2.4 第四章 聚糖的结构与功能

第四章聚糖的结构与功能(自学)

(一)教学要求

在知识传授方面,通过本章节的学习,使学生掌握糖蛋白、蛋白聚糖的概念及聚糖结构差异;熟悉蛋白聚糖分类和功能;了解糖脂结构。

(二)知识点提示

在细胞表面和细胞间质中存在着丰富的糖蛋白和蛋白聚糖,二者都由蛋白部分和聚糖部分所组成。糖蛋白聚糖有N-连接型和0-连接型之分,前者聚糖以共价键方式与糖化位点即Asn-X-Ser模体中的天冬酰胺的酰胺氮连接,后者与糖蛋白特定丝氨酸残基侧链的羟基共价结合。N-连接型聚搪可分成高甘露糖型、复杂型和杂合型三型,它们都是由特异的糖苷酶和糖基转移酶催化加工而成。糖蛋白的聚糖参与许多生物学功能,如影响新生肽链的加工,运输和糖蛋白的生物半衰期,参与糖蛋白的分子识别和生物活性等。

蛋白聚糖由糖胺聚糖和核心蛋白组成。体内重要的糖胺聚糖有硫酸软骨素、硫酸肝素、透明质酸等。蛋白聚糖是主要的细胞外基质成分,它与胶原蛋白以特异的方式相连而赋予基质以特殊的结构。细胞表面的蛋白聚糖还参与细胞黏附、迁移、增殖和分化功能。

糖脂可分为鞘糖脂、甘油糖脂和类固醇衍生糖脂。鞘糖脂、甘油糖脂是细胞膜脂的主要成分。鞘糖脂是以神经酰胺为母体的化合物,根据分子中是否含有唾液酸或硫酸基成分可分为中性鞘糖脂和酸性鞘糖脂两类。神经节苷脂是含唾液酸的酸性鞘糖脂,主要分布于神经系统,种类繁多,在神经冲动传递中起重要作用。

复合糖类中的各种聚糖结构存在单糖种类、化学键连接方式及分支异构体的差异,形成千变万化的聚糖空间结构,其复杂程度远高于核酸或蛋白质结构,很可能斌予其具有携带大量生物信息的能力。聚糖空间结构多样性受到多种因素的调控。

(三)教学内容

第一节糖蛋白分子中聚糖及其合成过程N-连接型糖蛋白的糖基化位点为ASn-X-Ser/ThrN-连接型聚糖结构有高甘露糖型、复杂型和杂合型之分,N-连接型聚搪合成是以长萜醇作为聚糖载体,O-连接型聚糖合成不需聚糖载体,蛋白质β-N-乙酰葡糖胺的糖基化是可逆的单糖基修饰,糖蛋白分子中聚糖影响蛋白质的半衰期、结构与功能。

第二节  蛋白聚糖分子中的糖胺聚糖  糖胺聚糖是含己糖醛酸和己糖胺组成的重复二糖单位,核心蛋白含有与精胺聚糖结合的结构域,蛋白聚精生物合成时在多肤链上逐一加上糖基,蛋白聚糖是细胞间基质重要成分。

第三节糖脂由鞘糖脂、甘油糖脂和类固醇衍生糖脂组成 鞘糖脂是神经酰胺被糖基化的糖苷化合物,髓磷脂中含有甘油糖脂。

第四节聚糖结构中蕴含大量生物信息  聚糖组分是糖蛋白执行功能所必需,结构多样性的聚糖蕴含生物信息。

(四)思考题

1. 简述糖蛋白的N-连接寡糖链的结构及合成过程。

2. 简述蛋白质O-GlcNAc糖基化修饰的糖基化位点、所需的酶以及基本过程。

3. 常见的糖胺聚糖有哪几种?各有和结构特征?

4. 简述说明糖蛋白寡糖链的主要功能。