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
糖蛋白和糖脂的作用
糖蛋白和糖脂的作用
糖蛋白和糖脂是两种重要的生物分子，它们在细胞内和细胞外具有广泛的生物学功能。
本文将介绍糖蛋白和糖脂的作用，以及它们在生物体内的重要性。
糖蛋白是一种由蛋白质和碳水化合物构成的复合物，在细胞膜上广泛存在。
糖蛋白扮演着多种生物学功能，下面是其中几种：
1. 识别作用：糖蛋白可以与细胞表面的其它分子发生相互作用，如细胞外基质、激素和细胞因子等。
这种相互作用可以实现细胞间的信号传递和细胞与其周围环境的互动。
2. 附着作用：糖蛋白可以作为细胞表面的粘附分子，形成物理连接，在细胞间或细胞与基质间建立起物理联系。
3. 滋润作用：糖蛋白在细胞表面上形成的多糖链，可以形成水合层，提高细胞表面的润滑性，保护细胞免受机械刺激和剪切力的损害。
糖脂也是一种由脂质和碳水化合物构成的分子，它们在细胞间质和细胞膜内外等地方广泛分布。
下面是糖脂的主要功能：
1. 信号转导：糖脂可以与糖蛋白等蛋白质相互作用，促进信号分子的传递。
糖脂还可以调节细胞的内外环境。
2. 细胞黏附：糖脂在细胞表面上形成的糖基可以与其它细胞或基质上的蛋白质结合，产生黏附作用。
这对于细胞定位和细胞间信号传递至关重要。
3. 免疫作用：糖脂在体内可以被免疫系统识别出来，和细胞相互作用，影响免疫反应的产生和发挥。
总之，糖蛋白和糖脂是生物体内十分重要的分子，它们具有广泛的生物学功能，如信号传递、细胞间交流、细胞定位、免疫作用等。
在细胞学、免疫学等多个学科领域均有重要应用。
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
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
糖蛋白的识别作用
糖蛋白的识别作用
“嘿，同学们，今天咱们来聊聊糖蛋白的识别作用啊。
”
糖蛋白啊，简单来说就是一类含有糖类的蛋白质。
它的识别作用那可是相当重要的。
比如说在我们人体的免疫系统中，免疫细胞就是通过识别病原体表面的糖蛋白来区分“自己”和“敌人”的。
就像白细胞，它能识别出那些不属于我们身体自身的糖蛋白，然后发动攻击来保护我们。
再给你们举个例子，在生殖过程中，精子和卵子的识别也和糖蛋白密切相关。
精子能够识别卵子表面特定的糖蛋白，这样才能找到正确的结合对象，完成受精这个重要的过程。
还有啊，细胞之间的信息传递也离不开糖蛋白的识别作用。
细胞表面的糖蛋白就像是一个个“信号接收器”，能够接收和识别其他细胞发出的信号分子。
比如说神经细胞之间的信号传递，就是通过特定的糖蛋白来识别和接收信号的。
在医学上，糖蛋白的识别作用也有很多应用呢。
医生可以通过检测某些糖蛋白的变化来诊断疾病。
比如一些肿瘤细胞表面的糖蛋白会发生特定的改变，检测这些糖蛋白就可以帮助医生早期发现肿瘤。
而且，对于药物研发来说，了解糖蛋白的识别作用也很重要。
科学家们可以设计出能够与特定糖蛋白结合的药物，来达到治疗疾病的目的。
糖蛋白的识别作用在我们的生命活动中无处不在，它对于维持我们身体的正常功能和健康有着至关重要的意义。
同学们一定要好好理解和记住哦！。
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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复杂型 （complex type）： 这类N-糖链，除五 糖核心外，不含其 他甘露糖残基，但 含有半乳糖、岩藻 糖和唾液酸；
杂合型（hybird type）：此型糖链具 有复杂型和高甘露糖型这两类糖链的结 构元件，即除了高甘露糖型常见的七糖 核心外，也含有半乳糖、岩藻糖等。
•N聚糖修饰通常产生一定程度的修饰异质性， 因而得到的蛋白质并不是一个确定分子，可 能含有一个以上的糖基化位点，可能出现两 种情况： 微观不均一性(microheterogeneity) 即不同蛋白分子在同一糖基化位点上含 有不同的聚糖链。 宏观不均一性(macroheterogeneity) 即同样的糖基化修饰出现在不同的位点。
N-连接糖基化
• N-连接，只发生于真核生物中，糖链合成 起始于内质网，完成于高尔基体。在内质 网形成的糖蛋白具有相似的糖链，进入高 尔基体后，在各种糖基转移酶的作用下发 生了一系列有序的加工和修饰，包括某些 核心糖残基的替换以及聚糖链的降解，使 得糖链的结构和构造发生巨大变化，从而 形成了结构各异的糖链。
8.3 糖蛋白质组学
8.3.1 糖蛋白
• 糖蛋白质组学（glycoproteomics） 糖蛋白质组学是指大规模的分离、富集、 鉴定糖蛋白的研究。
糖蛋白质组学
凝集素亲和层析 免疫亲和色谱 尺寸排阻色谱 亲水亲和方法 +现代质谱技术=糖蛋白高通量鉴定
……
8.3.1 糖蛋白
• 糖蛋白（glycoprotein）是一类复合糖，由长 度较短，带分支的寡糖和多肽链共价连接而 形成。在大多数情况下，糖的含量小于蛋白 质。
• 糖蛋白广泛地存在于动物、植物和某些微生物 中。这些糖蛋白可被分泌、进入体液或作为膜 蛋白，起多种作用。它们包括许多酶、大分子 蛋白质激素、血浆蛋白、全部抗体、补体因子、 血型物质和粘液组分以及许多膜蛋白。
蛋白质的糖基化
•糖基化（glycosylation）是指在酶的控制下, 蛋白质或脂质附加上糖类的过程。
N-连接聚糖会连接到天冬酰胺-X-丝氨酸/ 苏氨酸（Asn-X-Ser/Thr）特征序列中的天冬酰 胺残基上，X是除脯氨酸之外的任意氨基酸。
O-连接聚糖连接于丝氨酸或苏氨酸的羟基上
糖基磷脂酰肌醇锚（GPI锚） •一般附着在C端信号肽被切除后的C端。 •将GPI连接到需要被锚定在质膜的蛋白质上， 被其锚定的蛋白质，通过含有磷酸乙醇胺的磷 酸二酯键将其C端连接到三甘露酰-非乙酰化葡 糖胺（Man-GlcN）上。 •某些细胞类型中，该类糖蛋白还可以进一步 修饰。GlcN残基具有还原性的一端则可通过另 一个磷酸二酯键与锚定在膜中的磷脂酰肌醇 （PI）相连。
◆ α3/6 α2 α2 α2 β4 ■
◆ α3/6 β4 ■
◆ α3/6
β4
■ β2 α3 α6
α2
α3
α6
β2
β2
α3
α6
α3
α6
α3 β4 ■ β4 ■ β
α6
β4 ■ β4
β4
■ β4 ■
■
β
β
Asn
A
Asn
B
Asn
C
高甘露糖型 （high-mannose type）： 此型N-糖链除核心五糖 外，只含心；
•糖基化修饰包括在合成时或者合成后在蛋 白质上加入短链的碳水化合物残基。 •蛋白质经过糖基化作用之后，可形成糖蛋 白。
糖基化形式
• N-连接糖基化(N-linked glycosylation)
• O-连接糖基化(O-linked glycosylation) • 糖脂磷脂酰肌醇(glycosylphosphatidylinositol， GPI)锚
由于糖基化形式的多种多样，糖链的修
饰异质性，糖链连接顺序的多样这就使得糖
链结构多样性大大增加，糖蛋 白的种类和功
能也随之多样化。
•N-连接糖基化，始于一个分支的14残基的酸寡 糖——核心聚糖GlcNAc2Man9Glc3的附着。
•所有的N-糖链都含有一个五糖核心，也称为三 甘露糖核心:Man α1→6（Manα1→3） Manβ1→4GlcNAcβ1→4GlcNAc。 •N-连接聚糖加工后可产生三种主要的聚糖结构， 即高甘露糖型，复杂型和杂合型。
O-连接糖基化
•最常见的形式是粘蛋白型聚糖（mucin-type glycan），它的加入没有明显的共同序列，说 明它识别的可能是蛋白质的二级或三级结构。 •在富含脯氨酸的区域该类糖基化修饰很少出现。 •其他的O连接聚糖（单个的葡糖胺残基、岩藻 糖残基、半乳糖残基、甘露糖残基和木糖残基） 都需要识别特异的共同序列。