糖胺聚糖的分类透明质酸
陈红丽-第五章 细胞连接、细胞黏着和细胞外基质(二)
第五章 细胞连接、细胞黏着 和细胞外基质
授课教师：陈红丽 副教授 E-mail：chenhl@
目
第五章
录
细胞连接、细胞黏着 和细胞外基质
第一节 细胞连接
第二节 细胞黏着和细胞外基质
医学细胞生物学
2
第二节 细胞外基质
细胞外基质(extracellular matrix,ECM)是个体 发育过程中，由细胞合成并分泌到细胞外的蛋白 质和多糖所构成的网络结构。在结缔组织中含量 最丰富，主要由成纤维细胞所分泌。 不同结缔组织中细胞外基质的分子类型和组织方 式不同，以适应不同的生理功能。
医学细胞生物学
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思考题
1、名词解释：（extracellular matrix，ECM )，
糖萼 2、试述ECM的化学组成和功能。 3、简述胶原或非胶原糖蛋白与疾病的关系，胶原 在生物医学中的应用？
医学细胞生物学
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参考文献及网站
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动脉粥样硬化患者：血管内皮细胞表面硫酸皮肤素PG↑，导 致脂类沉积。 肝硬化和肝癌患者血中HA含量明显升高。
医学细胞生物学
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四、非胶原糖蛋白
非胶原糖蛋白(粘着成分)使细胞与 ECM相互粘 着，同时介导细胞运动迁移，在细胞分化和创伤 修复中起重要作用。对细胞的存活、形状、粘着、 铺展、迁移、增殖、分化有直接影响。 这一大类非胶原糖蛋白已发现数十种，如纤 连蛋白(fibronectin, FN)和层粘连蛋白 (laminin, LN)，它们都是多功能大分子，具有 分别与细胞及细胞外其他成分结合的多个结构域， 是 ECM 成分的组织者。
糖胺聚糖的种类
糖胺聚糖的种类糖胺聚糖是一类由糖胺分子组成的高分子化合物，常见于生物体中的结缔组织和液体中。
它们在生物体中起着重要的生理功能，如维持细胞间质结构、参与免疫反应等。
糖胺聚糖的种类很多，下面将介绍其中几种常见的糖胺聚糖。
1. 软骨素（Chondroitin sulfate）：软骨素是一种复杂的硫酸化糖胺聚糖，在结缔组织和骨骼中广泛存在。
它是关节软骨的主要成分之一，对于维持关节健康和弹性起着重要作用。
此外，软骨素还具有抗炎、减少关节疼痛和改善关节活动等功效。
因此，软骨素常被用于治疗骨关节炎和软骨损伤。
2. 透明质酸（Hyaluronic acid）：透明质酸是一种线性的非硫酸化糖胺聚糖，在皮肤组织、关节液和眼球等部位广泛存在。
它具有良好的保湿性和润滑性，能够保持皮肤的水分平衡和弹性。
同时，透明质酸还能够促进伤口的愈合和组织重建，因此常被用于皮肤护理和美容产品。
3. 凝血因子（Heparin）：凝血因子是一种高度硫酸化的糖胺聚糖，主要存在于肝脏和肺组织的颗粒细胞中。
它具有抗凝血作用，能够通过抑制血小板的聚集和血凝块的形成，预防血栓的发生。
凝血因子被广泛应用于临床上，用于预防和治疗心血管疾病、血栓性疾病等。
4. 海藻酸（Fucoidan）：海藻酸是一种存在于海藻中的硫酸化糖胺聚糖，具有多种生物活性。
它具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤等多种作用，对于维持心血管健康、增强免疫力和抗肿瘤有一定效果。
海藻酸被广泛研究和应用于保健品和药物开发领域。
总之，糖胺聚糖是一类重要的生物分子，其种类繁多，具有多种的生理功能。
随着科学技术的发展和研究的深入，人们对于糖胺聚糖的理解和应用也越来越广泛，对于人类的健康和医学治疗有着重要意义。
葡萄糖胺聚糖
海洋硫酸聚糖
1. 介绍以及现状 2. 结构域 3. 医学应用机制与发展
GAG（糖胺聚糖）的种类糖胺聚糖可分为四大类， 包括硫酸软骨素、透明质酸、硫酸角质素、硫酸乙酰 肝素和肝素。划分为这四类的主要依据是单糖残基、 残基间连键的类型以及硫酸根的数量及位置。 在各种类型,常用的葡萄糖胺聚糖在医学上是肝素, 硫酸软骨素和硫酸角质素。肝素是一种有效的抗凝血 和抗血栓形成的剂。软骨素硫酸的情况下使用有时骨 关节炎、骨关节病和骨质疏松症[。角质素硫酸是制 药2015年探索开放获取功能性成分的眼药水治疗角 膜障碍。
医疗机制
预测
SFs和GSs具有良好的化学结构是非常有前途的候选药物,因为他们表现出 非凡的多个病理生理系统的所不完全具备的优势。尽管研究的临床试验使用患 者承诺慢性或急性疾病涉及的病态海洋硫酸聚糖已知活跃和已经批准，但是真 正的临床应用这些海洋硫酸聚糖还需要多年。
ENDΒιβλιοθήκη 1GAGs和SFs/SGs
海洋硫酸聚糖硫酸半乳糖 研究优势
(1)两者的化学结构相对较新的海洋硫酸聚糖是非常独
特的,如与其他结构相比截然不同。尽管SFs和SGsyou 硫酸盐化作用,有时是由二糖重复单位像葡萄糖胺聚糖 一样,海洋硫酸聚糖(特别是从无脊椎动物中提取和红藻) 的骨干组成和硫酸盐化作用模式比起葡萄糖胺聚糖来 说更均匀和定期的。 (2)虽然类似的行动的机制mammalian-derived材 料,SFs和SGs表现出额外的或截然不同的效果。 serpin-independent抗凝作用海洋硫酸聚糖是一个 额外的效应在heparin-based治疗由于这种机制是不 存在的。。
SFs/SGs应用方面 凝固、血栓、 癌症、炎症、 微生物感染方 面突出显示其 作用机制
糖胺聚糖代谢
糖胺聚糖代谢一、糖胺聚糖简介糖胺聚糖（Glycosaminoglycan，GAG）是一类天然存在的线性多糖，由重复的二糖单位构成，是构成细胞外基质（extracellular matrix，ECM）的主要成分之一。
糖胺聚糖由己糖胺和糖醛酸组成，常见的糖胺聚糖包括透明质酸（hyaluronic acid）、硫酸软骨素（chondroitin sulfate）、硫酸角质素（keratan sulfate）等。
二、糖胺聚糖代谢过程1.合成途径：糖胺聚糖的合成在细胞内进行，需要一系列酶的参与。
合成过程中涉及到的基本物质包括单糖、二糖和多糖。
合成步骤包括单糖的活化、单糖之间的连接以及多糖链的延伸和修饰。
其中，糖胺聚糖的单糖单位通常在核苷二磷酸激酶的催化下，由特定的核苷二磷酸供体合成。
2.修饰过程：在合成过程中，糖胺聚糖需要进行一系列的修饰，包括硫酸化、乙酰化、磷酸化等。
这些修饰可以影响糖胺聚糖的物理性质和生物活性，从而调节其在生物体内的功能。
3.分解途径：糖胺聚糖在生物体内可以被分解为更小的分子，如单糖和二糖。
这个过程主要发生在细胞内，需要特定的酶进行催化。
分解后的产物可以进一步被细胞利用或排出体外。
三、糖胺聚糖代谢与疾病1.癌症：研究表明，一些肿瘤细胞能够异常表达糖胺聚糖，这可能与其恶性转化和转移有关。
同时，异常的糖胺聚糖代谢也可能影响肿瘤细胞的免疫识别和抗肿瘤免疫反应。
例如，一些肿瘤细胞可以过度表达透明质酸酶等酶类，促进透明质酸的分解代谢，从而影响肿瘤的生长和扩散。
此外，异常的糖胺聚糖代谢还可能影响肿瘤细胞的粘附、迁移和扩散等行为。
因此，研究糖胺聚糖代谢与肿瘤的关系可以为肿瘤的诊断和治疗提供新的思路和方法。
2.炎症性疾病：炎症过程中，异常的糖胺聚糖代谢可能导致组织损伤和疾病进展。
例如，一些慢性炎症性疾病可能与过量表达或异常修饰的糖胺聚糖有关。
此外，异常的糖胺聚糖代谢还可能影响炎症细胞的迁移、活化和功能，从而影响炎症的发展和消退。
透明质酸112
透明质酸112
透明质酸，也被称为玻尿酸，其分子式为(C14H21NO11)n，是由D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺组成的双糖单位糖胺聚糖。
它广泛存在于动物和人体的结缔组织及细胞外基质中，如关节腔、皮肤、眼玻璃体、软骨、脐带等组织。
透明质酸本身含有大量的羧基和羟基，因此可以结合大量的水，起到稳定的保水作用。
其分子间聚合形成复杂的网状结构，使得透明质酸具有较好的弹性，可以作为很好的皮肤防护屏障。
此外，透明质酸还具有调节炎症因子功能，促进细胞的生长、分化、重建，促进细胞增殖与分化、清除自由基等作用。
由于人体自身也能合成透明质酸来形成皮肤屏障，但在多重因素破坏下，如过度清洁、过度护肤、过度彩妆、温度剧烈变换、风吹日晒等，会导致人体透明质酸不足以满足皮肤的需求。
因此，补充透明质酸在这种情况下是必要的。
请注意，使用任何涉及透明质酸的产品之前，建议先进行皮肤测试，以确保不会引起过敏反应。
此外，如果皮肤问题持续或恶化，建议咨询皮肤科医生进行专业诊断和治疗。
糖胺聚糖和透明质酸的关系
糖胺聚糖和透明质酸的关系
糖胺聚糖和透明质酸之间存在密切的关系。
透明质酸是糖胺聚糖的一种，它们在结构和功能上都具有一定的相似性，但在某些方面也存在差异。
糖胺聚糖（GAGs）是一类由重复的二糖单位构成的无分支长链多糖，其二糖单位通常由氨基己糖（氨基葡萄糖或氨基半乳糖）和糖醛酸组成，但硫酸角质素中糖醛酸由半乳糖代替。
糖胺聚糖可分为硫酸化和非硫酸化两类，透明质酸是非硫酸化糖胺聚糖的代表。
透明质酸（HA）是一种酸性粘多糖，其本身带有负电荷，是人体细胞外基质（ECM）的主要成分之一。
它由两个重复单元D-葡萄糖醛酸和N-乙酰-D-氨基葡萄糖组成，通过交替的β-1,3和β-1,4糖苷键连接。
透明质酸以其独特的分子结构和理化性质在机体内显示出多种重要的生理功能，如润滑关节，调节血管壁的通透性，调节蛋白质，水电解质扩散及运转，促进创伤愈合等。
尤为重要的是，透明质酸具有特殊的保水作用，是目前发现的自然界中保湿性最好的物质，被称为理想的天然保湿因子。
在医学美容领域，透明质酸也因其出色的保湿和填充效果而被广泛应用。
透明质酸可以作为填充剂或注射剂用于面部年轻化治疗，如隆鼻、除皱、面部凹陷填充等。
此外，涂抹小分子透明质酸也可以起到抗衰老的效果。
总之，糖胺聚糖和透明质酸在结构和功能上存在一定的关系，透明质酸作为糖胺聚糖的一种，在人体生理和医学美容领域都发挥着重要的作用。
糖胺聚糖缩写
糖胺聚糖缩写
【实用版】
目录
1.糖胺聚糖的定义和分类
2.糖胺聚糖的结构和性质
3.糖胺聚糖的应用领域
4.糖胺聚糖的研究前景
正文
糖胺聚糖是一种由糖胺基团和聚糖链组成的高分子化合物，具有多种生物学功能。
根据其结构和性质，糖胺聚糖可分为多种类型，如透明质酸、硫酸软骨素等。
糖胺聚糖的结构由糖胺基团和聚糖链组成。
糖胺基团是一种含氮的糖基，与聚糖链通过糖苷键连接。
聚糖链是由多个单糖分子通过糖苷键连接而成的长链多糖。
糖胺聚糖的性质包括高分子量、水溶性、黏度和生物活性等。
糖胺聚糖在生物体中具有多种生物学功能，如细胞信号传导、细胞黏附、细胞迁移等。
同时，糖胺聚糖在医学、化妆品和食品工业等领域也有广泛应用。
例如，透明质酸在医学领域可用于治疗关节炎、眼科疾病等；在化妆品领域，可用于保湿、抗皱等。
随着科学技术的发展，糖胺聚糖的研究前景十分广阔。
一方面，深入研究糖胺聚糖的结构和性质，有助于揭示其生物学功能和作用机制；另一方面，通过改变糖胺聚糖的结构和性质，可开发新型糖胺聚糖材料，拓展其在医学、化妆品和食品等领域的应用。
总之，糖胺聚糖作为一种重要的生物大分子，具有广泛的研究价值和应用前景。
糖胺聚糖的种类和生物学作用
糖胺聚糖的种类和生物学作用
糖胺聚糖（glycosaminoglycans，GAGs）是一类广泛存在于生物体内的多糖，它们由重复
的二糖单元组成，其中一个糖残基是氨基葡萄糖（glucosamine），另一个糖残基是酸性糖。
糖胺聚糖可以分为硫酸化和非硫酸化两类。
硫酸化糖胺聚糖包括硫酸软骨素（chondroitin sulfate）、硫酸肝素（heparan sulfate）和角质素硫酸酯（keratan sulfate）等。
非硫酸化糖胺聚
糖主要有透明质酸（hyaluronic acid）。
这些糖胺聚糖在生物体中发挥着重要的生物学作用，其中最重要的是成为细胞外基质（extracellular matrix）的组分，提供细胞的支持、黏附和保护。
糖胺聚糖通过与胶原蛋白、弹
力蛋白等其他基质分子相互作用，形成基质的结构支架。
同时，糖胺聚糖还可以参与细胞信号传导过程。
有研究发现，硫酸肝素可以与一些生长因子如胰岛素样生长因子（insulin-like growth factor）、成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor）等结合，促进它们的受体活性及信号转导。
透明质酸也参与细胞信号传导，它可以通过与特定蛋白质结合，影响细胞的迁移、增殖和分化。
此外，糖胺聚糖对细胞和分子之间的相互作用也具有调节作用。
它们通过吸附离子和分子，调节细胞外环境和细胞内信号，影响细胞的生理功能。
总的来说，糖胺聚糖在生物体内发挥着重要的作用，包括构建细胞外基质的结构支架、参与信号传导和调节细胞功能等。
深入研究糖胺聚糖的种类和生物学作用，对于理解生物体的结构和功能、以及发展相关医学应用具有重要的意义。
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争议
对微量元素（如：铁、锌）的束缚是否会影 响人体对矿物质元素的代谢还有待进一步研 究 对脂溶性维生素的影响还存在一定争议 束缚维生素，影响人体吸收 可增加维生素的利用率
记住结构，了解来源和用途
几种单糖衍生物
糖醇-------- 糖的醛基或酮基被还原
如：山梨醇、D－甘露醇、木糖醇、肌肌醇（人体的第二信使）
糖醇是生物体的代谢产物，不少糖醇也是工业产品，治疗药物。具有甜味，易溶 于水，是糖类的替代品，不易被口腔细菌利用，在体内代谢过程中不需要胰岛素， 并用于制药和食品工业。
属于非还原糖，无变旋现象，无
甜味，一般不能结晶。
分类：同聚多糖、杂聚多
线形链 遇碘紫 段α-1， 红色 4 分支点 α-1，6 与分支 淀粉的 比较 β-1，4 线形葡 聚糖
糖
同聚多糖的举例
糖原
纤维素
同聚多糖
归类
四 、
组成
由寡糖链半缩 醛羟基与多肽 链（蛋白质） 共价相连所构 成。
特点
糖酸-----醛糖被氧化（醛糖酸、糖醛酸、糖二酸）
葡萄糖酸
葡萄糖醛酸 L-抗坏血酸（维生素C）
氨基糖、糖苷、脱氧糖 各是由糖类经过怎样的反应而来？
单糖磷酸酯的生物学意义？
--------防止糖类扩散到细胞外
二、寡糖（2-20个单糖通过糖苷键连接而成)
蔗糖 乳糖 葡萄糖、果糖 半乳糖、葡萄 糖 αβ（1-2） β—1，4 无变旋现象 变旋现象 非还原性糖糖 还原性糖
生 来 用 物 源 途 活 性
返回
琼脂
是由海藻中提取的多糖 体。 琼脂糖： （D－半 乳糖和3,6脱水L－ 半乳糖） 琼脂胶（琼脂糖的 衍生物） 含丙酮酸和硫酸酯
是目前世界上用途最广泛的海藻胶之一。它在食品工业、医药工业、日用 化工、生物工程等许多方面有着广泛的应用，琼脂用于食品中能明显改变 食品的品质，提高食品的档次。 具有凝固性,稳定性,能与一些物质形成络合物等物理化学性质,可用作增稠剂, 凝固剂,悬浮剂,乳化剂,保鲜剂和稳定剂.
糖链作为缀合 蛋白质的辅基
存在
细胞膜上或分 泌蛋白
糖蛋白
复合糖或辍合 蛋白
复 合
蛋白聚糖
一类特殊的糖 蛋白
糖
一条或多条糖 糖的比例高于 胺聚糖和一个 蛋白 核心蛋白共价 连接而成（透 明质酸除外）。
细胞外基质的 重要成分
糖胺聚糖
属杂多糖，是 [已糖醛酸－ ＞已糖胺] 不分支的阴离 重复单位 n 子长链聚合物。 30~250间。
Bad：
DF可以与人体内一些有益的矿物质元 素结合，如铁、锌等，最终使它们随粪 便排出，进而影响肠道内矿物质元素的 吸收
Good:
有容积作用， 吸水后体积膨胀，易 引起饱腹感。同时DF的存在影响了 机体对其他成分的消化与吸收，是 人不易产生饥饿感。因此，对预防 肥胖症大有益处。
Bad:
引起人的腹胀、胀气等不适反应；影 响人体能量的摄入，造成人体能量不 足
食物中的纤维素（膳食纤维）
不能被人体内 源酶消化吸收 可食用
分类：SDF(水溶性膳食纤维） IDF(水不溶性膳食纤维）
膳食纤维（DF）
Good: 预防肥胖 预防心血管疾病 降血压 抗乳腺癌 清除自由基、防衰老 提高人体免疫 改善和增进牙齿的功能 等等
争 议
Good：
对阳离子有结合和交换作用，据医学研究， DF能与肠道中的钠离子、钾离子进行交换， 可使钠离子随粪便大量排除，直接产生降压 作用。
麦芽糖
纤维二糖 棉子糖 环糊精
两分子葡萄糖
两分子葡萄糖
α—1，4
β—1，4
变旋现象
变旋现象 变旋现象
还原性糖
还原性糖 非还原性 非还原性糖
葡萄糖、果糖、 半乳糖 6—8个葡萄糖 α—1，4
无变旋现象
三、多糖
第41页
直 链 支 链 α-1，4 遇碘蓝 紫色
由许多单糖或单糖聚合而成， 淀 缩合时单糖分子以糖苷键相连。 粉
糖链的生物学功能
第60页
参与新生肽链折叠和缔合中，维持蛋白质的正 确构象。 影响糖蛋白的分泌和稳定性。 参与分子识别和细胞识别 受体与配体 糖链与血浆中老蛋白的清除 糖链与精卵识别 糖链与细胞粘着和细胞粘着分子
糖胺聚糖的分类
透明质酸(hyaluronic acid HA)
糖 类
总
结
李燕燕
——食品081
糖 类 总
结
一、基本知识—————— 理解并牢记 二、拓展知识—————— 了解 三、膳食纤维——————个人兴趣拓展
一、基本知识介绍
是多羟醛、多羟酮及其衍生物，或水解时能产生这些化合 物的物质。
一 二 三 四 五
单 糖 寡 糖 多 糖 复合糖 名词
一、单
糖
定义、物理和化学性质
它不被硫酸化，不与蛋白质共价结合，而是以游形式或非共价复合体形式存在，是唯一不限于动物组织 并也产生于细菌中的糖胺聚糖。在眼球玻璃体、角膜、胚胎、滑液、脐带中丰富。
硫酸软骨素（chondroitin sulfate,CS)
以蛋白聚糖形式存在于软骨、腱、皮肤、脐带等部位
硫酸皮肤素（dermatin
五、几个有机化学的名词
----------真正理解其意义
不对称碳原子（手性碳） 旋光性 异构现象 组成
结构异构
Hale Waihona Puke 立体异构 构造 构型 构象
糖苷键 糖肽键 变旋现象
几何异构 旋光异构
异头物
了解知识
龙胆二糖 壳多糖（几丁质） 右旋糖酐 琼脂 糖链 糖胺聚糖 果胶物质 细菌杂多糖
几种重要的单糖 几种重要的单糖衍生物
化学性质：
物理性质
甜度：以庶糖为标准 溶解性：易溶于水， 还原性（氧化反应） 酸反应
难溶于乙醚、丙酮等 有机溶剂。 旋光性：
碱反应
取代单糖 氧化性（还原反应） 糖苷化 酯化反应
重要的单糖（23－24页）
D－甘油醛和磷酸二羟丙酮 D－葡萄糖、D－半乳糖、果糖、甘露糖 D－核糖、D－木糖、D－核酮糖、D－木酮糖
sulfate,DS)
作为结缔组织的大分子存在于皮肤、血管和心瓣膜中
硫酸角质素（keratan sulfate,KS）
重复二糖单位由半乳糖和N－乙酰葡糖胺组成的。是糖胺聚糖中唯一一个不含糖醛酸作为单体的杂多糖。
肝素（heparin,Hp）
存在于肺、肝、皮肤和其他结缔组织的肥大细胞中，是一种天然的抗凝血剂，临床上用作抗凝血酶III的 增强剂。防止血栓形成。