糖蛋白演示教学
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)
医学检验·检查项目：血清α1-酸性糖蛋白_课件模板
医学检验·各论：血清α1-酸性糖蛋白 >>>
临床意义：
量升高。另外类风湿关节炎、系统性红斑 狼疮、克隆病、恶性肿瘤也增高，在癌转 移时升高更明显。 α1AG水平改变可用于 鉴别患者是急性时相反应还是雌激素所引 起的一族急性时相蛋白(如铜蓝蛋白、 α1-抗胰球蛋白等)水平升高，若后者影 响则α1AG浓度正常或降低，前者可出现 血清水平升高。 α1A
医学检验·各论 血清α1-酸性糖蛋白
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别名： α1-AG。
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简介：
α1-酸性糖蛋白早期称乳清类粘蛋 白。分子量约40000，由肝脏合成，癌细 胞也可合成。α1AG的肽链结构与Ig轻链 可变区及部分重链区、结合珠蛋白α链结 构类似，说明α1AG从Ig家系演变而来。
正常值：
(1)放射免疫法： 血清 成人550～ 1400mg/L，均值为900mg/L 尿液 0.29～ 0.68mg/24h (2)比浊法： 血清 成人 791±51mg/L。
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相关检查： 抗内因子抗体(AIFA)、肝癌铁蛋白、肝、 胆、胰、脾的MRI检查、核磁共振成像 (MRI)、肝脏疾病超声诊断、肝病四项。
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临床意义：
G与结合珠蛋白测定联用是鉴别血管内溶 血的有价值指标。通常这两种指标可同时 升高或降低。若酸性糖蛋白含量升高，而 结合珠蛋白正常，则认为是体内轻微溶血 的急性时相反应。α1AG还可作为肿瘤复 发(尤其是胸腺癌与肺癌)药物治疗的定量 指标。 ②α1AG浓度降低：服用17α-羟 基雄性激素、肝细胞
《检测生物组织中的糖类蛋白质脂肪》实验教学设计
《检测生物组织中的糖类蛋白质脂肪》实验教学设计《检测生物组织中的糖类、蛋白质、脂肪》实验教学设计1、实验内容分析《检测生物非政府中的糖类、脂肪和蛋白质》就是人教版高中生物必修课程一第二章第一节《共同组成细胞的元素和化合物》的内容，也就是高中生物第一个学生实验。
课标对这一内容的建议存有两个方面:一、属“举例说明”水平的知识性目标，通过本节实验教学可以协助学生对细胞中的化合物存有更加直观、多样的感性认识，消除对微观世界的重新认识困难；二、属“运用”水平的技能性目标。
通过合作自学、一帮一组和对多种实验材料展开重复检测等方法提升学生的实验技能，同时实现科学知识目标和能力目标双达成一致。
2、设计思路在以前的教学中，绝大多数的教师往往先介绍细胞中三大有机物的化学特性（即实验原理）,然后再提供成分并不单一的待测样液进行检测。
检测的过程也进行了简化，只针对样液中的某一成分进行验证，这样虽然大大节约了实验的时间，但是实验变成了“照单抓药”索然无味。
今年我对本节教材实验进行了较大的整合和适当的拓展。
力求注重知识目标达成的同时，尝试运用开放式实验教学模式提高学生的实验技能和解决实际问题的能力。
本节课我设计了四个环节。
环节一：联系生活、设疑激趣。
以“安徽阜阳毒奶粉”问题抓起，鼓励学生高度关注食品成分，唤起学生的自学兴趣。
环节二：资料展现、辨认出原理。
通过资料展现、问题深入探讨，鼓励学生自主学习实验原理。
环节三：参考案例、实验验证。
教师提供单一成分的样液，然后由学生参考教材案例，完成验证实验。
环节四：自主探究、交流汇报。
教师尽可能多的提供生物组织，由合作小组自由选择实验材料、药品、用具，完成实验的设计和实施，最后师生共同总结实验结论。
3、实验目标：3.1知识方面：1）举例讲出一些化学试剂能并使生物非政府中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。
2）比较不同生物组织中化合物的种类和含量。
3.2能力方面：1）尝试运用实验方法检测生物非政府中糖类、脂肪和蛋白质的存有。
糖蛋白功能
糖蛋白功能
糖蛋白是一种蛋白质分子，其功能主要与细胞识别、细胞间黏附以及细胞信号转导等方面相关。
糖蛋白的功能主要体现在以下几个方面：
1. 细胞识别：糖蛋白通过其独特的糖基结构与其他细胞或分子相互作用，从而发挥细胞识别的功能。
糖蛋白在免疫系统中起到了重要的作用，能够帮助免疫细胞识别外来入侵物质，如病原体或异细胞。
此外，糖蛋白还参与了胚胎发育和细胞分化等重要过程，通过与细胞表面的糖基相互作用，调控细胞的生长和发育。
2. 细胞间黏附：糖蛋白位于细胞表面，能够通过其糖基与细胞外基质或邻近细胞的糖基相互作用，从而发挥细胞间黏附的作用。
细胞间黏附是细胞组织间相互连接的重要机制，通过糖蛋白的相互作用，细胞能够形成稳定的群体，从而维持组织结构和功能。
3. 细胞信号转导：糖蛋白在细胞信号转导中起到了重要的作用。
糖蛋白可以与细胞表面的受体相互作用，从而调控细胞内的信号传递过程。
糖蛋白的糖基结构可以通过与受体结合，改变受体的活性或稳定性，进而调控细胞信号转导的过程。
此外，糖蛋白还参与了细胞表面的保护和免疫应答等重要生理功能。
糖蛋白位于细胞表面的糖基可以形成一种保护层，防止有害物质的入侵和损害。
糖蛋白还可以作为抗原介导免疫应答的靶分子，通过其糖基结构，引发免疫细胞的应答，从而保护
机体免受感染。
综上所述，糖蛋白在细胞功能中起到了重要的作用。
其通过细胞识别、细胞间黏附和细胞信号转导等多个方面的功能，调控了细胞的生长、分化和组织结构的形成。
糖蛋白的研究对于揭示细胞生物学和疾病发生发展的机制具有重要意义，并有望为药物研发提供新的靶点和策略。
糖蛋白
(3)Mucins have a high content of oLinked oligosaccharides and exhibit repeating amino acid sequences
三、生物合成
O-linked糖蛋白的生物合成 1. O-linked糖蛋白的生物合成 合成部位: ● 合成部位:内质网和高尔基器 ● O-Glycosylation 是在翻译后进行加工
O H
H
OH OH
GluNAc
Xyl
糖蛋白中糖的组成
糖蛋白多肽链常携带许多短的杂糖链。 糖蛋白多肽链常携带许多短的杂糖链 。 它们通常包括N 乙酰己糖胺和己糖( 它们通常包括N-乙酰己糖胺和己糖(常是 半乳糖和／或甘露糖) 半乳糖和／或甘露糖)。 该 链 末 端 成 员 常 常 是 唾 液 酸 (sialic acid)或 岩藻糖(L fucose)。 (Lacid)或L-岩藻糖(L-fucose)。 这种寡糖链常分支， 很少含多于15 15个单 这种寡糖链常分支 ， 很少含多于 15 个单 体的，一般含2 10 10个单体 体的，一般含2—10个单体 糖链数目也变化很大。 糖链数目也变化很大。
Race: No predilection exists. Sex: I-cell disease is inherited as an autosomal recessive trait. Both sexes are affected equally. Age: Clinical manifestations can be present at birth or may present in the first few months of life.
56● figure 56-14
第4章糖蛋白1
Fuc
O型 Fuc Gal
A型 GalNAc
或 B型 Gal Gal A型 GalNAc 苏) GNAc Gal GalnAc 丝( Gal GNAc GNAc
或
B型 Gal Gal GNAc
Fuc
9、糖链与精卵识别
卵透明带糖蛋白ZP-3中GalNAC介导精卵识别及精卵结合
10、糖链与细胞粘着
GlcNAc-Transferase I KO in Mouse is Embryonically Lethal
n n
Mannosidase
mannosidase
n n
GlcNAcTI
n
n
mature glycoproteins
n
• • • • • • • •
生物信息学 糖生物学和糖化学 功能性RNA分子研究 分子进化的基本化学规律 重要生命现象的蛋白组学 生物芯片系统研究 生物发育的基因表达调控 脑发育, 感知系统研究
分子识别:生物分子的选择性相互作用 Ig-Ag E-s 激素与受体 要求: 两分子结合部位结构互补 能产生作用力使酶分子结合
细胞识别:细胞表面两分子的识别 受体: 能与来自胞外的生物信息分子专一 结 合并将信息传递给效应器(离子通道 配体:被受体识别并结合的生物活性分子
识别—诱导细胞生理和代谢状态改变的扳 机 识别双方： 识别标记：以糖基为识别标记的生 命活动广泛存在 有识别能力：能识别糖基并与糖结合 多数为凝集素
糖蛋白 PPT课件
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
N—连接糖链的糖基化位点：
定义
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
组成
核心蛋白
葡萄糖胺
糖胺 糖胺聚糖
半乳糖胺 葡萄糖醛酸
糖醛酸 艾杜糖醛酸
目录
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。
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
保护糖蛋白不受蛋白酶的水解，延长其半衰期。
3. 参与分子的识别作用
目录
第二节 蛋白聚糖
Proteoglycan
目录
概述
目录
N—糖链的分类：
目录
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
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。
糖蛋白的概念
糖蛋白的概念糖蛋白是一类与氨基酸和糖分子相结合的复合物，它们在生物体内起着重要的结构和功能作用。
糖蛋白是由蛋白质和糖分子通过糖基化反应形成的。
在糖蛋白分子中，糖分子可以以直链或分支的形式连接在蛋白质的氨基酸残基上。
这些糖基化的残基可以是谷氨酸、苏氨酸或天冬氨酸等，而糖分子可以包括葡萄糖、半乳糖、岩藻糖等多种糖类。
糖蛋白广泛存在于各种生物体内，如动物、植物、细菌甚至病毒中，它们在细胞膜上起着重要的结构和功能作用。
糖蛋白可以分为膜糖蛋白和溶解性糖蛋白两种类型。
膜糖蛋白主要存在于细胞膜上，起着维持细胞形态、信号传导、细胞间粘附等结构和功能作用。
溶解性糖蛋白则通过血液循环方式存在于体内，具有免疫调节、细胞因子活性和生长因子活性等功能。
糖蛋白的结构非常复杂。
蛋白质的部分由氨基酸通过肽键连接在一起形成多肽链，而糖分子则以糖链的形式连接在多肽链上。
糖蛋白的糖链可以是直链或分支的形式，其中分支的糖链可以通过α-1，6-连接或α-1，3-连接等方式与多肽链连接在一起。
糖链的长度和分支情况因糖蛋白的类型和功能而异。
糖蛋白的糖基化反应是一种非常重要的修饰作用。
糖基化反应通过糖基转移酶催化完成，催化剂是酶或转移酶，可以将糖分子与多肽链连接起来。
糖蛋白的糖基化反应过程非常复杂，需要多种酶的参与，并受到多种调控因子的调控。
糖基化反应的位置和类型也会影响糖蛋白的功能和稳定性。
糖蛋白在生物体内发挥着多种重要的结构和功能作用。
首先，糖蛋白在细胞膜上起着维持细胞的形态稳定性作用。
由于糖蛋白的糖链是弯曲的，可以增加细胞膜的流动性和可塑性。
其次，糖蛋白可以通过与其他细胞蛋白结合，参与细胞信号传导、粘附和识别等过程。
糖蛋白还可以通过与细胞外基质相互作用，参与细胞迁移、生长和分化等过程。
此外，糖蛋白还可以作为细胞表面的标志，参与免疫调节和免疫识别等过程。
糖蛋白在许多疾病的发生和发展中起着重要的作用。
一些研究表明，糖蛋白的糖基化异常与多种疾病的发生有关，如癌症、糖尿病和神经退行性疾病等。
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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。
二、N-糖肽链的合成
1、N-糖肽链的糖基化位点 N-糖链是接在天冬氨酰侧链的酰胺氮上。
特定的氨基酸序列，Asn-X-Ser/Thr。 2、N-糖肽链的生物合成场所 N-糖肽链的合成是在粗糙内质网和高尔
基体中进行的。
多数糖基化的蛋白质被分泌到细胞外或 定位在细胞质膜上，但是一些带有磷酸 化糖链的蛋白质则绝大多数被分拣投送 到溶酶体中。
连接点的结构: GalNAc -O-Ser／Thr
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1、O-糖苷键结构
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2、O-糖链(O-Glycan)
O-聚糖与N-聚糖相比有多种结构形 式，可延伸为多种不同核心结构的类 型。
已发现的有GalNAc-Ser/Thr， GlcNAc-Ser/Thr，Gal-Ser，Xyl-Ser， Man-Ser/Thr等8种。
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第三节 糖蛋白的生物合成
一、概述 生物合成的特点 糖基的受体 糖基的供体 糖基转移酶
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1、生物合成的特点
糖链的生物合成和肽链、多聚核苷 酸的生物合成有本质的不同。
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N-糖肽链的合成
几乎所有在内质网上合成的蛋白质 最终都被糖基化。
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)。
一个糖苷键对应了一个糖基转移酶，进而 对应了一个基因，一条糖链则对应了一组 糖基转移酶，进而也对应了一个基因组。
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糖苷酶的作用是从前体将特定单糖剪切掉， 变为合成糖链的中间体。
糖基转移酶的作用是逐个将单糖加到特定 的前体的特定位置上。
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糖蛋白具有多种生物学功能和生理学 效应，在生命体受精、发生、发育、 分化、神经系统、免疫系统过程的控 制，在炎症及自身免疫疾病、老化、 癌细胞异常增殖及转移、病原体感染 等过程中起着重要的作用。
TOOLS FOBiblioteka GLYCOBIOLOGY第二节 糖蛋白的组成和结构
糖蛋白分子由多肽链和糖链两部分组成， 其中包括：N-连接糖蛋白和O-连接糖蛋白。
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)
N-聚糖主要分为三种 类型：复合型、杂合 型和高甘氨酸型。
它们都有共同的五糖 核心结构；
糖链与多肽链之间的 共有序列为： Asn-X-Ser/Thr
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核心结构
高甘露糖型
复杂型
N-连接糖链结构
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杂合型
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糖蛋白
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糖蛋白的基本概念
细胞中的糖蛋白有可溶性的，也有与膜结 合的不溶形式，生物体内大多数蛋白质都 是糖蛋白。
其中包括： 动物血清的转铁蛋白，免疫球蛋白等； 细胞间质中纤连粘蛋白，层连粘蛋白等； 促绒毛膜性腺激素，促甲状腺素等激素；
TOOLS FOR GLYCOBIOLOGY
蛋白质的肽链上有很多氨基酸可以作为糖 基化的位点。N-糖链是接在天冬酰胺侧涟 的酰胺氮上。 O-糖链是接在丝氨酸或苏 氨酸残基侧链的羟基氧上。
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3、糖基的供体
游离单糖不能作为糖基转移酶所用的 糖基供体，一定要经过活化。
常见的糖基活化方式有两种： (1)核苷酸的形式(UDP-GlcNAc) (2)磷酸长萜醇(Dol-P)的形式