糖復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和功能第一講糖復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和功能第一講1優(yōu)選糖復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和功能第一講優(yōu)選糖復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和功能第一講2WhyCellSurfaceGlycansAreUniversaltoLivingCellsprotective,stabilizing,organizational,andbarrierfunctions;靜止移動(dòng)阿利新藍(lán)（正電荷）與酸性糖反應(yīng)（負(fù)電荷）(GAGsSAHA)AjitVarkiWhyCellSurfaceGlycansAreU3糖生物學(xué)中心法則蛋白質(zhì)、DNA合成有模板2.糖鏈合成無模板糖基供體、糖基受體和糖基轉(zhuǎn)移酶三者協(xié)同組裝而成糖基轉(zhuǎn)移酶糖苷鍵糖基受體糖基供體

糖生物學(xué)中心法則：一個(gè)基因→一種糖基轉(zhuǎn)移酶→一種糖苷鍵---一種糖鏈糖生物學(xué)中心法則蛋白質(zhì)、DNA合成有模板糖基轉(zhuǎn)移酶糖苷鍵糖基4糖基轉(zhuǎn)移酶（GTase）裝配線“工人”糖鏈合成的中心環(huán)節(jié)是GTase。一條糖鏈→一組GTase→一個(gè)基因組不同生物;同一生物不同組織;同一組織的不同發(fā)育階段同一細(xì)胞株不同時(shí)相GTase表達(dá)和活性均有差別，給糖類結(jié)構(gòu)與活性研究帶來了巨大挑戰(zhàn)！目前發(fā)現(xiàn)100多種GTase，且有許多（30多個(gè)）已經(jīng)被克隆，用于糖類結(jié)構(gòu)研究中。糖基轉(zhuǎn)移酶（GTase）裝配線“工人”糖鏈合成的中心環(huán)節(jié)是G5糖基轉(zhuǎn)移酶的

分布糖基轉(zhuǎn)移酶主要分布于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體。1）順式（cis）高爾基體：無糖轉(zhuǎn)移酶GTase但在G寡糖加工中有糖水解酶（Glycosidase）2）中部（medial）高爾基體：有GlcNAcT-Ⅰ，Ⅱ，

Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ；α-1,6-FucT。3）反式高爾基體網(wǎng)絡(luò)（TransGolgiNetwork,TGN）外鏈加工：GalT，α-1,2和1，3-FucT；

α-2,3;2,6;2,8-NeuAcT;GlcNAcTⅦ。糖基轉(zhuǎn)移酶的

分布糖基轉(zhuǎn)移酶主要分布于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體。6糖基受體（Receptor)通常第一個(gè)糖基的受體是肽鏈中特定位置的氨基酸。如N糖鏈?zhǔn)茿sn（天冬酰胺）；O糖鏈?zhǔn)荢er/Thr等。此后，糖基的受體就是新生成的糖基。糖鏈?zhǔn)欠穹种в刹煌腉Tase決定。肽鏈（糖基受體）糖基第一個(gè)糖基的受體是肽鏈中特定位置的氨基酸糖基的受體就是新生成的糖基糖鏈?zhǔn)欠穹种в商腔D(zhuǎn)移酶決定糖基受體（Receptor)通常第一個(gè)糖基的受體是肽鏈中特定7

糖基供體（Donor）游離的單糖不能作為糖基轉(zhuǎn)移酶的糖基供體，一定要經(jīng)過活化。單糖活化主要有2種形式：1）磷酸長萜醇形式;2）核苷酸形式；3）維生素A類一種單糖可有多種活化形式：Glc有5種a.UDP-Glc:動(dòng)物合成糖原時(shí)的Glc供體ADP-Glc:植物合成淀粉時(shí)的Glc供體GDP-Glc:植物合成纖維素時(shí)的Glc供體Dtdp-Glc:細(xì)菌合成脂多糖中O-抗原時(shí)的Glc供體DolPP-Glc:動(dòng)物合成N-糖鏈前體G寡糖時(shí)的Glc供體幾種單糖可以用同一種活化形式：以UDP活化方式的單糖:多種以GDP活化方式的單糖:ManManUAFuc以DolPP活化方式的單糖：ManGlcGlcNAc糖基供體（Donor）游離的單糖不能作為糖基轉(zhuǎn)移酶的糖基供8動(dòng)物多糖復(fù)合物的分類1.蛋白多糖蛋白+糖類（糖鏈較長）2.糖蛋白:蛋白+糖類（糖鏈較短）3.糖脂糖類+脂類4.GPI糖類+脂類+蛋白質(zhì)動(dòng)物多糖復(fù)合物的分類1.蛋白多糖蛋白+糖類（糖鏈較長）9蛋白多糖透明質(zhì)酸糖蛋白鞘糖脂細(xì)胞膜細(xì)胞漿硫酸軟骨素硫酸乙酰肝素N-多糖O-多糖O-多糖N-多糖O-GlcNAc糖蛋白藍(lán)色部分為核心糖序列GPI蛋白多糖透明質(zhì)酸糖蛋白鞘糖脂細(xì)胞膜細(xì)胞漿硫酸軟骨素硫酸乙酰肝10由磷酸多萜醇衍生的糖脂α-2,3;2,6;2,8-NeuAcT;GlcNAcTⅦ。硫酸乙酰肝素（HS)和肝素（HP)糖基供體（Donor）一個(gè)基因→一種糖基轉(zhuǎn)移酶→一種糖苷鍵---一種糖鏈GPI錨廣泛分布于多種不同的生物體，尤其是原蟲中含量豐富具有不同的分支，被稱為天線蛋白質(zhì)：C-末端殘基與GPI錨相連。Anti-angiogenicfactors

Angiostatin

Endostatin葡萄糖胺C6位和C3位的硫酸化主要在細(xì)胞外，各種結(jié)締組織基質(zhì)中β4GalNAcT-1：β1,4乙酰半乳糖胺轉(zhuǎn)移酶1葡萄糖胺C6位和C3位的硫酸化肽鏈中所有Asn上不一定都能N糖基化4.HIV-1tat糖復(fù)合物的結(jié)構(gòu)特征由磷酸多萜醇衍生的糖脂糖復(fù)合物的結(jié)構(gòu)特征11蛋白聚糖結(jié)構(gòu)蛋白聚糖(PG):是一類大分子糖復(fù)合物，核心蛋白上具有共價(jià)連接的糖胺聚糖（GAG)鏈。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核心蛋白糖胺聚糖組成蛋白聚糖結(jié)構(gòu)蛋白聚糖(PG):是一類大分子糖復(fù)合物，核心蛋12糖胺聚糖（GAG）是由己糖胺和己糖醛酸構(gòu)成的重復(fù)二糖單元。體內(nèi)重要的GAG透明質(zhì)酸（HA)硫酸軟骨素(CS)和硫酸皮膚素(DS)硫酸角質(zhì)素(KS)硫酸乙酰肝素（HS)和肝素（HP)糖胺聚糖（GAG）是由己糖胺和己糖醛酸構(gòu)成的重復(fù)二糖單元。13GAG的核心糖鏈和重復(fù)單元GlcU-Gal-Gal-Xyl-Ser硫酸軟骨素硫酸乙酰肝素CSHSGAGs：1.根據(jù)二糖重復(fù)單元的結(jié)構(gòu)可分為四類2.SO42-具有重要作用3.負(fù)電荷，酸性糖核心蛋白GAG的核心糖鏈和重復(fù)單元GlcU-Gal-Gal-Xyl-14123456組成：葡萄糖醛酸/艾杜糖醛酸—葡萄糖胺（GlcUA/IdoUA-GlcNAc)結(jié)構(gòu)修飾(主要是硫酸化）：N-乙?；某ィ⒒腔蒒-硫酸基(少數(shù)情況下存在自由氨基）葡萄糖胺C6位和C3位的硫酸化艾杜糖醛酸的C2發(fā)生硫酸化，阻止差向異構(gòu)化逆轉(zhuǎn)HS/HP123456組成：葡萄糖醛酸/艾杜糖醛酸—葡萄糖胺（GlcU15HS和HP的差別特征HSHPMw10-70kDa10-12kDaSO42-0.8-1.81.8-2.4GlcNN-硫酸基40-60%>85%IdoA%30-50%>70%與AT結(jié)合<0.3%30%合成部位基本所有細(xì)胞肥大細(xì)胞硫酸化程度最高的HS,稱為HPHS和HP的差別特征HSHPMw10-70kDa10-12k16糖蛋白中的O-Linked類型：糖蛋白和蛋白聚糖的區(qū)別GlcGalGlcNAcGalNAcFucNeuAc，Man，Xyl及糖醛酸糖鏈?zhǔn)欠穹种в商腔D(zhuǎn)移酶決定3）與IgG活性目前發(fā)現(xiàn)100多種GTase，且有許多（30多個(gè)）已經(jīng)被克隆，用于糖類結(jié)構(gòu)研究中。IL-2,-3,-4,-5,-7,-12

InterferongGPI錨存在于所有哺乳動(dòng)物細(xì)胞中C2為無乙?；土蛩峄鵄ntimicrobialpeptidesN-acetylglucosamine插入脂雙層內(nèi)的長脂肪鏈：3）與IgG活性Morphogens

Activin

BMP-2,-4

Chordin

Sonichedgehog組成：葡萄糖醛酸/艾杜糖醛酸—半乳糖胺C4STS：4-O-硫酸基轉(zhuǎn)移酶蛋白聚糖和GAGs是細(xì)胞表面和胞外基質(zhì)的基本成分糖蛋白中的O-Linked類型：Asn-X-Scr/ThrHAGlcUAGlcNAc特點(diǎn)：不含硫酸根游離形式存在

分子量較大，可達(dá)1000萬（約25000個(gè)重復(fù)二糖）組成：葡萄糖醛酸-乙酰葡萄糖胺(不含SO42-的HS)聚HA是最簡單的糖胺聚糖糖蛋白中的O-Linked類型：HAGlcUAGlcNA17123456CS(DS)硫酸化位點(diǎn)：GalNAc的C4和C6位、IdoUA的C2位組成：葡萄糖醛酸/艾杜糖醛酸—半乳糖胺123456CS(DS)硫酸化位點(diǎn)：GalNAc的C4和C618組成：半乳糖-乙酰葡萄糖胺

硫酸化位點(diǎn)：Gal或GlcNAc的C6位KS組成：半乳糖-乙酰葡萄糖胺 硫酸化位點(diǎn)：Gal或GlcNAc19GAG結(jié)構(gòu)總結(jié)GAGs二糖重復(fù)單元硫酸化位點(diǎn)HAGlcUA-GlcNAc無HS/HPIdoUA/GlcUA-GlcNAcGlcNAc：C3或C6位N-乙?；某ィ⒒腔蒒-硫酸基IdoUA:C2位CSIdoUA/GlcUA-GalNAcGalNAc：C4，C6，C4和C6同時(shí)IdoUA：C2位KSGal-GlcNAcGal:C6位GlcNAc：C6位GAG結(jié)構(gòu)總結(jié)GAGs二糖重復(fù)單元硫酸化位點(diǎn)HAGlcUA-20蛋白聚糖的分類1.與HA特異作用的胞外CSPG2.胞外基質(zhì)/基膜的HSPG，以及由腫瘤合成的大分子HSPG3.與粘連蛋白聚糖有關(guān)的膜表面蛋白聚糖4.具小的同源核心蛋白及12條GAG鏈的蛋白聚糖5.細(xì)胞內(nèi)蛋白聚糖，如絲甘蛋白聚糖蛋白聚糖的分類1.與HA特異作用的胞外CSPG21蛋白聚糖的合成1.在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成核心蛋白多肽鏈，同時(shí)以O(shè)連接和N連接的方式進(jìn)行聚糖加工2.在高爾基體中進(jìn)行糖鏈延長或加工修飾3.多糖鏈的形式是由單糖逐個(gè)加上去，單糖由UDP活化，糖醛酸由UDPGA提供，硫酸由PAPS提供，糖胺氨基來自Gln蛋白聚糖的合成1.在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成核心蛋白多肽鏈，同時(shí)以O(shè)連22Ser4S/6SNS/3S/6SC4STSC6STSNDAC/NSTH3STSH6STSH2STSβ3GlcATβ4GalNAcTβ3GlcATαGlcNAcTser(1)XylT-1(2)β4GalT-1(3)β3GalT-2(4)β3GlcAT-1β4GalNAcT-1α4GlcNAcT-12SCSHSXylT-1：木糖轉(zhuǎn)移酶1β4GalT-1：β1,4半乳糖轉(zhuǎn)移酶1β3GalT-2：β1,3半乳糖轉(zhuǎn)移酶2β3GlcAT-1：β1,3葡糖糖醛酸轉(zhuǎn)移酶1β4GalNAcT-1：β1,4乙酰半乳糖胺轉(zhuǎn)移酶1a4GlcNAcT-1：α1,4乙酰葡糖糖胺轉(zhuǎn)移酶1β3GlcAT：β1,3葡糖糖醛酸轉(zhuǎn)移酶C4STS：4-O-硫酸基轉(zhuǎn)移酶C6STS：6-O-硫酸基轉(zhuǎn)移酶NDAC/NST：N-脫乙?；?N-硫酸基轉(zhuǎn)移酶H3STS：HS3-O-硫酸基轉(zhuǎn)移酶H6STS：HS6-O-硫酸基轉(zhuǎn)移酶H2STS：HS2-O-硫酸基轉(zhuǎn)移酶XyloseN-acetylglucosamineN-acetylgalactosamineGalactoseGlucosamineGlucuronicacidAGAGs的生物合成途徑（高爾基體中進(jìn)行）核心蛋白木半半葡酸半乳糖胺葡萄糖胺異構(gòu)化異構(gòu)化Ser4S/6SNS/3S/6SC4STSNDAC/NSTβ23serser(1)IdoA-2-S(2)α-IdoA(3)HS-N-S(4)AC-COA:N-ACTNS/3S/6S2S6S(1)α-GlcN(2)β-GlcA(3)GlcN-6S(4)α-GlcNser(1)IdoA-2-S(2)α-IdoA(3)GalNAc-4-S(1)β-GalNAc(AorB)(2)β-GlcA(3)

GalNAc-4-SIdoA-2-S：艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶a-IdoA：

a艾杜糖醛酸酶GalNAc-4-S：N-乙酰半乳糖胺-4-硫酸酯酶b-GalNAc(AorB)：

b-N-乙酰半乳糖胺酶A或Bb-GlcA：b葡萄糖醛酸酶HS-N-S：

類肝素-N-硫酸酯酶AC-COA:N-ACT：乙酰-COA:N-乙酰轉(zhuǎn)移酶GlcN-6S：N-乙酰葡萄糖胺-6-硫酸酯酶a-GlcN：

a-N-乙酰葡萄糖胺酶serserXyloseGaloctoseN-acetylglucosamineN-acetylgalactosamineGlucosamineGlucuronicacidCSHSBGAGs的生物代謝途徑serser(1)IdoA-2-SNS/2S6S(1)α-24透明質(zhì)酸（HA)分子中含有鞘氨醇的鞘糖脂（哺乳動(dòng)物）GPI錨定蛋白的多樣性N-acetylglucosamineMorphogens

Activin

BMP-2,-4

Chordin

Sonichedgehog動(dòng)物Dol具有21個(gè)異戊二烯共價(jià)結(jié)合的復(fù)雜糖復(fù)合物糖蛋白和蛋白聚糖的區(qū)別GAG的核心糖鏈和重復(fù)單元β4GalNAcT-1肽鏈中所有Asn上不一定都能N糖基化硫酸化程度最高的HS,稱為HP硫苷脂鍵：Gal和GalNAc的C3位N連接糖基或糖鏈（Nlinked)肽鏈中所有Asn上不一定都能N糖基化a,b,c,d,e,f,g,h,I分別表示寡糖鏈的糖基位置糖基的受體就是新生成的糖基a-GlcN：a-N-乙酰葡萄糖胺酶血液循環(huán)和膜上的糖蛋白常為N-糖鏈目前發(fā)現(xiàn)100多種GTase，且有許多（30多個(gè)）已經(jīng)被克隆，用于糖類結(jié)構(gòu)研究中。WhyCellSurfaceGlycansAreUniversaltoLivingCellsGAGs結(jié)合蛋白Morphogens

Activin

BMP-2,-4

Chordin

Sonichedgehog Frizzled-related peptides

Sproutypeptides

Wnt(1-13)Growthfactorbinding

proteins(BP)

Follistatin

IGFBP-3,-5

TGF-bBP NogginGrowthfactors

EGFfamily

Amphiregulin

Betacellulin

Heparin-binding-EGF

Neuregulin

FGFs(1-23) FGFR(1-4)

PDGF-AA

TGF?1,-2

VEGF-165,-189ECMcomponents

Fibrin

Fibronectin

Interstitialcollagens

Laminins

Pleiotropin(HB-GAM)

Tenascin

Thrombospondin

VitronectinFibrillinTissueremodeling

Tissueplasminogen

activator

Plasminogenactivator

inhibitor-1

ProteasenexinI TIMP-3ComplementproteinsCoagulation

AntithrombinIII

HeparincofactorII

Leuserpin

Tissuefactor

pathwayinhibitor

ThrombinProteinases

Neutrophilelastase

CathepsinG MCP-4,-5 CarboxypeptidaseAUnclassified

Acetylcholinesterase HIP Thyroglobulin CyclophilinASuperoxidasedismutase

EnergybalanceAgoutisignalingpeptideAgouti-relatedproteinApoB,ELipoproteinlipase

Triglyceridelipases

Celladhesionmolecules

E,L,P-selectins

MAC-1

N-CAM

PECAMChemokines

C-C,e.g.MIP-1a, RANTES

CXC,e.g.IP-10,IL-8Cytokines

GM-CSF IL-2,-3,-4,-5,-7,-12

Interferong Kininogen TNF-aAnti-angiogenicfactors

Angiostatin

Endostatin PF4CollectinsSPA,DMBPAntimicrobialpeptidesPR-39Bac5,7defensinViralandparasiteCoatproteinsHIV-1tatHIV-1gp41,120HSVgB,gC,gDHHV-6gp65HHV-8gK8.1ACircumsprorozoite

透明質(zhì)酸（HA)GAGs結(jié)合蛋白Morphogens

Ac25GAGs的生物學(xué)功能1.蛋白聚糖和GAGs是細(xì)胞表面和胞外基質(zhì)的基本成分2.蛋白聚糖與多種配體相互作用，幾乎參與所有生命過程GAGs的生物學(xué)功能1.蛋白聚糖和GAGs是細(xì)胞表面和胞外26第二節(jié)糖蛋白糖蛋白是以蛋白為主，在蛋白質(zhì)多肽鏈骨架上共價(jià)連接著寡糖鏈形式的大分子。它的分布很廣泛血漿蛋白細(xì)胞膜上許多蛋白激素酶第二節(jié)糖蛋白糖蛋白是以蛋白為主，在蛋白質(zhì)多肽鏈骨架上共價(jià)27分類和結(jié)構(gòu)根據(jù)多肽鏈和寡糖鏈連接方式不同1.N連接糖基2.O連接糖基分類和結(jié)構(gòu)根據(jù)多肽鏈和寡糖鏈連接方式不同28N連接糖基或糖鏈（Nlinked)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以天冬酰胺(Asn)和GlcNAc脫水，形成N-糖苷鍵糖蛋白中包含的N-linked類型：

復(fù)雜型、雜合型、高甘露糖型N連接糖基或糖鏈（Nlinked)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以天冬酰胺(Asn29N-連接糖基特點(diǎn)：1.三種類型，復(fù)雜型、雜合型、高甘露糖型

2.核心五糖

3.具有不同的分支，被稱為天線

4.血液循環(huán)和膜上的糖蛋白常為N-糖鏈

5.復(fù)雜型天線數(shù)為1-5條，其中二天線多見兩種單糖五種單糖糖鏈復(fù)雜N-連接糖基特點(diǎn)：1.三種類型，復(fù)雜型、雜合型、高甘露糖型30N聚糖的種屬、組織、位點(diǎn)專一性

1.N聚糖結(jié)構(gòu)具有種屬和臟器專一性。同一種屬相同組織或同一種屬不同組織中相同糖蛋白的N聚糖并不相同，即N聚糖具有種屬和器官專一性。2.同一種蛋白，其不同位點(diǎn)的N聚糖結(jié)構(gòu)也不相同，這種聚糖結(jié)構(gòu)的不均一性稱為糖型(glycoform)，即不同位點(diǎn)有不同糖型。3.肽鏈中所有Asn上不一定都能N糖基化如tPAI型Asn117、184、488II型Asn117、488N聚糖的種屬、組織、位點(diǎn)專一性

1.N聚糖結(jié)構(gòu)具有31N糖鏈的合成N-糖鏈均有核心五糖，主要是外鏈的結(jié)構(gòu)變化較多。1）首先是前體寡糖（G寡糖）的合成2）然后G寡糖整體轉(zhuǎn)到糖蛋白的糖基化位點(diǎn)(Asn-X-Thr/Ser)上（X是脯氨酸以外的任何殘基）3）接著在各種糖苷水解酶和糖轉(zhuǎn)移酶作用下進(jìn)行加工；4）加工后的糖蛋白分別被投放到機(jī)體特定部位，行使各種功能。N糖鏈的合成N-糖鏈均有核心五糖，主要是外鏈的結(jié)構(gòu)變化較多。32N-糖鏈的糖基化位點(diǎn)AA特定氨基酸序列：Asn-X-Scr/Thr(X為脯氨酸以外的任何殘基）N-糖鏈的糖基化位點(diǎn)AA特定氨基酸序列：33N糖鏈的生物合成場(chǎng)所粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體新生肽鏈、G寡糖合成G寡糖早期加工G寡糖后期加工N-糖鏈的成熟順、中反伴翻譯過程：N-糖鏈的生物合成和蛋白質(zhì)肽鏈的生物合成同時(shí)進(jìn)行N-糖鏈的成熟：外周糖鏈的產(chǎn)生。這些結(jié)構(gòu)與糖蛋白的分揀、投送和定位密切相關(guān)N糖鏈的生物合成場(chǎng)所粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體新生肽鏈、G寡糖合成34G寡糖的結(jié)構(gòu)(14個(gè)單糖）核心五糖a,b,c,d,e,f,g,h,I分別表示寡糖鏈的糖基位置外鏈內(nèi)鏈二磷酸長萜醇G寡糖的結(jié)構(gòu)(14個(gè)單糖）核心五糖a,b,c,d,e35游離的單糖不能作為糖基轉(zhuǎn)移酶的糖基供體，需經(jīng)過磷酸長萜醇活化磷酸長萜醇（Dol)：是聚異戊二烯衍生物，結(jié)構(gòu)如下：DolGlc細(xì)菌Dol具有11個(gè)異戊二烯不飽和動(dòng)物Dol具有21個(gè)異戊二烯飽和PP游離的單糖不能作為糖基轉(zhuǎn)移酶的糖基供體，需經(jīng)過磷酸長萜醇活化36（G寡糖）（單糖運(yùn)載體）（起始點(diǎn)）（結(jié)束點(diǎn)）（游離循環(huán)利用）新生肽鏈伴翻譯過程（G寡糖）（單糖運(yùn)載體）（起始點(diǎn)）（結(jié)束點(diǎn)）（游離循環(huán)利用）37N-糖鏈的加工和成熟N-糖鏈的加工和成熟38O連接糖基或糖鏈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)共同特點(diǎn)：由一個(gè)或幾個(gè)單糖與某些含羥基氨基酸（絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸）的羥基脫水，形成O-糖

苷鍵。不存在共有的核心結(jié)構(gòu)。糖蛋白中的O-Linked類型：分布最廣，研究最多O連接糖基或糖鏈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)共同特點(diǎn)：由一個(gè)或幾個(gè)單糖與某些含羥39O糖鏈（OGalNAc)的生物合成1.糖基化位點(diǎn)：無特定序列。肽鏈中Ser或Thr側(cè)鏈上的羥基氧原子2.合成場(chǎng)所：無固定場(chǎng)所。因細(xì)胞或組織而異3.合成途徑：無G寡糖前體，無伴翻譯過程O-GalNAc聚糖合成無前體，多數(shù)情況下不像N-糖鏈?zhǔn)前榉g過程，而是在已折疊蛋白質(zhì)肽鏈的適當(dāng)Ser/Thr位點(diǎn)逐個(gè)加上糖基。一般認(rèn)為O-GalNAc糖基化是在N-GalNAc糖基化之后。O糖鏈（OGalNAc)的生物合成1.糖基化位點(diǎn)：無特定序40OGalNAc寡糖鏈種類:1.最簡單OGalNAc只有一個(gè)GalNAc2.兩個(gè)糖基組成的OGalNAc聚糖有4種SAGalNAcSer/ThrGalGalNAcSer/ThrGlcNAcGalNAcSer/ThrGalNAcGalNAcSer/Thr3.多糖基：核心、骨架、非還原末端OGalNAc寡糖鏈種類:1.最簡單OGalNAc只有一個(gè)41OGalNAc糖鏈多糖基核心結(jié)構(gòu)Core1:Galβ1-3GalNAc-[α-Ser/Thr]Core2:GlcNAcβ1-6(Galβ1-3)GalNAc-[α-Ser/Thr]Core3:GlcNAcβ1-3GalNAc-[a-Ser/Thr]Core4:GlcNAcβ1-6(GlcNAcβ1-3)GalNAc-[α-Ser/Thr]Core5:GalNAcα1-3GalNAc-[α-Ser/Thr]Core6:GalNAcβ1-6GalNAc-[α-Ser/Thr]Core7:GalNAcα1-6GalNAc-[α-Ser/Thr]Core8:Galα1-3GalNAc-[α-Ser/Thr]OGalNAc糖鏈多糖基核心結(jié)構(gòu)Core1:Galβ1-42兩種連接方式的差別前體糖基化位點(diǎn)1th連接的糖合成場(chǎng)所結(jié)構(gòu)特點(diǎn)N-糖鏈G-寡糖前體Asn-X-Thr/SerGlcNAc內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體O-糖鏈無Ser或ThrGalNAc不定結(jié)構(gòu)簡單，但種類較多兩種連接方式的差別前體糖基化位點(diǎn)1th連接的糖合成場(chǎng)所結(jié)構(gòu)43糖鏈的生物學(xué)功能1.參與糖蛋白新生肽鏈折疊和締合2.影響糖蛋白的分泌和穩(wěn)定性3.糖鏈參與分子識(shí)別和細(xì)胞識(shí)別4.糖鏈與糖蛋白的生物活性1）與酶的活性tPA2）與激素活性EPO3）與IgG活性5.糖蛋白類藥物開發(fā)糖鏈的生物學(xué)功能1.參與糖蛋白新生肽鏈折疊和締合44HHV-8gK8.GlcNAc：C3或C6位硫酸乙酰肝素（HS)和肝素（HP)GPI錨存在于所有哺乳動(dòng)物細(xì)胞中a-GlcN：a-N-乙酰葡萄糖胺酶長鏈堿基:18個(gè)C、不飽和的4-烯鞘氨醇最常見糖基供體、糖基受體和糖基轉(zhuǎn)移酶三者協(xié)同組裝而成葡萄糖胺的C2位不含乙酰基和硫酸基，是GPI獨(dú)特標(biāo)志2）與激素活性EPO蛋白質(zhì)：C-末端殘基與GPI錨相連。硫酸化程度最高的HS,稱為HP最簡單OGalNAc只有一個(gè)GalNAcGlcU-Gal-Gal-Xyl-Ser優(yōu)選糖復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和功能第一講XylT-1：木糖轉(zhuǎn)移酶1GPI:一類由蛋白質(zhì)、脂類和糖鏈三者GlcGalGlcNAcGalNAcFucNeuAc，Man，Xyl及糖醛酸1）首先是前體寡糖（G寡糖）的合成H2STS：HS2-O-硫酸基轉(zhuǎn)移酶β3GlcAT：β1,3葡糖糖醛酸轉(zhuǎn)移酶糖蛋白和蛋白聚糖的區(qū)別糖蛋白蛋白聚糖糖鏈含量一般少于蛋白質(zhì)較蛋白質(zhì)部分多糖鏈組成不含糖醛酸，含有N-乙酰氨基已糖、半乳糖、甘露糖、末端為唾液酸及巖藻糖主要為糖醛酸和N-乙酰氨基己糖糖基排列分支寡糖鏈二糖分子連成糖鏈與肽鏈連接方式O-連接或N-連接一般為O-連接，有時(shí)可游離分布分布廣泛，細(xì)胞內(nèi)外皆有主要在細(xì)胞外，各種結(jié)締組織基質(zhì)中生理功能作用廣泛，許多粘蛋白、血漿蛋白、膜蛋白等結(jié)構(gòu)蛋白均為糖蛋白以維持結(jié)締組織的功能為主HHV-8gK8.糖蛋白和蛋白聚糖的區(qū)別糖蛋白蛋白聚糖糖45第三節(jié)糖脂糖類通過其還原末端以糖苷鍵與脂類連接起來的化合物。在細(xì)胞中主要作為膜的組分存在，其脂質(zhì)包埋在脂雙層內(nèi)，而糖鏈則伸在膜外。根據(jù)脂質(zhì)部分不同可分為1.分子中含有鞘氨醇的鞘糖脂（哺乳動(dòng)物）2.分子中含有甘油脂的甘油糖脂（植物和微生物）3.由磷酸多萜醇衍生的糖脂4.由類固醇衍生的糖脂親水親脂第三節(jié)糖脂糖類通過其還原末端以糖苷鍵與脂類連接起46鞘糖脂(Glycosphingolipids，GLS)的分布1.廣泛存在于神經(jīng)系統(tǒng)、尤其是大腦2.廣泛存在于哺乳動(dòng)物各組織細(xì)胞的細(xì)胞膜外層和各種細(xì)胞器膜結(jié)構(gòu)，占質(zhì)膜總脂的5%（紅細(xì)胞中）到30%（神經(jīng)細(xì)胞質(zhì)膜），結(jié)構(gòu)具有時(shí)空特異性鞘糖脂(Glycosphingolipids，GLS)的分47鞘糖脂的分類根據(jù)所含單糖的性質(zhì)分為1.中性鞘糖脂糖鏈中只含中性糖2.酸性鞘糖脂:含有中性糖、唾液酸、硫酸化單糖1）含唾液酸神經(jīng)節(jié)苷脂2）含硫酸化單糖硫苷脂3）含巖藻糖巖藻糖脂(具血型活性）脊椎動(dòng)物糖鞘脂中的單糖：GlcGalGlcNAcGalNAcFucNeuAc無脊椎動(dòng)物糖鞘脂中的單糖：GlcGalGlcNAcGalNAcFucNeuAc，Man，Xyl及糖醛酸

鞘糖脂的分類根據(jù)所含單糖的性質(zhì)分為脊椎動(dòng)物糖鞘脂中的單糖：無48鞘糖脂的結(jié)構(gòu)脂肪酸長鏈堿基神經(jīng)酰胺糖鏈:少則一個(gè)糖基，多者20-30個(gè)，絕大多數(shù)<10長鏈堿基:18個(gè)C、不飽和的4-烯鞘氨醇最常見脂肪酸鏈:14-26C鞘糖脂的結(jié)構(gòu)脂肪酸長鏈堿基神經(jīng)酰胺糖鏈:少則一個(gè)糖基，多者49各種系列中性鞘糖脂的核心糖鏈巖藻糖脂（ABO血型抗原活性）神經(jīng)節(jié)苷脂各種系列中性鞘糖脂的核心糖鏈巖藻糖脂（ABO血型抗原活性）神50OABAB喉癌2537.2330.327.45胃癌2830.931.629.41胃潰瘍29.727.7631.1711.31腸癌29.6825.8133.8710.64肝硬化27.6331.5833.337.46乳癌30.1926.4231.4611.94肺癌26.0027.0037.0010.00子宮瘤35.0927.1929.837.89對(duì)照30.6226.8531.1411.39ABO血型抗原新乳糖系列OABAB喉癌2537.2330.327.45胃癌2830.51酸性鞘糖脂的核心糖鏈硫苷脂：糖鏈部分含有硫酸酯的鞘糖脂，

硫苷脂鍵：Gal和GalNAc的C3位GlcNAc的C6位

2.神經(jīng)節(jié)苷脂：糖鏈中含有唾液酸的鞘糖脂，唾液酸位置：中性糖系列的任何位置唾液酸類型：N-乙酰神經(jīng)氨酸

N-羥乙酰神經(jīng)氨酸分布：主要分布在神經(jīng)系統(tǒng)中酸性鞘糖脂的核心糖鏈硫苷脂：糖鏈部分含有硫酸酯的鞘糖脂，2.52神經(jīng)酰胺葡糖神經(jīng)酰胺葡萄糖神經(jīng)酰胺的合成神經(jīng)酰胺葡糖神經(jīng)酰胺葡萄糖神經(jīng)酰胺的合成53糖脂的功能1.細(xì)胞質(zhì)膜外層的重要組分，提供了結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定和強(qiáng)度2.細(xì)胞表面標(biāo)記和抗原及免疫學(xué)功能3.參與細(xì)胞-細(xì)胞間相互作用和識(shí)別4.分化標(biāo)志5.參與細(xì)胞生長調(diào)節(jié)、癌變和信息傳遞6.與生物活性因子相互作用，作為細(xì)胞毒素、糖蛋白激素、病毒的受體7.影響細(xì)胞質(zhì)膜蛋白的功能8.參與細(xì)胞粘附糖脂的功能1.細(xì)胞質(zhì)膜外層的重要組分，提供了結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定和54第四節(jié)糖基磷脂酰肌醇（GPI）化蛋白糖鏈肌醇磷酸長鏈脂肪酸蛋白（位于最外側(cè)）(Man-Man-Man-GlcN)（磷酸乙醇胺）GPI:一類由蛋白質(zhì)、脂類和糖鏈三者共價(jià)結(jié)合的復(fù)雜糖復(fù)合物第四節(jié)糖基磷脂酰肌醇（GPI）化蛋白糖鏈肌醇磷酸長鏈脂肪酸55GPI錨定蛋白的多樣性種類舉例分布酶類堿性磷酸酶胎盤、腸乙酰膽堿酯酶人及羊紅細(xì)胞5′-核苷酸酶哺乳動(dòng)物組織粘附分子類CD58造血細(xì)胞神經(jīng)粘附因子神經(jīng)細(xì)胞、膠質(zhì)細(xì)胞補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白衰變加速因子（CD55DAF)許多細(xì)胞和非造血細(xì)胞反應(yīng)性溶血膜抑制物（CD59)許多細(xì)胞和非造血細(xì)胞1.GPI錨廣泛分布于多種不同的生物體，尤其是原蟲中含量豐富2.GPI錨存在于所有哺乳動(dòng)物細(xì)胞中3.GPI錨定蛋白具有多種生物功能，如下GPI錨定蛋白的多樣性種類舉例分布酶類堿性磷酸酶胎盤、腸乙酰561.蛋白質(zhì)：C-末端殘基與GPI錨相連。通常為Gly,Ala,Ser,Cys,Asp,Asn2.磷酸乙醇胺橋3.糖鏈：

連在磷酸肌醇的6位

共有四糖結(jié)構(gòu)：Man-Man-Man-GlcN4.肌醇磷酸：5.插入脂雙層內(nèi)的長脂肪鏈：脂酰甘油或甘油醚GPI錨磷酸乙醇胺肌醇磷酸C2為無乙酰基和硫酸基GPI錨的結(jié)構(gòu)1.蛋白質(zhì)：C-末端殘基與GPI錨相連。通常為Gly,Al571）與酶的活性tPA1）含唾液酸神經(jīng)節(jié)苷脂GlcN-6S：N-乙酰葡萄糖胺-6-硫酸酯酶蛋白質(zhì)：C-末端殘基與GPI錨相連。共價(jià)結(jié)合的復(fù)雜糖復(fù)合物GPI錨存在于所有哺乳動(dòng)物細(xì)胞中共有四糖結(jié)構(gòu)：Man-Man-Man-GlcNa,b,c,d,e,f,g,h,I分別表示寡糖鏈的糖基位置一般為O-連接，有時(shí)可游離β3GlcAT-1：β1,3葡糖糖醛酸轉(zhuǎn)移酶1硫酸化位點(diǎn)：GalNAc的C4和C6位、IdoUA的C2位共價(jià)結(jié)合的復(fù)雜糖復(fù)合物GPI化蛋白的生物合成GlcNAc的C6位α-2,3;2,6;2,8-NeuAcT;GlcNAcTⅦ。第一個(gè)糖基的受體是肽鏈中特定位置的氨基酸Glucosamine糖基供體、糖基受體和糖基轉(zhuǎn)移酶三者協(xié)同組裝而成游離的單糖不能作為糖基轉(zhuǎn)移酶的糖基供體，需經(jīng)過磷酸長萜醇活化peptides

Sproutypeptides

Wnt(1-13)Growthfactorbinding

proteins(BP)

Follistatin

IGFBP-3,-5

TGF-bBPGPI錨的結(jié)構(gòu)特征:無共同的核心結(jié)構(gòu)1.聚糖部分：a.葡萄糖胺的C2位不含乙酰基和硫酸基，是GPI獨(dú)特標(biāo)志b.Man上取代基較多ManManManGlcN123112.脂肪酸鏈：脂肪酸鏈的長短和飽和程度不同1）與酶的活性tPAGPI錨的結(jié)構(gòu)特征:無共同的核心結(jié)58GPI化蛋白的生物合成核糖體合成新生肽鏈N-端除去15-30aa信號(hào)肽C-端除去15-30aa信號(hào)肽肌醇磷酸GPI錨GPI化蛋白逐個(gè)添加糖基磷酸乙醇胺運(yùn)往質(zhì)膜表面細(xì)胞質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔GPI如何合成蛋白質(zhì)合成后如何與GPI連接GPI化蛋白的生物合成核糖體合成新生肽鏈N-端除去15-3059(X為脯氨酸以外的任何殘基）共同特點(diǎn)：由一個(gè)或幾個(gè)單糖與某些含羥基氨基酸外鏈加工：GalT，α-1,2和1，3-FucT；(Man-Man-Man-GlcN)O-GalNAc聚糖合成無前體，多數(shù)情況下不像N-糖鏈?zhǔn)前榉g過程，而是在已折疊蛋白質(zhì)肽鏈的適當(dāng)Ser/Thr位點(diǎn)逐個(gè)加上糖基。游離的單糖不能作為糖基轉(zhuǎn)移酶的糖基供體，一定要經(jīng)過活化。細(xì)胞質(zhì)膜外層的重要組分，提供了結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定和強(qiáng)度N-acetylglucosamine主要在細(xì)胞外，各種結(jié)締組織基質(zhì)中Glucosaminepeptides

Sproutypeptides

Wnt(1-13)GlcGalGlcNAcGalNAcFucNeuAc糖鏈與糖蛋白的生物活性肽鏈中所有Asn上不一定都能N糖基化C2為無乙?；土蛩峄逆溨兴蠥sn上不一定都能N糖基化硫酸乙酰肝素（HS)和肝素（HP)硫酸化程度最高的HS,稱為HP1）與酶的活性tPA磷酸肌醇GlcNAc在糖基轉(zhuǎn)移酶的作用下，把糖基逐個(gè)接到磷酸肌醇上，再接上磷酸乙醇胺(X為脯氨酸以外的任何殘基）磷酸肌醇GlcNAc在糖基轉(zhuǎn)移酶60糖復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和功能第一講糖復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和功能第一講61優(yōu)選糖復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和功能第一講優(yōu)選糖復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和功能第一講62WhyCellSurfaceGlycansAreUniversaltoLivingCellsprotective,stabilizing,organizational,andbarrierfunctions;靜止移動(dòng)阿利新藍(lán)（正電荷）與酸性糖反應(yīng)（負(fù)電荷）(GAGsSAHA)AjitVarkiWhyCellSurfaceGlycansAreU63糖生物學(xué)中心法則蛋白質(zhì)、DNA合成有模板2.糖鏈合成無模板糖基供體、糖基受體和糖基轉(zhuǎn)移酶三者協(xié)同組裝而成糖基轉(zhuǎn)移酶糖苷鍵糖基受體糖基供體

糖生物學(xué)中心法則：一個(gè)基因→一種糖基轉(zhuǎn)移酶→一種糖苷鍵---一種糖鏈糖生物學(xué)中心法則蛋白質(zhì)、DNA合成有模板糖基轉(zhuǎn)移酶糖苷鍵糖基64糖基轉(zhuǎn)移酶（GTase）裝配線“工人”糖鏈合成的中心環(huán)節(jié)是GTase。一條糖鏈→一組GTase→一個(gè)基因組不同生物;同一生物不同組織;同一組織的不同發(fā)育階段同一細(xì)胞株不同時(shí)相GTase表達(dá)和活性均有差別，給糖類結(jié)構(gòu)與活性研究帶來了巨大挑戰(zhàn)！目前發(fā)現(xiàn)100多種GTase，且有許多（30多個(gè)）已經(jīng)被克隆，用于糖類結(jié)構(gòu)研究中。糖基轉(zhuǎn)移酶（GTase）裝配線“工人”糖鏈合成的中心環(huán)節(jié)是G65糖基轉(zhuǎn)移酶的

分布糖基轉(zhuǎn)移酶主要分布于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體。1）順式（cis）高爾基體：無糖轉(zhuǎn)移酶GTase但在G寡糖加工中有糖水解酶（Glycosidase）2）中部（medial）高爾基體：有GlcNAcT-Ⅰ，Ⅱ，

Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ；α-1,6-FucT。3）反式高爾基體網(wǎng)絡(luò)（TransGolgiNetwork,TGN）外鏈加工：GalT，α-1,2和1，3-FucT；

α-2,3;2,6;2,8-NeuAcT;GlcNAcTⅦ。糖基轉(zhuǎn)移酶的

分布糖基轉(zhuǎn)移酶主要分布于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體。66糖基受體（Receptor)通常第一個(gè)糖基的受體是肽鏈中特定位置的氨基酸。如N糖鏈?zhǔn)茿sn（天冬酰胺）；O糖鏈?zhǔn)荢er/Thr等。此后，糖基的受體就是新生成的糖基。糖鏈?zhǔn)欠穹种в刹煌腉Tase決定。肽鏈（糖基受體）糖基第一個(gè)糖基的受體是肽鏈中特定位置的氨基酸糖基的受體就是新生成的糖基糖鏈?zhǔn)欠穹种в商腔D(zhuǎn)移酶決定糖基受體（Receptor)通常第一個(gè)糖基的受體是肽鏈中特定67

糖基供體（Donor）游離的單糖不能作為糖基轉(zhuǎn)移酶的糖基供體，一定要經(jīng)過活化。單糖活化主要有2種形式：1）磷酸長萜醇形式;2）核苷酸形式；3）維生素A類一種單糖可有多種活化形式：Glc有5種a.UDP-Glc:動(dòng)物合成糖原時(shí)的Glc供體ADP-Glc:植物合成淀粉時(shí)的Glc供體GDP-Glc:植物合成纖維素時(shí)的Glc供體Dtdp-Glc:細(xì)菌合成脂多糖中O-抗原時(shí)的Glc供體DolPP-Glc:動(dòng)物合成N-糖鏈前體G寡糖時(shí)的Glc供體幾種單糖可以用同一種活化形式：以UDP活化方式的單糖:多種以GDP活化方式的單糖:ManManUAFuc以DolPP活化方式的單糖：ManGlcGlcNAc糖基供體（Donor）游離的單糖不能作為糖基轉(zhuǎn)移酶的糖基供68動(dòng)物多糖復(fù)合物的分類1.蛋白多糖蛋白+糖類（糖鏈較長）2.糖蛋白:蛋白+糖類（糖鏈較短）3.糖脂糖類+脂類4.GPI糖類+脂類+蛋白質(zhì)動(dòng)物多糖復(fù)合物的分類1.蛋白多糖蛋白+糖類（糖鏈較長）69蛋白多糖透明質(zhì)酸糖蛋白鞘糖脂細(xì)胞膜細(xì)胞漿硫酸軟骨素硫酸乙酰肝素N-多糖O-多糖O-多糖N-多糖O-GlcNAc糖蛋白藍(lán)色部分為核心糖序列GPI蛋白多糖透明質(zhì)酸糖蛋白鞘糖脂細(xì)胞膜細(xì)胞漿硫酸軟骨素硫酸乙酰肝70由磷酸多萜醇衍生的糖脂α-2,3;2,6;2,8-NeuAcT;GlcNAcTⅦ。硫酸乙酰肝素（HS)和肝素（HP)糖基供體（Donor）一個(gè)基因→一種糖基轉(zhuǎn)移酶→一種糖苷鍵---一種糖鏈GPI錨廣泛分布于多種不同的生物體，尤其是原蟲中含量豐富具有不同的分支，被稱為天線蛋白質(zhì)：C-末端殘基與GPI錨相連。Anti-angiogenicfactors

Angiostatin

Endostatin葡萄糖胺C6位和C3位的硫酸化主要在細(xì)胞外，各種結(jié)締組織基質(zhì)中β4GalNAcT-1：β1,4乙酰半乳糖胺轉(zhuǎn)移酶1葡萄糖胺C6位和C3位的硫酸化肽鏈中所有Asn上不一定都能N糖基化4.HIV-1tat糖復(fù)合物的結(jié)構(gòu)特征由磷酸多萜醇衍生的糖脂糖復(fù)合物的結(jié)構(gòu)特征71蛋白聚糖結(jié)構(gòu)蛋白聚糖(PG):是一類大分子糖復(fù)合物，核心蛋白上具有共價(jià)連接的糖胺聚糖（GAG)鏈。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核心蛋白糖胺聚糖組成蛋白聚糖結(jié)構(gòu)蛋白聚糖(PG):是一類大分子糖復(fù)合物，核心蛋72糖胺聚糖（GAG）是由己糖胺和己糖醛酸構(gòu)成的重復(fù)二糖單元。體內(nèi)重要的GAG透明質(zhì)酸（HA)硫酸軟骨素(CS)和硫酸皮膚素(DS)硫酸角質(zhì)素(KS)硫酸乙酰肝素（HS)和肝素（HP)糖胺聚糖（GAG）是由己糖胺和己糖醛酸構(gòu)成的重復(fù)二糖單元。73GAG的核心糖鏈和重復(fù)單元GlcU-Gal-Gal-Xyl-Ser硫酸軟骨素硫酸乙酰肝素CSHSGAGs：1.根據(jù)二糖重復(fù)單元的結(jié)構(gòu)可分為四類2.SO42-具有重要作用3.負(fù)電荷，酸性糖核心蛋白GAG的核心糖鏈和重復(fù)單元GlcU-Gal-Gal-Xyl-74123456組成：葡萄糖醛酸/艾杜糖醛酸—葡萄糖胺（GlcUA/IdoUA-GlcNAc)結(jié)構(gòu)修飾(主要是硫酸化）：N-乙?；某?，并磺化成N-硫酸基(少數(shù)情況下存在自由氨基）葡萄糖胺C6位和C3位的硫酸化艾杜糖醛酸的C2發(fā)生硫酸化，阻止差向異構(gòu)化逆轉(zhuǎn)HS/HP123456組成：葡萄糖醛酸/艾杜糖醛酸—葡萄糖胺（GlcU75HS和HP的差別特征HSHPMw10-70kDa10-12kDaSO42-0.8-1.81.8-2.4GlcNN-硫酸基40-60%>85%IdoA%30-50%>70%與AT結(jié)合<0.3%30%合成部位基本所有細(xì)胞肥大細(xì)胞硫酸化程度最高的HS,稱為HPHS和HP的差別特征HSHPMw10-70kDa10-12k76糖蛋白中的O-Linked類型：糖蛋白和蛋白聚糖的區(qū)別GlcGalGlcNAcGalNAcFucNeuAc，Man，Xyl及糖醛酸糖鏈?zhǔn)欠穹种в商腔D(zhuǎn)移酶決定3）與IgG活性目前發(fā)現(xiàn)100多種GTase，且有許多（30多個(gè)）已經(jīng)被克隆，用于糖類結(jié)構(gòu)研究中。IL-2,-3,-4,-5,-7,-12

InterferongGPI錨存在于所有哺乳動(dòng)物細(xì)胞中C2為無乙?；土蛩峄鵄ntimicrobialpeptidesN-acetylglucosamine插入脂雙層內(nèi)的長脂肪鏈：3）與IgG活性Morphogens

Activin

BMP-2,-4

Chordin

Sonichedgehog組成：葡萄糖醛酸/艾杜糖醛酸—半乳糖胺C4STS：4-O-硫酸基轉(zhuǎn)移酶蛋白聚糖和GAGs是細(xì)胞表面和胞外基質(zhì)的基本成分糖蛋白中的O-Linked類型：Asn-X-Scr/ThrHAGlcUAGlcNAc特點(diǎn)：不含硫酸根游離形式存在

分子量較大，可達(dá)1000萬（約25000個(gè)重復(fù)二糖）組成：葡萄糖醛酸-乙酰葡萄糖胺(不含SO42-的HS)聚HA是最簡單的糖胺聚糖糖蛋白中的O-Linked類型：HAGlcUAGlcNA77123456CS(DS)硫酸化位點(diǎn)：GalNAc的C4和C6位、IdoUA的C2位組成：葡萄糖醛酸/艾杜糖醛酸—半乳糖胺123456CS(DS)硫酸化位點(diǎn)：GalNAc的C4和C678組成：半乳糖-乙酰葡萄糖胺

硫酸化位點(diǎn)：Gal或GlcNAc的C6位KS組成：半乳糖-乙酰葡萄糖胺 硫酸化位點(diǎn)：Gal或GlcNAc79GAG結(jié)構(gòu)總結(jié)GAGs二糖重復(fù)單元硫酸化位點(diǎn)HAGlcUA-GlcNAc無HS/HPIdoUA/GlcUA-GlcNAcGlcNAc：C3或C6位N-乙酰基的除去，并磺化成N-硫酸基IdoUA:C2位CSIdoUA/GlcUA-GalNAcGalNAc：C4，C6，C4和C6同時(shí)IdoUA：C2位KSGal-GlcNAcGal:C6位GlcNAc：C6位GAG結(jié)構(gòu)總結(jié)GAGs二糖重復(fù)單元硫酸化位點(diǎn)HAGlcUA-80蛋白聚糖的分類1.與HA特異作用的胞外CSPG2.胞外基質(zhì)/基膜的HSPG，以及由腫瘤合成的大分子HSPG3.與粘連蛋白聚糖有關(guān)的膜表面蛋白聚糖4.具小的同源核心蛋白及12條GAG鏈的蛋白聚糖5.細(xì)胞內(nèi)蛋白聚糖，如絲甘蛋白聚糖蛋白聚糖的分類1.與HA特異作用的胞外CSPG81蛋白聚糖的合成1.在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成核心蛋白多肽鏈，同時(shí)以O(shè)連接和N連接的方式進(jìn)行聚糖加工2.在高爾基體中進(jìn)行糖鏈延長或加工修飾3.多糖鏈的形式是由單糖逐個(gè)加上去，單糖由UDP活化，糖醛酸由UDPGA提供，硫酸由PAPS提供，糖胺氨基來自Gln蛋白聚糖的合成1.在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成核心蛋白多肽鏈，同時(shí)以O(shè)連82Ser4S/6SNS/3S/6SC4STSC6STSNDAC/NSTH3STSH6STSH2STSβ3GlcATβ4GalNAcTβ3GlcATαGlcNAcTser(1)XylT-1(2)β4GalT-1(3)β3GalT-2(4)β3GlcAT-1β4GalNAcT-1α4GlcNAcT-12SCSHSXylT-1：木糖轉(zhuǎn)移酶1β4GalT-1：β1,4半乳糖轉(zhuǎn)移酶1β3GalT-2：β1,3半乳糖轉(zhuǎn)移酶2β3GlcAT-1：β1,3葡糖糖醛酸轉(zhuǎn)移酶1β4GalNAcT-1：β1,4乙酰半乳糖胺轉(zhuǎn)移酶1a4GlcNAcT-1：α1,4乙酰葡糖糖胺轉(zhuǎn)移酶1β3GlcAT：β1,3葡糖糖醛酸轉(zhuǎn)移酶C4STS：4-O-硫酸基轉(zhuǎn)移酶C6STS：6-O-硫酸基轉(zhuǎn)移酶NDAC/NST：N-脫乙?；?N-硫酸基轉(zhuǎn)移酶H3STS：HS3-O-硫酸基轉(zhuǎn)移酶H6STS：HS6-O-硫酸基轉(zhuǎn)移酶H2STS：HS2-O-硫酸基轉(zhuǎn)移酶XyloseN-acetylglucosamineN-acetylgalactosamineGalactoseGlucosamineGlucuronicacidAGAGs的生物合成途徑（高爾基體中進(jìn)行）核心蛋白木半半葡酸半乳糖胺葡萄糖胺異構(gòu)化異構(gòu)化Ser4S/6SNS/3S/6SC4STSNDAC/NSTβ83serser(1)IdoA-2-S(2)α-IdoA(3)HS-N-S(4)AC-COA:N-ACTNS/3S/6S2S6S(1)α-GlcN(2)β-GlcA(3)GlcN-6S(4)α-GlcNser(1)IdoA-2-S(2)α-IdoA(3)GalNAc-4-S(1)β-GalNAc(AorB)(2)β-GlcA(3)

GalNAc-4-SIdoA-2-S：艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶a-IdoA：

a艾杜糖醛酸酶GalNAc-4-S：N-乙酰半乳糖胺-4-硫酸酯酶b-GalNAc(AorB)：

b-N-乙酰半乳糖胺酶A或Bb-GlcA：b葡萄糖醛酸酶HS-N-S：

類肝素-N-硫酸酯酶AC-COA:N-ACT：乙酰-COA:N-乙酰轉(zhuǎn)移酶GlcN-6S：N-乙酰葡萄糖胺-6-硫酸酯酶a-GlcN：

a-N-乙酰葡萄糖胺酶serserXyloseGaloctoseN-acetylglucosamineN-acetylgalactosamineGlucosamineGlucuronicacidCSHSBGAGs的生物代謝途徑serser(1)IdoA-2-SNS/2S6S(1)α-84透明質(zhì)酸（HA)分子中含有鞘氨醇的鞘糖脂（哺乳動(dòng)物）GPI錨定蛋白的多樣性N-acetylglucosamineMorphogens

Activin

BMP-2,-4

Chordin

Sonichedgehog動(dòng)物Dol具有21個(gè)異戊二烯共價(jià)結(jié)合的復(fù)雜糖復(fù)合物糖蛋白和蛋白聚糖的區(qū)別GAG的核心糖鏈和重復(fù)單元β4GalNAcT-1肽鏈中所有Asn上不一定都能N糖基化硫酸化程度最高的HS,稱為HP硫苷脂鍵：Gal和GalNAc的C3位N連接糖基或糖鏈（Nlinked)肽鏈中所有Asn上不一定都能N糖基化a,b,c,d,e,f,g,h,I分別表示寡糖鏈的糖基位置糖基的受體就是新生成的糖基a-GlcN：a-N-乙酰葡萄糖胺酶血液循環(huán)和膜上的糖蛋白常為N-糖鏈目前發(fā)現(xiàn)100多種GTase，且有許多（30多個(gè)）已經(jīng)被克隆，用于糖類結(jié)構(gòu)研究中。WhyCellSurfaceGlycansAreUniversaltoLivingCellsGAGs結(jié)合蛋白Morphogens

Activin

BMP-2,-4

Chordin

Sonichedgehog Frizzled-related peptides

Sproutypeptides

Wnt(1-13)Growthfactorbinding

proteins(BP)

Follistatin

IGFBP-3,-5

TGF-bBP NogginGrowthfactors

EGFfamily

Amphiregulin

Betacellulin

Heparin-binding-EGF

Neuregulin

FGFs(1-23) FGFR(1-4)

PDGF-AA

TGF?1,-2

VEGF-165,-189ECMcomponents

Fibrin

Fibronectin

Interstitialcollagens

Laminins

Pleiotropin(HB-GAM)

Tenascin

Thrombospondin

VitronectinFibrillinTissueremodeling

Tissueplasminogen

activator

Plasminogenactivator

inhibitor-1

ProteasenexinI TIMP-3ComplementproteinsCoagulation

AntithrombinIII

HeparincofactorII

Leuserpin

Tissuefactor

pathwayinhibitor

ThrombinProteinases

Neutrophilelastase

CathepsinG MCP-4,-5 CarboxypeptidaseAUnclassified

Acetylcholinesterase HIP Thyroglobulin CyclophilinASuperoxidasedismutase

EnergybalanceAgoutisignalingpeptideAgouti-relatedproteinApoB,ELipoproteinlipase

Triglyceridelipases

Celladhesionmolecules

E,L,P-selectins

MAC-1

N-CAM

PECAMChemokines

C-C,e.g.MIP-1a, RANTES

CXC,e.g.IP-10,IL-8Cytokines

GM-CSF IL-2,-3,-4,-5,-7,-12

Interferong Kininogen TNF-aAnti-angiogenicfactors

Angiostatin

Endostatin PF4CollectinsSPA,DMBPAntimicrobialpeptidesPR-39Bac5,7defensinViralandparasiteCoatproteinsHIV-1tatHIV-1gp41,120HSVgB,gC,gDHHV-6gp65HHV-8gK8.1ACircumsprorozoite

透明質(zhì)酸（HA)GAGs結(jié)合蛋白Morphogens

Ac85GAGs的生物學(xué)功能1.蛋白聚糖和GAGs是細(xì)胞表面和胞外基質(zhì)的基本成分2.蛋白聚糖與多種配體相互作用，幾乎參與所有生命過程GAGs的生物學(xué)功能1.蛋白聚糖和GAGs是細(xì)胞表面和胞外86第二節(jié)糖蛋白糖蛋白是以蛋白為主，在蛋白質(zhì)多肽鏈骨架上共價(jià)連接著寡糖鏈形式的大分子。它的分布很廣泛血漿蛋白細(xì)胞膜上許多蛋白激素酶第二節(jié)糖蛋白糖蛋白是以蛋白為主，在蛋白質(zhì)多肽鏈骨架上共價(jià)87分類和結(jié)構(gòu)根據(jù)多肽鏈和寡糖鏈連接方式不同1.N連接糖基2.O連接糖基分類和結(jié)構(gòu)根據(jù)多肽鏈和寡糖鏈連接方式不同88N連接糖基或糖鏈（Nlinked)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以天冬酰胺(Asn)和GlcNAc脫水，形成N-糖苷鍵糖蛋白中包含的N-linked類型：

復(fù)雜型、雜合型、高甘露糖型N連接糖基或糖鏈（Nlinked)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以天冬酰胺(Asn89N-連接糖基特點(diǎn)：1.三種類型，復(fù)雜型、雜合型、高甘露糖型

2.核心五糖

3.具有不同的分支，被稱為天線

4.血液循環(huán)和膜上的糖蛋白常為N-糖鏈

5.復(fù)雜型天線數(shù)為1-5條，其中二天線多見兩種單糖五種單糖糖鏈復(fù)雜N-連接糖基特點(diǎn)：1.三種類型，復(fù)雜型、雜合型、高甘露糖型90N聚糖的種屬、組織、位點(diǎn)專一性

1.N聚糖結(jié)構(gòu)具有種屬和臟器專一性。同一種屬相同組織或同一種屬不同組織中相同糖蛋白的N聚糖并不相同，即N聚糖具有種屬和器官專一性。2.同一種蛋白，其不同位點(diǎn)的N聚糖結(jié)構(gòu)也不相同，這種聚糖結(jié)構(gòu)的不均一性稱為糖型(glycoform)，即不同位點(diǎn)有不同糖型。3.肽鏈中所有Asn上不一定都能N糖基化如tPAI型Asn117、184、488II型Asn117、488N聚糖的種屬、組織、位點(diǎn)專一性

1.N聚糖結(jié)構(gòu)具有91N糖鏈的合成N-糖鏈均有核心五糖，主要是外鏈的結(jié)構(gòu)變化較多。1）首先是前體寡糖（G寡糖）的合成2）然后G寡糖整體轉(zhuǎn)到糖蛋白的糖基化位點(diǎn)(Asn-X-Thr/Ser)上（X是脯氨酸以外的任何殘基）3）接著在各種糖苷水解酶和糖轉(zhuǎn)移酶作用下進(jìn)行加工；4）加工后的糖蛋白分別被投放到機(jī)體特定部位，行使各種功能。N糖鏈的合成N-糖鏈均有核心五糖，主要是外鏈的結(jié)構(gòu)變化較多。92N-糖鏈的糖基化位點(diǎn)AA特定氨基酸序列：Asn-X-Scr/Thr(X為脯氨酸以外的任何殘基）N-糖鏈的糖基化位點(diǎn)AA特定氨基酸序列：93N糖鏈的生物合成場(chǎng)所粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體新生肽鏈、G寡糖合成G寡糖早期加工G寡糖后期加工N-糖鏈的成熟順、中反伴翻譯過程：N-糖鏈的生物合成和蛋白質(zhì)肽鏈的生物合成同時(shí)進(jìn)行N-糖鏈的成熟：外周糖鏈的產(chǎn)生。這些結(jié)構(gòu)與糖蛋白的分揀、投送和定位密切相關(guān)N糖鏈的生物合成場(chǎng)所粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體新生肽鏈、G寡糖合成94G寡糖的結(jié)構(gòu)(14個(gè)單糖）核心五糖a,b,c,d,e,f,g,h,I分別表示寡糖鏈的糖基位置外鏈內(nèi)鏈二磷酸長萜醇G寡糖的結(jié)構(gòu)(14個(gè)單糖）核心五糖a,b,c,d,e95游離的單糖不能作為糖基轉(zhuǎn)移酶的糖基供體，需經(jīng)過磷酸長萜醇活化磷酸長萜醇（Dol)：是聚異戊二烯衍生物，結(jié)構(gòu)如下：DolGlc細(xì)菌Dol具有11個(gè)異戊二烯不飽和動(dòng)物Dol具有21個(gè)異戊二烯飽和PP游離的單糖不能作為糖基轉(zhuǎn)移酶的糖基供體，需經(jīng)過磷酸長萜醇活化96（G寡糖）（單糖運(yùn)載體）（起始點(diǎn)）（結(jié)束點(diǎn)）（游離循環(huán)利用）新生肽鏈伴翻譯過程（G寡糖）（單糖運(yùn)載體）（起始點(diǎn)）（結(jié)束點(diǎn)）（游離循環(huán)利用）97N-糖鏈的加工和成熟N-糖鏈的加工和成熟98O連接糖基或糖鏈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)共同特點(diǎn)：由一個(gè)或幾個(gè)單糖與某些含羥基氨基酸（絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸）的羥基脫水，形成O-糖

苷鍵。不存在共有的核心結(jié)構(gòu)。糖蛋白中的O-Linked類型：分布最廣，研究最多O連接糖基或糖鏈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)共同特點(diǎn)：由一個(gè)或幾個(gè)單糖與某些含羥99O糖鏈（OGalNAc)的生物合成1.糖基化位點(diǎn)：無特定序列。肽鏈中Ser或Thr側(cè)鏈上的羥基氧原子2.合成場(chǎng)所：無固定場(chǎng)所。因細(xì)胞或組織而異3.合成途徑：無G寡糖前體，無伴翻譯過程O-GalNAc聚糖合成無前體，多數(shù)情況下不像N-糖鏈?zhǔn)前榉g過程，而是在已折疊蛋白質(zhì)肽鏈的適當(dāng)Ser/Thr位點(diǎn)逐個(gè)加上糖基。一般認(rèn)為O-GalNAc糖基化是在N-GalNAc糖基化之后。O糖鏈（OGalNAc)的生物合成1.糖基化位點(diǎn)：無特定序100OGalNAc寡糖鏈種類:1.最簡單OGalNAc只有一個(gè)GalNAc2.兩個(gè)糖基組成的OGalNAc聚糖有4種SAGalNAcSer/ThrGalGalNAcSer/ThrGlcNAcGalNAcSer/ThrGalNAcGalNAcSer/Thr3.多糖基：核心、骨架、非還原末端OGalNAc寡糖鏈種類:1.最簡單OGalNAc只有一個(gè)101OGalNAc糖鏈多糖基核心結(jié)構(gòu)Core1:Galβ1-3GalNAc-[α-Ser/Thr]Core2:GlcNAcβ1-6(Galβ1-3)GalNAc-[α-Ser/Thr]Core3:GlcNAcβ1-3GalNAc-[a-Ser/Thr]Core4:GlcNAcβ1-6(GlcNAcβ1-3)GalNAc-[α-Ser/Thr]Core5:GalNAcα1-3GalNAc-[α-Ser/Thr]Core6:GalNAcβ1-6GalNAc-[α-Ser/Thr]Core7:GalNAcα1-6GalNAc-[α-Ser/Thr]Core8:Galα1-3GalNAc-[α-Ser/Thr]OGalNAc糖鏈多糖基核心結(jié)構(gòu)Core1:Galβ1-102兩種連接方式的差別前體糖基化位點(diǎn)1th連接的糖合成場(chǎng)所結(jié)構(gòu)特點(diǎn)N-糖鏈G-寡糖前體Asn-X-Thr/SerGlcNAc內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體O-糖鏈無Ser或ThrGalNAc不定結(jié)構(gòu)簡單，但種類較多兩種連接方式的差別前體糖基化位點(diǎn)1th連接的糖合成場(chǎng)所結(jié)構(gòu)103糖鏈的生物學(xué)功能1.參與糖蛋白新生肽鏈折疊和締合2.影響糖蛋白的分泌和穩(wěn)定性3.糖鏈參與分子識(shí)別和細(xì)胞識(shí)別4.糖鏈與糖蛋白的生物活性1）與酶的活性tPA2）與激素活性EPO3）與IgG活性5.糖蛋白類藥物開發(fā)糖鏈的生物學(xué)功能1.參與糖蛋白新生肽鏈折疊和締合104HHV-8gK8.GlcNAc：C3或C6位硫酸乙酰肝素（HS)和肝素（HP)GPI錨存在于所有哺乳動(dòng)物細(xì)胞中a-GlcN：a-N-乙酰葡萄糖胺酶長鏈堿基:18個(gè)C、不飽和的4-烯鞘氨醇最常見糖基供體、糖基受體和糖基轉(zhuǎn)移酶三者協(xié)同組裝而成葡萄糖胺的C2位不含乙?；土蛩峄?，是GPI獨(dú)特標(biāo)志2）與激素活性EPO蛋白質(zhì)：C-末端殘基與GPI錨相連。硫酸化程度最高的HS,稱為HP最簡單OGalNAc只有一個(gè)GalNAcGlcU-Gal-Gal-Xyl-Ser優(yōu)選糖復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和功能第一講XylT-1：木糖轉(zhuǎn)移酶1GPI:一類由蛋白質(zhì)、脂類和糖鏈三者GlcGalGlcNAcGalNAcFucNeuAc，Man，Xyl及糖醛酸1）首先是前體寡糖（G寡糖）的合成H2STS：HS2-