糖蛋白的结构与功能
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 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。
糖蛋白介绍
糖蛋白的基本概念
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。
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。
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；
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
1、O-糖苷键结构
糖类环状结构的书写方式（W.N.Haworth）
1. 吡喃式写成六角平面形，呋喃式是写成五角平面形 2. 链式结构中左边的各基团写在环的平面上，右边的基团写 在环的平面下，即“左上右下” 3. 如有环外的碳原子，书写时D-型糖环外碳原子及所带基团 的环平面上，L-型糖环外碳原子所带基团写在环平面下， 即“D上L下” 4. α-D-醛糖C1的-OH在环平面下，β-D-醛糖C1的-OH在环平 面上，即C1的-OH写法是“α下 β上”
(4) N-糖链链成熟加工。
(1)多萜醇(Dol-P)寡糖前体的合成
(2)多萜醇寡糖前体向新生肽的转移
寡糖基转移酶
(3) N-糖肽链的后加工
(4) N-糖肽链的成熟加工
长萜醇-P-P聚糖的合成
□
第十九章：糖蛋白
2 .N-连接寡糖结构 N－连接寡糖可分为三型；
①高甘露糖型
②复杂型
③杂合型：这三型 N-连接寡糖都有一个五糖核心，高甘露糖型在核
心五糖上连接了 2－9 个甘露糖，复杂型在核心五糖上可连接入 3、4
或 5 个分支糖链，宛如天线状，天线末端常连有 N-乙酰神经氨酸。
杂合型则共有二者的结构。
（二）O-连接糖蛋白
胶原蛋白由 3 条肽链以α 右手螺旋形成棒状结构。
富含甘氨酸（占 1/3）和脯氨酸（占 1/4），特含有羟赖氨酸和羟脯氨
酸，缺色氨酸和半胱氨酸，甚少酪氨酸。
三.纤连蛋白
定义
5 分钟
广泛存在于细胞外基质、基底膜和各种体液中的一种多功能糖蛋
白。多为二聚体形式，也有多聚体形式。
分布
细胞外基质、基底膜和各种体液。
教学内容 第十九章 糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质
时间
大多数真核细胞都能合成一定类型的糖蛋白和蛋白聚糖,它们分 布于细胞表面、细胞内分泌颗粒和细胞核内，也可被分泌出细胞，构 成细胞外基质成分。糖蛋白和蛋白聚糖都由共价键相连接的蛋白质和 糖两部分组成。糖蛋白分子中的蛋白质重量百分比大于糖，而蛋白聚 10 分钟 糖中多糖链所占重量在一半以上，甚至高达 95%，两者的糖链结构也 不同。因此糖蛋白和蛋白聚糖在合成途径和功能上存在显著差异。
岩藻糖、N-乙酰葡萄糖胺等单糖。
二、糖蛋白寡糖链的功能
20 分钟
许多执行不同功能的蛋白质都是糖蛋白，糖蛋白中的寡糖链不但
能影响蛋白部分的构象、聚合、溶解及降解还参与糖蛋白的不能取代的。
（一）寡糖链对新生肽链的影响
1.不少糖蛋白的 N-连接寡糖链参与新生肽链的折叠并维持蛋白
共价连接到核心蛋白的多肽链上。
第4章糖蛋白1
人类面临的世纪灾难——艾滋病，（获得性 免疫缺陷综合症AIDS)
1. 世界艾滋病流行形势严峻。1981年，美国发现首例艾滋 病——2000年底，艾滋病感染者5790万，死亡达2080万， 每年用于艾滋病的花费达5000亿美元。 2. 我国艾滋病流行的问题严重。1985年，国内发现首例外来 艾滋病病人，预计至2001年年底，艾滋病感染者超1000万。 每年以30%递增，说明我国艾滋病已进入快速增长期，艾 滋病很可能成为新世纪的国家性灾难。
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
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
一 糖类物质不仅是生物体的能源和结构材料, 还是重要的生物信息分子。
（一）结构材料： 纤维素：
甲壳质:
CH 2OH
乙酰氨基葡萄糖:
H OH H H
O
H OH
OH
H HN
COCH3
（二）糖参与了生命的全过程
高级生物化学第四章糖蛋白的结构与功能蛋白聚糖
第四章糖蛋白与蛋白聚糖4.1 概述糖类指多羟基醛和多羟基酮及其缩合产物，是人类认识最早的有机物之一。
糖类曾使用过不同的名称；carbohydrate曾译为碳水化合物；saccharide更多地与前缀组词，如monosacchride(单糖)、oligosaccharide(寡糖)和polysaccharide(多糖)等；sugar除表示食糖外还用于表述糖类的组成，常有单糖的含义；glycan则译为聚糖，是寡糖和多糖的统称。
糖类还是自然界分布最广、数量最多的大分子。
对糖代谢的研究开创了生物化学的先河。
长期以来，糖类仅仅被视为主要的能源物质、碳源和结构材料，对糖类的研究局限于单糖及其代谢，以及淀粉、糖原等少数多糖。
虽然早就发现糖-肽共价复合物，鉴于一些含糖的酶类去掉糖组分之后活性并无明显改变，因而把糖组分当作杂质，千方百计加以去除。
直到1970年代末，科学家才对被长期冷落的复合糖，尤其是糖蛋白、糖脂和蛋白聚糖产生了兴趣，逐步认识到细胞表面的相互作用、分泌物摄取、变异与转化、细胞识别和信号转导等重要生命活动，都与复合糖的功能直接相关。
20多年来，糖复合物研究取得了令人瞩目的进展，一跃而成为当代生命科学又一热门领域，许多从事生物化学、分子生物学、免疫学、细胞生物学、病理学、药理学、生理学等方面研究的科学家，竟相涉足这一领域。
1988年，牛津大学Dwek教授提出糖生物学(glycobiology)，标志生物化学最后一个巨大学术前沿学科正式诞生。
糖生物学主要研究复合糖中糖链的结构及其生物合成；糖链信号的破译、糖链信号转导；涉及分化和疾病发生的糖链识别以及糖工程和糖生物学的前沿与应用。
因此应当给予充分的关注。
(1)复合糖的分类：复合糖(complex carbohydrate)可分为聚糖(glycan)和糖缀合物或糖复合物(glycoconjugate)。
其中聚糖包括同聚糖(homoglycan)和杂聚糖(heteoglycan)；糖缀合物则包括糖肽复合物(glycopeptede complex)、糖脂复合物(glycolipid complex)和糖-核酸复合物(carbohydrate-nucleic acid complex)。
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1.2.1 N - 糖苷键
1.2.1.1 组成N - 糖苷键以β- N - 乙 酰葡萄糖胺- 天冬酰胺为连接点。在糖蛋白 中仅有N - 乙酰- β- D -葡萄糖胺残基与天 冬酰胺相连,生成的键是4 - N - (2 -乙酰氨 基- 2 - 脱氧-β- D - 吡喃葡萄糖基) - L - 天 冬酰胺。此键型最早在鸡卵清蛋白中发现。 在很多糖蛋白中都存在此连接键,例如血浆 糖蛋白中的血清类粘蛋白、免疫球蛋白、 激素类糖蛋白等。
1.2 糖肽键
糖肽键是糖链和肽链的连接键,是指糖基异头碳原子 上的羟基与肽链氨基酸残基上的酰胺基或羟基脱水形成 的糖苷键。可分为N - 糖苷键和O - 糖苷键两大类。参与 糖肽键的氨基酸残基主要有:天冬酰胺(Asn) 、丝氨酸 ( Ser ) 、苏氨酸( Thr ) 、羟赖氨酸( Hyl ) 和羟脯氨酸 (Hyp) 。它们可以与N - 乙酰葡萄糖胺、N - 乙酰半乳糖 胺、木糖、半乳糖及阿拉伯糖形成五种主要的糖肽键,分 别是:β- N - 乙酰葡萄糖胺- 天冬酰胺( GlcNAc - Asn) 、 α- N - 乙酰半乳糖胺- 丝氨酸/ 苏氨酸( GalNAc Ser/Thr) 、β- 木糖- 丝氨酸(Xyl - Ser) 、β- 半乳糖- 羟 赖氨酸( Gal - Hyl ) 、α - L - 阿拉伯糖- 羟脯氨酸(Ara Hyp) 。此外,还发现罕见的以N - 末端氨基酸残基为连接 点的糖肽键,存在于小鼠血红蛋白A1c中。
1.2.2 O - 糖苷键
1. His - His - Gly - Phe - Thr - Thr - Pro - Ser - Arg - Ala 11. lle - Ala - Val - Leu - Ser - Thr - Glu - Thr - lle - Arg 21. Gly - Asn - lle - Thr - Phe - Thr - Gln - Val - Gln - Asp 31. Gly - Lys - Val - His - Val - Gln - Gly - Gly - lle - Thr 41. Gly - Leu - Pro - Pro - Gly - Glu - Tyr - Gly - Phe - His 51. Val - His - Glu - Lys - Gly - Asp - Leu - Ser - Gly - Gly 61. Cys - Leu - Ser - Thr - Gly - Ser - His - Phe - Asn - Pro 71. Gly - His - Lys - Asp - His - Gly - His - Pro - Asn - Asp 81. Val - Asn - Arg - His - Val - Gly - Asp - Leu - Gly - Asn 91. Val - Val - Phe - Asp - Glu - Asn - His - Tyr - Ser - Arg 101. lle - Asp - Leu - Val - Asp - Asp - Gln - lle - Ser - Leu 111. Ser - Gly - Pro - His - Gly - lle - lle - Gly - Arg - Ala 121. Val - Val - Leu - His - Glu - Lys - Ala - Asp - Asp - Tyr 131. Gly - Lys - Ser - Asp - His - Pro - Asp - Ser - Arg - Lys 141. Thr - Gly - Asn - Ala - Gly - Gly - Arg - Val - Ala - Cys 151. Gly - Val - lle - Glu - 155 Tyr 图1 EaseA4 的氨基酸组成
1.2.1.2 糖苷键附近的氨基酸顺序 N - 糖 苷键不仅与氨基酸种类有关,而且与氨基酸顺序有 关。带糖链的天冬酰胺残基附近往往含有一个苏 氨酸与丝氨酸残基,即它具有顺序子结构,称为天冬 酰胺顺序子:天冬酰胺-X - 苏氨酸(Asn - X - Thr) 或天冬酰胺- X - 丝氨酸(Asn - X - Ser) ,其中X 可 代表除脯氨酸以外的任何一种氨基酸残基。表明 糖蛋白中能与天冬酰胺残基相连的寡糖链数目是 有限的,并非所有天冬酰胺顺序中的天冬酰胺都发 生糖基化,如鸡卵清蛋白。天冬酰胺顺序子不仅与 糖基化有关,可能对糖链的组成与长短也有控制作 用,如顺序子中的X 为极性氨基酸时,常生成复杂型 寡糖链;X 为非极性氨基酸时常形成单纯型寡糖链。
1.糖蛋白的结构
糖蛋白分子由多肽链和糖两部分组成。糖和多肽链之 间通过糖肽键连接而成。 1.1 糖蛋白多肽链结构 在糖蛋白合成过程中,糖蛋白多肽链的合成与非糖 基化蛋白质基本相同。所不同的是在多肽链合成的同 时或之后,伴有肽链的糖基化作用。目前,不少糖蛋白 一级结构已经测出,如桑蚕卵中的EaseA4 由155 个氨 基酸残基组成,肽链分子量为16684Da。在第61 位和 150 位两个半胱氨基酸残基之间形成一个二硫键,第 22 位至24位形成Asn - X - Thr 的糖基结合部位,糖基 分子量约为740Da(图1) 。
糖蛋白的079) 林 峰(03081078) 宋联淑(03081082) 亢 磊(03081076)
摘 要: 糖蛋白是由寡糖和多肽链共价修饰连接 而形成的一类重要生理活性物质,它广泛存 在于细胞膜、细胞间质、血浆以及粘液中。 糖蛋白中的糖链在维持蛋白质稳定、抵抗 蛋白酶水解、防止抗体识别及参与肽链在 内质网的拆叠启动等方面发挥着重要作用, 具有开关和调谐功能、激素功能、胞内转 运功能、保护和促进物质吸收、参与血液 凝固与细胞识别等,对于增殖的调控、受精、 发生、分化以及免疫等生命现象,起着十分 重要的作用。