糖复合物的结构和功能第一讲教材分析.ppt

GPI锚将是今后研究热点 1. GPI锚的大部分功能不清楚，如同一蛋白质在某些情况下 跨膜形式，有的情况GPI锚定形式 2. GPI锚组分中聚糖部分和脂质部分存在的结构多样性的生理意义不清楚 3. GPI锚的特异功能 种类 组成 糖基化位点 核心糖链 糖链的生物功能 蛋白聚糖 蛋白质 多糖 Ser Xyl-Gal-Gal-GlcU 核心四糖 GAGs与几十种蛋白结合发挥作用 糖蛋白 蛋白质 多糖 Asn-X-Thr/Ser Ser/Thr GlcNAc-GlcNAc- Man-Man-Man 核心五糖 糖链促进糖蛋白空间结构的形成和稳定 糖脂 蛋白质 脂类 神经酰胺 较多 识别、分化、生长调节 GPI 蛋白质 多糖 脂类 磷酸肌醇 GlcN-Man-Man-Man 无固定核心结构 糖复合物结构总结 * 假如细胞表面只被蛋白质覆盖的话，那么病原体将会对机体造成很大的影响。因为病原体和蛋白质结合后可能会造成某个氨基酸的变化。这种改变可能影响蛋白质的折叠、稳定、卷曲，进而导致蛋白质功能失调。 与蛋白质相比，多糖更具有一些独特的特征，首先，多糖没有严格的结构特征，并且它能自由移动和溶解性。因此很多人把细胞表面比作“森林”其实它更像是海底的珊瑚或海藻，因为它可以移动。 2. 内源性糖功能不是由单个序列决定，而是多糖的整体效应。因此，机体可通过稍微改变一下糖基化来逃避病原微生物的侵袭，而糖本身的功能不受影响。 * 糖基化以及直接相关的糖及转移酶的研究，已经成为医学中受人关注的一个方面 * 历史背景：化学组成，糖链与核心蛋白的连接方式，后来认识到GAGs和PGs位于细胞表面，导致这一领域飞速发展。目前，已利用分子克隆和基因敲出等等多种技术研究了蛋白多糖的生物学功能 * * * 糖蛋白中多肽是生理功能的主要承担者。糖链的作用是对多肽进行修饰，使糖蛋白发挥功能。 * * 先合成神经酰胺，再在此基础上逐步糖基化形成各类鞘糖脂 * 大多数蛋白聚糖也含有糖蛋白中的O-糖链和N-糖链。但是GAG链比其他类型聚糖连大，因此，在生物学功能上GAGs的性能占据优势，但其他聚糖类也有一定的生物活性。 * 存在问题： 糖脂合成的具体过程及相关的酶。 GPI结构的意义 糖胺聚糖和N-糖链的终止信息 分析方法 的建立 N-聚糖的种属、组织、位点专一性 1. N-聚糖结构具有种属和脏器专一性。 同一种属相同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-聚糖具有种属和器官专一性。 2. 同一种蛋白，其不同位点的N-聚糖结构也不相同，这种聚糖结构的不均一性称为糖型(glycoform)，即不同位点有不同糖型。 3. 肽链中所有Asn上不一定都能N-糖基化 如t-PA I型 Asn117、184、488 II型Asn117、488 N-糖链的合成 N-糖链均有核心五糖，主要是外链的结构变化较多。 1）首先是前体寡糖（G寡糖）的合成 2）然后G寡糖整体转到糖蛋白的糖基化位点(Asn-X-Thr/Ser)上（X是脯氨酸以外的任何残基） 3）接着在各种糖苷水解酶和糖转移酶作用下 进行加工； 4）加工后的糖蛋白分别被投放到机体特定部位，行使各种功能。 N-糖链的糖基化位点 A A 特定氨基酸序列： Asn-X-Scr/Thr (X为脯氨酸以外的任何残基） N-糖链的生物合成场所：粗面内质网和高尔基体 新生肽链、G寡糖合成 G寡糖早期加工 G寡糖后期加工 N-糖链的成熟 顺、中 反 伴翻译过程：N-糖链的生物合成和蛋白质肽链的生物合成同时进行 N-糖链的成熟：外周糖链的产生。这些结构与糖蛋白的分拣、投送和定位密切相关 G寡糖的结构(14个单糖） 核心五糖 a, b, c, d, e, f, g,h, I 分别表示寡糖链的糖基位置 外链 内链 二磷酸长萜醇 游离的单糖不能作为糖基转移酶的糖基供体，需经过磷酸长萜醇活化 磷酸长萜醇（Dol)： 是聚异戊二烯衍生物，结构如下： Dol Glc 细菌Dol具有11个异戊二烯 不饱和 动物Dol具有21个异戊二烯 饱和 PP （G寡糖） （单糖运载体） （起始点） （结束点） （游离循环利用） 新生肽链 伴翻译过程 N-糖链的加工和成熟 O-连接糖基或糖链 结构特点： 共同特点：由一个或几个单糖与某些含羟基氨基酸 （丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸）的羟基脱水，形成O-糖 苷键。不存在共有的核心结构。 糖蛋白中的O-Linked类型： 分布最广，研究最多 O-糖链（O-GalNAc)的生物合成 1. 糖基化位点：无特定序列。 肽链中Ser或Thr侧链上的羟基氧原子 2.合成场所： 无固定场所。因细胞或组织而异 3.