第九章糖蛋白与蛋白聚糖.ppt

核核 酸酸 蛋蛋 白白 质质 化化 学学生命科学技术学院生命科学技术学院精选课件第九章第九章 糖蛋白与蛋白聚糖糖蛋白与蛋白聚糖第一节第一节 糖蛋白糖蛋白第二节第二节 蛋白聚糖蛋白聚糖精选课件q 聚糖聚糖 ( glycan ) 是聚合寡糖 ( oligosaccharide ) 或聚合多糖 (polysaccharide) 的总称它可以游离形式存在，如很多植物中的杂多糖 ( heteropolysaccharide )；也可以糖复合物 ( glycocon-jugate ) 的形式存在，如糖蛋白 ( glycoprotein )、糖脂 ( glycolipid ) 和蛋白聚糖（ proteoglrcan )其中糖脂一般不属于生物大分子q ½ 生物体蛋白是糖蛋白或蛋白多糖，包括酶、激素、膜蛋白、血浆蛋白、结构蛋白、毒素等    q 生物界已发现 200 多种单糖，但只有 11 种出现在糖蛋白或蛋白多糖中精选课件糖蛋白或蛋白多糖中的单糖糖蛋白或蛋白多糖中的单糖己糖己糖： 半乳糖 ( Gal )、葡萄糖 ( Glc )、甘露糖 ( Man )脱羟己糖脱羟己糖： L－岩藻糖 ( Fuc )己糖胺己糖胺：半乳糖胺 ( GalNH2 )、葡萄糖胺 ( GlcNH2 )戊糖戊糖：木糖 ( Xyl )、L－阿拉伯糖 ( Ara )唾液酸唾液酸 ( SA )：通常为 N-乙酰神经氨酸 ( NeuNAc )              糖蛋白中已发现 20 多种神经氨酸衍生物醛酸醛酸：葡萄糖醛酸 ( GlcUA )、艾杜糖醛酸 ( IdoUA )己糖衍生物己糖衍生物：乙酰氨基葡萄糖 ( GlcNAc )、乙酰氨基半              乳糖 ( GalNAc )糖蛋白的含糖量可以小于 1％ 或大于 99％。

如胶原蛋白 < 1％；糖元 > 99％精选课件v 糖蛋白（glycoprotein）是蛋白质和糖类的共价复合物v 蛋白质肽链可在不同部位结合多个糖基或聚糖含糖量可低至 2%，高至 50%v 人体内的蛋白质至少有 1/3 是糖蛋白，存在于各种组织和不同细胞中，特别在细胞表面膜上含量丰富绝大多数血浆蛋白质也是糖蛋白第一节第一节 糖蛋白糖蛋白精选课件一、糖蛋白中聚糖的分类和结构一、糖蛋白中聚糖的分类和结构 二、糖蛋白中聚糖的代谢二、糖蛋白中聚糖的代谢 三、糖蛋白中聚糖的功能三、糖蛋白中聚糖的功能精选课件一、糖蛋白中聚糖的分类和结构一、糖蛋白中聚糖的分类和结构1.糖蛋白和糖基或糖链部糖蛋白和糖基或糖链部2. 分的连接方式和分类分的连接方式和分类2. 糖蛋白中聚糖的结构糖蛋白中聚糖的结构精选课件1. 糖蛋白和糖基或糖链部分的糖蛋白和糖基或糖链部分的 连接方式和分类连接方式和分类⑴⑴ O-连接糖基或糖链连接糖基或糖链糖基或糖链的还原端与蛋白质肽链中 Ser、Thr 或羟赖氨酸残基中羟基的氧原子（O）相连接这类连接方式很容易被稀碱水解可分以下两种方式精选课件①① 糖基和羟赖氨酸的糖基和羟赖氨酸的 OH 连接连接 这类糖基只存在于胶原中，只有一个半乳糖（Gal ）或其外侧再连有葡萄糖（Glc），组成 Glc-Gal 二糖精选课件②② 糖基或糖链和糖基或糖链和 Ser 或或 Thr 的的 OH 连接连接岩藻糖（岩藻糖（Fuc））Ser/Thr 连接连接：Ser/Thr 的 N 端常常是两个连续的 Gly 残基N-乙酰氨基葡萄糖（乙酰氨基葡萄糖（GlcNAc））和 Ser/Thr 连接：每个连接位点只有一个糖基，但可有多个连接位点N-乙酰氨基半乳糖（乙酰氨基半乳糖（GalNAc））和 Ser/Thr 连接：糖基最少只有一个 GalNAc，多达 18 个以上, 连成长链或分支糖链。

主要存在于粘蛋白（mucin）中，又称粘蛋白型聚糖精选课件⑵⑵ N-连接糖链连接糖链Ø一般由 6 到数十个糖基连接成糖链；GlcNAc 还原端与蛋白质中 Asn 的酰胺氮（N）以 β1，4 糖苷键连接这种连接方式不被稀碱水解，但可用肼解法使它和蛋白质分离Ø糖链都有分支，大多存在于血浆蛋白，又称血浆蛋白型聚糖但在细胞膜和胞质的糖蛋白中也普遍存在，可以和 O-GalNAc 并存于同一肽链上Ø糖基组成除 GlcNAc 外，尚有 Gal 和 Man酸性 N-聚糖的末端也有 SA，中性糖链则一般以 Gal 或 Fuc 为末端很少数的 N-糖链可含 GalNAc 和末端硫酸基团精选课件能被 N-糖基化的 Asn 位点必须有 Asn-X-Ser/Thr ( NXS/T ) 序列子（sequon），其中 X 可以是 Pro 以外的任何氨基酸O-GalNAc和N-聚糖的主要区别O-GalNAc和N-聚糖的主要区别精选课件2. 糖蛋白中聚糖的结构糖蛋白中聚糖的结构⑴⑴ N-连接型聚糖连接型聚糖N-聚糖由一个分支的五糖核心 ( pentasaccharide core ) 和不同数量的外链组成 精选课件①① N-聚糖的五糖核心聚糖的五糖核心ü内侧的两个以 β1，4 键连接的 GlcNAc, 和外侧的 3 个 Man 组成。

其中两个以 α1，3 和 α1，6 键连接的分支的 Man 称为 α-Man内则的 Man 称为 β-Manü内侧 GlcNAc 以 α1，6 键连接一个 Fuc，称为核心 Fuc ( c-Fuc )在 β-Man 上以 β1，4 键连接一个 GlcNAc，这 GlcNAc 处于两个 α-Man 之间，称为平分型 ( bisecting ) GlcNAc    ü在一些植物蛋白中，平分型 GlcNAc 可被 β1，2 连接的木糖 ( xylose ) 取代精选课件N-聚糖的结构精选课件 ②② 分型分型高（寡）甘露糖型高（寡）甘露糖型 ( high-or oligo-mannose type ):  五糖核心以外的糖基全部是 Man复杂型复杂型 ( complex type )：天线 ( antenna ) 连接 GlcNAc、Gal 和 SA ( NeuAc ) 或 Fuc 组成带 SA 的称为酸性糖链；缺乏 SA 或以 Fuc 取代 SA 则为中性糖链杂合型杂合型 ( hybrid type ): 一半分子类似复杂型，另一半分子则似高甘露糖型，故称为杂合型( 三型 )精选课件Gal-GlcNAcGal-GlcNAc二糖单位二糖单位 -Man-Man -Man-Man平分型平分型GlcNAc核心核心Fuc(c-Fuc)五糖核心的结构A 复合型            B 杂合型         C 高 ( 寡 ) Man 型精选课件③③ 天线数天线数复杂型 N-聚糖的天线数有 1-5 条，其中单天线很少见  二天线二天线：较多见,两条天线都以 β1, 2 键分别连接于两个 α-Man 的 C2 位上, 称为 C2C2 二天线 N-聚糖 精选课件三天线可分成两类三天线可分成两类 C2,4C4 三天线 N-聚糖:  一条链连在α1, 3 Man 的 C2 和 C4; 另一条链连在 α1, 6 Man 的 C2 位精选课件C2C2,6三天线 N-聚糖: 一条外链连在α1,3 Man 的 C2 位,另两条外链连在 α1,6 Man 的 C2 和 C6 位精选课件四天线四天线C2,4C2,6 四天线 N-聚糖：正常细胞中含量较少, 两条外链连在 α1, 3 Ｍan 的 C2 和 C4 位,另两连在α1,6 Ｍan 的 C2C6 位鸟类的糖蛋白中可存在 C2,4C2,4,6 五天线 N-聚糖精选课件④④ N-聚糖的种属、组织和位点专一性聚糖的种属、组织和位点专一性不同种属同一组织或同一种属不同组织中相同糖蛋白的 N-聚糖并不相同，即 N-聚糖结构具有种属和脏器专一性如 γ-谷氨酰转肽酶 ( GGT )，主要存在肾脏和小肠等组织，肝中的含量较少精选课件人和牛同属于高等哺乳动物，但肾脏 GGT 的 N-聚糖结构相差甚远，区别有下列三方面：ü人肾 GGT 的N-聚糖全部为复杂型，而牛含 10%的高甘露糖型ü人肾 GGT 含酸性聚糖仅 31%，均为 C2,4C2  三天线 而牛 62% 为酸性聚糖，除三天线外，尚有二天线和四天线   ü人肾 GGT 的天线外链中 60% 以上的 GlcNAc 与 α1，3Fuc 相连，且有 GalNAc 重复序列; 而牛没有外链  Fuc 和重复序列精选课件研究表明，不论何种种属，肾 GGT 和肝脏 GGT 即使其氨基酸序列完全相同，而N-聚糖的结构却有明显差别    导致以上 N-聚糖差别的原因主要是不同种属或不同组织中有关 N-聚糖合成和加工酶的活力不同精选课件因此，N-糖链的不均一性不但存在于不同种属和组织中，也存在于同一种属、相同组织的不同蛋白质中 同一种蛋白质，其不同 NXS/T 位点上的的 N-聚糖结构也不相同，人们把这一聚糖结构的不均一性（heterogeneity）称为糖型（glycoform）, 即不同位点有不同的糖型精选课件⑵⑵ O-GalNAc 糖基或聚糖糖基或聚糖①① 单糖基和双糖基单糖基和双糖基 最简单的 O-GalNAc 只有一个 GalNAc, 存在于为数不多的粘蛋白及分泌性糖蛋白中，如颔下腺粘蛋白、胃粘蛋白和 lgA 等两个糖基组成的 O-GalNAc 聚糖有 4 种：üSAα2,6 GalNAcα1Ser/Thr;üGalβ1,3 GalNAcα1 Ser/Thr;üGlcNAcβ1,3 GalNAcα1 Ser/Thr;üGalNAcα1,3 GalNAcα1 Ser/Thr精选课件②② 多糖基多糖基  两个以上糖基的O-GalLAc聚糖，其结构可分为核心，骨架（back-bone）和非还原性末端a. 核心核心与 N-聚糖的五糖核心不同，O-GalNAc 的核心至少有 8种，主要由内侧的 GalNAc 和外侧的 Gal 或/和 GalNAc 以不同的连接方式而组成，也可由两个 GalNAc 组成。

精选课件1-41-4类核心较常见类核心较常见1 1、、3 3、、6 6三类核心可只有三类核心可只有核心二糖组成一条糖链核心二糖组成一条糖链3 3、、8 8为为H1H1和和H2H2抗原抗原( (血型血型O)O)4 4、、9 9为为LewisLewis抗原抗原精选课件b. 骨架骨架基本上由 核心外侧的延长部分O-GalLAc聚糖的骨架和N-聚糖的外链相似，基本上由 β 连接的 Gal-GalLAc 二糖单位组成.精选课件c. 非还原末端非还原末端O- GlcNAc 聚糖的非还原末端也可有 α2,6 或 α2,3 连接的S A，分别和 Gal 或 GlcNAc 相连接;  有相当一部分的 O- GlcNAc 聚糖末端为 HSO 3 –， HSO 3 – 也可和处于糖链中间的糖基相连O- GlcNAc 聚糖的非还原末端部分的糖基往往组成血型抗原. 如 ABH 抗原精选课件A 和 B 血型的抗原是在 H-1 或 H-2 结构 的 Gal 外侧（非还原侧），分别以 αl,3 键连接 GlcNAc 或 Gal，结构如下：GalNAcα1,3 ( Fucα1,2) Galβ1,3 GlcNAc-                                                                  ( 血型 A，1 型 )Galα1,3(Fucα1,2)Galβ1,3GlcNAc-                                                               （血型 B，1 型 ）GalNAcα1,3(Fucα1,2)Galβ1,4GlcNAc-                                                                  ( 血型 A，2 型 )Galα1,3(Fucα1,2)Galβ1,4GlcNAc-                                                                         ( 血型 B, 2 型 )精选课件血型抗原的表达常是互相拮抗，即在一条糖链的末端不会同时表达两种血型抗原末端增加一个糖基可使一种血型抗原变另一种血型抗原O-GalNAc 聚糖可能也存在种属、组织、蛋白质和位专一性，但报道较少精选课件二、糖蛋白中聚糖的代谢二、糖蛋白中聚糖的代谢1. N-聚糖的合成和加工聚糖的合成和加工2. O-GalNAc 聚糖的合成聚糖的合成3. 聚糖的降解聚糖的降解精选课件1. N-聚糖的合成和加工聚糖的合成和加工N-聚糖的合成是一个共翻译（ co-translational ）过程，即在粗面内质网的核糖体上合成糖蛋白的肽链时，一旦形成 NXS/T 三联密码，即有可能开始糖化，随着肽链延伸进入内质网腔，N-聚糖可被位于网腔膜结构上的加工酶修剪加工至高甘露糖型，再进入高尔基体，继续被加工合成精选课件⑴⑴ N-糖链前身的合成糖链前身的合成—长萜醇磷酸循环长萜醇磷酸循环 合成早期需要一个脂类物质——磷酸长萜醇（dolicol phosphate, P-Dol）作为甘露糖、葡萄糖和糖链的运载体精选课件在长萜醇焦磷酸寡糖转移酶的催化下，这个十四糖聚糖被转移到新生肽链的三联序列子 NXS/X 上。

此转移酶能识别十四糖中的还原端 GlcNAc, 以及非还原端的 Glc       已转出聚糖的长萜醇焦磷酸再释放一个磷酸而恢复成长萜醇焦磷酸，完成长萜醇磷酸循环精选课件14 14 糖糖7 7 糖糖11糖糖14 14 糖糖精选课件⑵⑵ N-糖链的加工和成熟糖链的加工和成熟  ● ：：Man, ▓ :GlcNAc, ★★:Fuc, ▼:Glc , ◆◆: SA , ▲:Gal - -葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 I/I I/I切去切去3 3个个 Glc Glc -Man-Man糖苷酶糖苷酶切去切去1 1个个ManMan内则高尔基体内则高尔基体 -Man-Man糖苷酶糖苷酶切去切去3 3个个ManMan中间高尔中间高尔基体基体N-GlcNAc转移酶转移酶外侧外侧高尔高尔基体基体精选课件⑶⑶ 影响影响 N-糖基化的因素糖基化的因素糖蛋白的肽链上有较多的 N—糖基化位点，即 NXS／T 三联序列子，但并非所有序列子都可被 N-糖基化，说明 N-糖基化取决于很多因素 ① 肽链的亲水区的 NXS／T 才能被 N-糖基化② NXS／T 中 X 残基影响 N-糖基化的效率③ NXS／T 邻近的氨基酸残基可影响 N-糖基化④ NXS／T 的局部立体结构也可影响 N-糖基化⑤ 十四糖本身的结构改变影响 N-糖基转移精选课件2. O-GalNAc 聚糖的合成聚糖的合成O-GalNAc 聚糖的合成没有前体，多数情况下，不像 N-聚糖是共翻译过程，而是在已折叠及聚合蛋白质肽链的适当 Ser/Thr 位点上逐个加上糖基。

一般认为O-GalNAc 糖基化在 N-糖基化之后精选课件⑴⑴ O-GalNAc 糖化的位点选择性糖化的位点选择性蛋白质肽链上的很多 Ser 和 Thr 位点并非每个都能 O-GalNAc 糖基化只有当 Ser/Thr 附近含有Pro 或另外的 Ser 或 Thr 时才易于 O-GalNAc 糖化精选课件⑵⑵ O-GalNAc 聚糖的合成过程聚糖的合成过程Ø核心合成：O-GalNAc 转移酶能识别肽链 Pro 附近的Ser/Thr 位点或 Pro 引起的空间构象变化的糖基化部位，从而合成各类核心Ø延伸和分支：O-GalNAc 糖链的延伸是在核心的基础上再逐个添加糖基；在外链骨架上，由 β1,6 GlcNAc T 催化生成 GalNAcβ1,6 Galβ1,4 分支    Ø唾液酸化、硫酸化和 L-岩藻糖化生成非还原末端    Ø非还原末端的 L-岩藻糖化是血型抗原合成的必需步骤 精选课件O-GalNAc 聚糖核心和双糖基糖链的合成N-GalNAc-TSA－－T(ST6O)GlcNAc-TGal-TGlcNAc-TGlcNAc-TGlcNAc-T精选课件A,B,O 血型抗原的合成Fuc-TGalNAc-TGal-T精选课件3. 聚糖的降解聚糖的降解糖蛋白降解在溶酶体中进行，定位于细胞外表面或其他亚细胞组分的糖蛋白必须转运到溶酶体中，在一系列蛋白水解酶和糖苷酶的联合作用下才能彻底降解精选课件N-聚糖：聚糖：未覆盖糖的肽链的水解未覆盖糖的肽链的水解 核心核心Fuc的水解的水解 糖糖-肽连接的水解肽连接的水解 分别水解分别水解O-聚糖：聚糖：具聚糖的密集度决定水解先后具聚糖的密集度决定水解先后 糖多的，先水解末端糖多的，先水解末端SA，再水，再水 解非还原末端，再水解肽解非还原末端，再水解肽精选课件三、糖蛋白中聚糖的功能三、糖蛋白中聚糖的功能聚糖功能研究方法的进展，如糖链合成或加工抑制剂、糖化位点突变和糖基转移酶的反义 ( antisense ）技术或基因转染（ transfection ）和剔除（ knock out）等的应用, 证明糖蛋白的聚糖不但能影响糖蛋白肽链的折叠、聚合、溶解和降解，还参与糖蛋白的分拣（sorting）和投送（transfiching）等细胞过程精选课件1. 聚糖对糖蛋白空间结构的影响聚糖对糖蛋白空间结构的影响糖蛋白肽链的正确折叠和亚基聚合都与 N-糖化有密切关系    例 1. 疱疹口炎病毒（VSV）的 G 蛋白经基因突变去除糖化位点后，不能形成正确的链内二硫键而错配成链间二硫键例2. 整联蛋白家族是α和β亚基组成的杂二聚体，其中α5β1 是纤连蛋白（Fn）主要受体；用α5 或β1的单抗均可将α5β1以二聚体形式沉淀下来，如用内切糖苷酶去除亚基的聚糖，则两种单抗只各自沉淀α5 或β1单体精选课件2. 聚糖对蛋白质部分的屏蔽作用聚糖对蛋白质部分的屏蔽作用聚糖覆盖于糖蛋白的表面，一个单糖可覆盖 0.6nm 长度的表面积，对防止糖蛋白受蛋白酶水解具有重要意义例: 运铁蛋白（TF）受体在 251、317 和 727 位的 Asn上有三条 N-聚糖，当 251 位 Asn 突变而去糖基化后，受体除不能形成正常的二聚体外，还可在组胞内迅速被蛋白酶水解精选课件3. 对糖蛋白分拣、投送和分泌的作用对糖蛋白分拣、投送和分泌的作用如 N-聚糖中的甘露糖-6-磷酸结构是糖蛋白分拣到溶酶体中的标志，用衣霉素处理细胞阻止 N-糖化，可使很多定位于细胞膜上的糖蛋白减少     精选课件4. 聚糖和活性糖蛋白的生物活性聚糖和活性糖蛋白的生物活性大多数糖蛋白酶类去除聚糖后不影响酶活力，但部分酶去糖化后丧失或降低酶活力；聚糖对激素的亲和力也有影响。

例1:  衣霉素处理细胞或细菌中表达的溶酶体β葡萄糖苷酶只有免疫原性而没有酶活力.例2：带硫酸激素的受体亲和力高于带 SA 的激素，但生物半寿期较短，在血中清除较快精选课件 5. 聚糖与分子识别和细胞识别聚糖与分子识别和细胞识别受体－配体互相识别凝集素对单糖和聚糖的识别 ( 亲和层析 )病原体对细胞膜上糖基的识别和侵袭精卵识别细胞粘附精选课件第二节第二节 蛋白聚糖蛋白聚糖蛋白聚糖（ proteoglycan, PG ）是一类大分子的糖复合物，它与糖蛋白的区别主要是: 核心蛋白上具有共价连接的糖胺聚糖链糖胺聚糖为一类杂多糖，由氨基己糖和己糖醛酸或半乳糖单位组成，它们交替排列成线性序列, 一般称为重复二糖序列或二糖单位精选课件一、蛋白聚糖的分子组成和分类一、蛋白聚糖的分子组成和分类 二、蛋白聚糖的分布、结构和功能二、蛋白聚糖的分布、结构和功能 精选课件一、蛋白聚糖的分子组成和分类一、蛋白聚糖的分子组成和分类1. 核心蛋白核心蛋白2. 糖胺聚糖糖胺聚糖 精选课件1. 核心蛋白核心蛋白核心蛋白 （core protein）：与糖胺聚糖链共价结合的蛋白质成熟蛋白聚糖的核心蛋白常是包埋在糖胺聚糖及寡糖链的复杂结构之内，因此用常规蛋白质测序是相法困难的。

常见的有以下几种蛋白聚糖：精选课件丝甘蛋白聚糖（丝甘蛋白聚糖（serglycin））Ø核心蛋白最小（ Mr 约 20, 000）的一种蛋白聚糖     Ø连接糖链的部位含有 24 个连续重复的 SerGly 序列Ø丝甘蛋白聚糖存在于肥大细胞和造血细胞的贮存颗粒中，是一种典型的细胞内蛋白聚糖精选课件饰胶蛋白聚糖（饰胶蛋白聚糖（decorin）） 能修饰（decorin）胶原原纤维，富含亮氨酸重复序列模体（motif），Mr 约 36, 000精选课件粘结蛋白聚糖（粘结蛋白聚糖（syndecan））源于希腊字 “ Syndein”，即结合在一起的意思   它是一类细胞表面蛋白聚糖，Mr 为 36,000 的核心蛋白，含一个羧基末端胞质结构域，一个插入质膜的疏水结构域和一个连接糖胺聚糖链的细胞外结构域精选课件可聚蛋白聚糖（可聚蛋白聚糖（aggrecan））由于其能形成集聚体（aggregate）而得名，它具有一个非常大的（Mr 255, 000～250, 000）核心蛋白，分为几个结构域：3 个球状结构域及连接寡糖和糖胺聚糖链中间区域这种蛋白聚糖是软骨中的主要结构大分子      上述 4 种核心蛋白虽然是本身基因家族的一个成员，但是由不同基因编码。

精选课件蛋白聚糖核心蛋白具有以下几个特点蛋白聚糖核心蛋白具有以下几个特点Ø多数核心蛋白可分为几个不同的结构域Ø所有核心蛋白均有糖胺聚糖取代结构域Ø通过特异结构域，一些蛋白聚糖可锚定在细胞表面或细胞外基质的大分子上Ø有些核心蛋白含互作用的特异结构域精选课件2. 糖胺聚糖糖胺聚糖 糖胺聚糖（glycosaminoglycan，GAG），过去称粘多糖（mucopolysaccharide）根居其重复二糖骨架的化学结构，可分为 4 类精选课件⑴⑴ 透明质酸透明质酸透明质酸（hyaluronic acid, HA；亦称 hyaluronan 或hyaluronate）是结构最简单的 GAG精选课件⑵⑵ 硫酸软骨素及硫酸皮肤素硫酸软骨素及硫酸皮肤素硫酸软骨素（chondroitin sulfate ,  CS）硫酸皮肤素（dermatan sulfate, DS）:  CS 的一种修饰形式精选课件⑶⑶ 硫酸角质素硫酸角质素硫酸角质素（ keratan sulfate, KS ）精选课件⑷⑷ 硫酸乙酰肝素硫酸乙酰肝素硫酸乙酰肝素（heparan sulfate, HS）和肝素（ heparin, Hep） 精选课件糖胺聚糖的结构比较精选课件3. 连接区域及寡糖连接区域及寡糖ØGAG 链与核心蛋白之间的一个寡糖连接结构即连接区域（linkage region）ØCS/DS 链和 HS/肝素链的连接区域是相同，由四个糖基构成的寡糖链，即：葡糖醛-1，3-半乳糖-1，3-半乳糖-1，4-木糖链Ø通过还原末端的木糖与核心蛋白序列（通常为 SerGly）中的丝氨酸的羟基之间形成-糖苷键，木糖的 C-2 常被磷酸化精选课件硫酸软骨素硫酸软骨素硫酸乙酰肝素硫酸乙酰肝素葡糖醛葡糖醛- - 1 1，，3-3-半乳半乳糖糖- -  1 1，，3-3-半乳糖半乳糖- -   1 1，，4-4-木糖链木糖链X: Xyl; G:Gal; U:GlcUA; H:GlcNAc;N:GalNAc; S:SAX: Xyl; G:Gal; U:GlcUA; H:GlcNAc;N:GalNAc; S:SA精选课件硫酸角质素硫酸角质素X: Xyl; G:Gal; U:GlcUA; H:GlcNAc;N:GalNAc; S:SAX: Xyl; G:Gal; U:GlcUA; H:GlcNAc;N:GalNAc; S:SA      KS KS 链链非非还还原原末末端端常常含含有有一一个个唾唾液液酸酸。

蛋蛋白白聚聚糖糖通通过过N-N-乙乙酰酰氨氨基基葡葡萄萄糖糖与与核核心心蛋蛋白白的的天天冬冬酰酰胺残基相连接胺残基相连接精选课件4. 蛋白聚糖的分类蛋白聚糖的分类根据已确定的核心蛋白氨基酸顺序的同源性、免疫交叉反应、蛋白聚糖的组织细胞分布及其功能性质等，将蛋白聚糖归纳为 5 个家族⑴⑴ 能与能与 HA 特异相互作用的大分子细胞外特异相互作用的大分子细胞外 CSPG    包括软骨的可聚蛋白聚糖、成纤维细胞的多能蛋白聚糖（virsican）和许多大分子的细胞外基质蛋白聚糖精选课件 ⑵⑵ 具有小的同源核心蛋白及具有小的同源核心蛋白及 1 或或 2 条条 GAG 链链（（CS，，DS 或或 KS）的蛋白聚糖）的蛋白聚糖包括饰胶蛋白聚糖、双链蛋白聚糖（ biglycan ）及纤调蛋白聚糖（fibromodulin）⑶⑶ 细胞外基质细胞外基质/基膜的基膜的 HSPG，以及由，以及由 EHS 肿瘤合成肿瘤合成的大分子的大分子 HSPG⑷⑷ 与粘结蛋白聚糖有关的膜插入细胞表面蛋白聚糖与粘结蛋白聚糖有关的膜插入细胞表面蛋白聚糖⑸⑸ 一组细胞内蛋白聚糖一组细胞内蛋白聚糖，例如丝甘蛋白聚糖精选课件另外，有一些蛋白聚糖未纳入这 5 个家族之中，这被称为 “part-time” 蛋白聚糖（“兼职”蛋白聚糖），括运铁蛋白受体、归巢淋巴细胞受体、Ⅱ 类主要组织相容抗原以及 Ⅳ 型胶原蛋白等精选课件二、蛋白聚糖的分布、结构和功能二、蛋白聚糖的分布、结构和功能1.细胞外透明质酸与大分子间质蛋白聚糖细胞外透明质酸与大分子间质蛋白聚糖2.细胞外小分子间质蛋白聚糖细胞外小分子间质蛋白聚糖3.基膜蛋白聚糖基膜蛋白聚糖4.细胞表面蛋白聚糖细胞表面蛋白聚糖5.细胞内蛋白聚糖细胞内蛋白聚糖精选课件1. 细胞外透明质酸与大分子间质蛋白聚糖细胞外透明质酸与大分子间质蛋白聚糖HA 广泛分布于动物结缔组织的细胞外间质中，以胚胎组织、滑液、玻璃体、脐带及鸡冠等组织中含量最多。

也存在于一些细菌的荚膜中，例如葡萄球菌及 A 型和 C 型链球菌等⑴⑴ 透明质酸与透明质酸结合蛋白透明质酸与透明质酸结合蛋白精选课件HA 虽不以蛋白聚糖的形式存在，但它对胞外间质的理化性质起着重要作用    HA 分子具有非常高的分子量, 其展开的无规线团结构占有巨大的溶剂领域，使溶液具有很高的粘度；形成较大的水化空间，有利于细胞的迁移和分化精选课件⑵⑵ 可聚蛋白聚糖可聚蛋白聚糖可聚蛋白聚糖是存在于软骨细胞外基质的大分子CS/DSPG，基 Mr 为 250 万，含有约 100 条 CS 链，50 条 KS ，50 条 O-连接寡糖链及 10～15 条 N-连接寡糖链   它们分布在核心蛋白的不同区域，整个分子形状犹如一个 “ 瓶刷 ” 形成一个溶剂化领域，每克蛋白聚糖（干重）可吸引约 50ml 的溶剂精选课件⑶⑶ 多能蛋白聚糖多能蛋白聚糖多能蛋白聚糖是从人成纤维细胞分离，并命名的一种大分子集聚型蛋白聚糖，Mr 在 78 万～ 86 万之间，核心蛋白约为 26 万     与可聚蛋白聚糖相比，多能蛋白聚糖也含有类似的氨基末端 G1 结构域和羧基末端 G3 结构域，但缺少G2 结构域精选课件配体结配体结合区合区 糖糖胺胺聚聚糖糖附附着着区区HAHA结合区：通过结合区：通过环重复结构环重复结构B B和和B’B’与与HAHA结合结合G2G2只含串连重只含串连重复环状结构，复环状结构，不含免疫球蛋不含免疫球蛋白样折叠白样折叠连接Pr在发育的早期和组织分化之前，很少或没在发育的早期和组织分化之前，很少或没有有HAHA与蛋白聚糖结合，此时的胞外基质主与蛋白聚糖结合，此时的胞外基质主要由蛋白聚糖形成水化空间要由蛋白聚糖形成水化空间环状重环状重复结构复结构PG 和和LP与与HA形成聚集体形成聚集体PG和和LP与与HA的结合部位的结合部位精选课件2. 细胞外小分子间质蛋白聚糖细胞外小分子间质蛋白聚糖多数胞外基质中，含有一些低 Mr 的蛋白聚糖，它们 具有一条或几条 GAG 链    目前，至少有 5 种已完成了核心蛋白的测序。

这些蛋白聚糖核心蛋白的共同特征是有富含亮氨酸的重复模块，因此将其归类为一个家族，称为富含亮氨酸的蛋白聚糖（leucine-rich proteoglycans）精选课件CS富含亮氨酸富含亮氨酸的重复模块的重复模块磷酸酪氨酸磷酸酪氨酸KS3 种细胞外小分子间质蛋白聚糖分子结构比较精选课件3. 基膜蛋白聚糖基膜蛋白聚糖基膜（ basement membrane）是一种特殊的细胞外间质，它呈薄片状结构，位于上皮细胞或内皮细胞的基底面和深层结缔组织之间    构成基膜的生物大分子很多，其中最主要的是 Ⅳ 型胶原、层粘连蛋白（laminin）、巢蛋白（nidogen）和蛋白聚糖（HSPG 和 CSPG）精选课件(perlecan)G结构样球状区，被结构样球状区，被4个个EGF样样Motif分开分开 21个个Ig样重复区样重复区3个个EGF样样Motif,富富Cys该蛋白特有区，该蛋白特有区，含含3个个HS连接序连接序列列(SerGlyAsp)人与小鼠串珠样蛋白聚糖分子结构的比较精选课件4. 细胞表面蛋白聚糖细胞表面蛋白聚糖细胞表面蛋白聚糖一般多数是 HSPG，与质膜的结合主要有三种方式：   ① 核心蛋白疏水肽段直接插入双分子指膜   ② 核心蛋白与糖基磷指酰肌醇（GPL）共价结合而锚     定在质膜上   ③ 通过 HS 链与质膜结合蛋白质之间进行特异或非特     异想互作用精选课件5. 细胞内蛋白聚糖细胞内蛋白聚糖Ø丝甘蛋白聚糖是目前所知的细胞内蛋白聚糖，存于肥大细胞及造血细胞的贮藏颗粒中。

不同来源的丝甘蛋白聚糖其 Mr 有较大差异Ø在粘膜肥大细胞、嗜碱性粒细胞、自然杀伤细胞和血小板中，丝甘蛋白聚糖分子具有较多，且密集的负电荷基团对于发挥其生物学作用具有重要意义Ø在细胞贮藏颗粒中，丝甘蛋白聚糖的主要功能是 与带正电荷的蛋白酶、羧基肽酶及组织胺等相互作用，参与这些生物活性分子的贮存和释放精选课件代表胞外小代表胞外小分子分子PG代表细胞代表细胞表面表面PGPG代表胞代表胞内内PG精选课件。