合物
目录
三、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。
2. 其它功能
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）等
氡酰胺氮以共价键连接称N-连接糖蛋白。
（二）O-连接糖蛋白
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。
目录
（一） N—连接糖链的糖基化位点：
携带N—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 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。
目录
O—连接糖链的糖基化位点：
O—连接糖链的糖基化位点通常存在
于糖蛋白分子表面丝氨酸和苏氨酸比较
集中且周围常有脯氨酸的序列中。
目录
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。
2. 对糖蛋白的生物活性的影响
分布：
生理功能： 血
主要在细胞外，各种
结缔组织基质中 以维持结缔组织的 功能为主
分布广泛，细胞内外皆有
作用广泛，许多粘蛋白、 浆蛋白、膜蛋白等结构蛋白 目录
目录
N—连接糖链的糖基化位点：
携带N—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 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。
目录
典型的N-糖链通常包含一个五糖核心区： Manα 1 ↘ Manβ →GlcNAcβ → GlcNAcβ →Asn ↗ Manα 1 在嗜盐菌细胞表面膜糖蛋白上发现还有：
第 十 九 章
糖蛋白、蛋白聚糖 和细胞外基质
Glycoprotein, Proteoglycan and Extracellular Matrix
授课教师 盛健
目录
第
一
节
糖
蛋
白
Glycoprotein
目录
概
定义
述
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。
核心蛋白 组成 糖胺聚糖 糖醛酸 艾杜糖醛酸
目录
葡萄糖胺 糖胺
半乳糖胺
葡萄糖醛酸
一、重要的糖胺聚糖
糖胺聚糖由二糖单位重复连接而成，不分支。 体内重要的糖胺聚糖（6种）： 硫酸软骨素类 硫酸皮肤素 硫酸角质素 透明质酸 肝素和硫酸类肝素
目录
二、核心蛋白
1.定义
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 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。
N-乙酰半乳糖胺GalNAc-Asn和Glc-Asn两种新
的N-连接方式。
目录
N—糖链的分类：
目录
(二)O—连接型糖链
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，常见的核心至少有8种， 因此糖链的结构相互之间差异较大。
目录
蛋白多糖与糖蛋白的区别
蛋白多糖
糖链含量： 多 较蛋白质部分多
糖蛋白
一般少于蛋白质，少数可较
不含糖醛酸，含N-乙酰氨基己糖、
甘露糖、半乳糖，末端为 唾液酸及岩藻糖
糖链组成： 主要为糖醛酸、
N-乙酰氨基己糖
糖基排列： 与肽链连 接方式：
二糖分子连成长链 一般为O-糖苷键连接 有时可游离存在
大多为分支寡糖链 O-糖苷键或N-糖苷键连接
分布
细胞膜、溶酶体、细胞外液
目录
一、糖蛋白的结构
•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)
目录
N-连接： •连接方式 O-连接：
目录
（一）N-连接糖蛋白
糖蛋白的糖链与蛋白部分的Asn-X-Ser序列的天