醫(yī)學分子生物學課件：第四章 糖蛋白與蛋白聚糖的結(jié)構(gòu)與功能

第四章糖蛋白與蛋白聚糖的結(jié)構(gòu)與功能單純蛋白質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)糖蛋白和蛋白聚糖糖鏈修飾主要影響蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性和蛋白質(zhì)分子間的相互作用，改變蛋白質(zhì)的識別和結(jié)合能力，從而改變蛋白質(zhì)的相互作用。定義一種或多種糖以共價鍵連接到肽鏈上的蛋白質(zhì)。特點蛋白質(zhì)含量較多，糖所占比例變動大，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)的特性。細胞膜、溶酶體、細胞外液分布糖蛋白一、糖蛋白的結(jié)構(gòu)單糖的種類葡萄糖(Glc)半乳糖(Gal)甘露糖(Man)N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)巖藻糖(Fuc)N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)N-乙酰神經(jīng)氨酸(NeuAc)連接方式N-連接：O-連接：目錄（一）N-連接糖蛋白

糖蛋白的糖鏈與蛋白部分的Asn-X-Ser/Thr序列的天氡酰胺氮以共價鍵連接稱N-連接糖蛋白。其中的X可為脯氨酸以外的任意氨基酸。(糖基化位點)（二）O-連接糖蛋白糖蛋白糖鏈與蛋白部分的絲/蘇氨酸殘基的羥基相連，稱為O-連接糖蛋白。(絲/蘇氨酸比較集中且周圍常有脯氨酸的序列)典型的N-糖鏈通常包含一個五糖核心區(qū)：Manα1

↘Manβ→GlcNAcβ→GlcNAcβ→Asn

↗Manα1

在嗜鹽菌細胞表面膜糖蛋白上發(fā)現(xiàn)還有：N-乙酰半乳糖胺GalNAc-Asn和Glc-Asn兩種新的N-連接方式。N-連接糖蛋白的功能參與細胞之間的識別

參與精子與卵細胞的識別參與免疫識別糖鏈修飾影響分子間的識別參與細胞與基質(zhì)的相互作用介導細胞信號轉(zhuǎn)導協(xié)助細胞新生肽鏈的折疊維持血漿蛋白的穩(wěn)定性(二)O—連接型糖蛋白

采用O—連接方式的糖蛋白中，肽鏈部分的絲氨酸和蘇氨酸含量?？蛇_到氨基酸總數(shù)的50％。這種糖蛋白的糖鏈中不具有共同的核心序列。O—連接糖鏈的糖基化位點：O—連接糖鏈的糖基化位點通常存在于糖蛋白分子表面絲氨酸和蘇氨酸比較集中且周圍常有脯氨酸的序列中。結(jié)構(gòu)特點O-乙酰半乳糖胺

8種核心Tn抗原O-巖藻糖發(fā)育信號調(diào)控NotchO-乙酰葡萄糖胺細胞核細胞質(zhì)特有的修飾，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄O—連接糖鏈的糖基化的功能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子活性糖尿病SP1CREB構(gòu)成ABO血型抗原的基礎調(diào)控細胞信號轉(zhuǎn)導Notch調(diào)控酶的活性二、糖蛋白寡糖鏈的功能1.對糖蛋白新生肽鏈的影響參與新生肽鏈的折疊并維持蛋白質(zhì)的正確的空間構(gòu)象；影響亞基聚合；糖蛋白在細胞內(nèi)的分揀和投送。2.對糖蛋白的生物活性的影響保護糖蛋白不受蛋白酶的水解，延長其半衰期。3.參與分子的識別作用糖蛋白糖鏈的合成與降解糖基轉(zhuǎn)移酶連接GDP活化糖苷酶

糖蛋白的分布細胞膜蛋白大多是糖蛋白膜周蛋白嵌合膜蛋白脂錨定蛋白（GPI錨定）

糖蛋白的分布細胞膜蛋白大多是糖蛋白膜周蛋白嵌合膜蛋白脂錨定蛋白（GPI錨定）細胞內(nèi)有些蛋白也受糖基修飾轉(zhuǎn)錄因子的糖基修飾酶的糖基修飾細胞外也有很多糖蛋白血液中促紅細胞生成素甲胎蛋白細胞外基質(zhì)蛋白大多是糖蛋白層粘連蛋白纖連蛋白膠原蛋白糖蛋白的分布定義一條或多條糖胺聚糖以共價鍵與核心蛋白形成的化合物。特點糖占比例大，約一半以上，具有多糖性質(zhì)。分布分布于軟骨、結(jié)締組織、角膜基質(zhì)、關節(jié)滑液、粘液、眼玻璃體等組織。蛋白聚糖

蛋白聚糖的結(jié)構(gòu)組成核心蛋白糖胺聚糖糖胺糖醛酸葡萄糖胺半乳糖胺葡萄糖醛酸艾杜糖醛酸重要的糖胺聚糖糖胺聚糖由二糖單位重復連接而成，不分支。硫酸軟骨素類硫酸皮膚素硫酸角質(zhì)素透明質(zhì)酸肝素和硫酸類肝素體內(nèi)重要的糖胺聚糖（6種）：核心蛋白定義與糖胺聚糖鏈共價結(jié)合的蛋白質(zhì)。核心蛋白均含有相應的糖胺聚糖取代結(jié)構(gòu)域，一些蛋白聚糖通過這一結(jié)構(gòu)錨定在細胞表面或細胞外基質(zhì)的大分子中。透明質(zhì)酸連接蛋白核心蛋白硫酸角質(zhì)素硫酸軟骨素糖蛋白亞基骨骺軟骨蛋白聚糖聚合物2.

蛋白聚糖聚合物蛋白聚糖的分布組織分布間質(zhì)蛋白聚糖（硫酸軟骨素類、硫酸皮膚素、硫酸角質(zhì)素）分泌顆粒蛋白聚糖（絲肝蛋白聚糖、肝素聚糖）基底膜蛋白聚糖（串珠蛋白聚糖、突觸蛋白聚糖）膜結(jié)合蛋白聚糖（黏結(jié)合蛋白聚糖、聚集蛋白聚糖）蛋白聚糖的合成與降解糖基轉(zhuǎn)移酶（高爾基體）細胞外或溶酶體內(nèi)切糖苷酶（透明質(zhì)酸酶）外切糖苷酶硫酸酯酶蛋白聚糖的功能1.構(gòu)成細胞外基質(zhì)和基底膜在基質(zhì)中蛋白聚糖和彈性蛋白、膠原蛋白以特殊方式連接，構(gòu)成基質(zhì)的特殊結(jié)構(gòu)。這與細胞的粘附、遷移、增殖和分化等有關。2.其它功能增加組織的水分保有量抗凝血（肝素）參與細胞識別與分化（細胞表面的硫酸素）維持軟骨機械性能（硫酸軟骨素）等

蛋白聚糖與糖蛋白的區(qū)別

蛋白聚糖糖蛋白糖鏈含量：較蛋白質(zhì)部分多一般少于蛋白質(zhì)，少數(shù)可較多糖鏈組成：主要為糖醛酸、不含糖醛酸，含N-乙酰氨基己糖、

N-乙酰氨基己糖甘露糖、半乳糖，末端為唾液酸及巖藻糖糖基排列：二糖分子連成長鏈大多為分支寡糖鏈與肽鏈連一般為O-糖苷鍵連接O-糖苷鍵或N-糖苷鍵連接接方式：有時可游離存在分布：主要在細胞外，各種分布廣泛，細胞內(nèi)外皆有結(jié)締組織基質(zhì)中生理功能：以維持結(jié)締組織的作用廣泛，許多粘蛋白、血功能為主漿蛋白、膜蛋白等結(jié)構(gòu)蛋白均為糖蛋白。