1、糖蛋白、蛋白聚糖糖蛋白、蛋白聚糖 和细胞外基质和细胞外基质 Glycoprotein,Proteoglycan and Extracellular Matrix 第第 十十 九九 章章 第第 一一 节节 糖糖 蛋蛋 白白 Glycoprotein 定义定义 一种或多种糖以共价键连接到肽链上的蛋一种或多种糖以共价键连接到肽链上的蛋白质。白质。特点特点 蛋白质含量较多，糖所占比例变动大，表蛋白质含量较多，糖所占比例变动大，表现为蛋白质的特性。现为蛋白质的特性。细胞膜、溶酶体、细胞外液细胞膜、溶酶体、细胞外液 分布分布 概概 述述 一、糖蛋白的结构一、糖蛋白的结构 单糖的种类单糖的种类 葡萄糖葡萄糖
2、(Glu)半乳糖半乳糖(Gal)甘露糖甘露糖(Man)N-乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺(GalNAc)岩藻糖岩藻糖(Fuc)N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)N-乙酰神经氨酸乙酰神经氨酸(NeuAc)连接方式连接方式 N-连接连接：O-连接连接：（一）（一）N N-连接糖蛋白连接糖蛋白 1.定义定义 糖蛋白的糖链与蛋白部分的糖蛋白的糖链与蛋白部分的Asn-X-Ser序列序列的天氡酰胺氮以共价键连接称的天氡酰胺氮以共价键连接称N-连接糖蛋白。连接糖蛋白。2.糖基化位点糖基化位点 N-连接糖蛋白中连接糖蛋白中Asn-X-Ser/Thr三个氨基酸三个氨基酸残基的序列子称为糖基化位点。残基的序列
3、子称为糖基化位点。3.N-连接寡糖结构（三型）连接寡糖结构（三型）高甘露糖型高甘露糖型 复杂性复杂性 杂合型杂合型 都有一个五糖核心都有一个五糖核心 Man Man Man GlcNAc GlcNAc Asn 4.N-连接寡糖的合成连接寡糖的合成 N-连接寡糖是在内质网上以长萜醇作为糖连接寡糖是在内质网上以长萜醇作为糖链载体链载体，先合成含先合成含14糖基的寡糖链糖基的寡糖链，然后转移然后转移至肽链的糖基化位点上至肽链的糖基化位点上，进一步在内质网和高进一步在内质网和高尔基体进行加工而成尔基体进行加工而成。每一步加工都由特异的糖基转移酶或糖苷每一步加工都由特异的糖基转移酶或糖苷酶催化完成酶催化
4、完成，糖基必须活化为糖基必须活化为UDP或或UDP的衍的衍生物生物。（二）（二）O-连接糖蛋白连接糖蛋白 1.定义定义 糖蛋白糖链与蛋白部分的丝糖蛋白糖链与蛋白部分的丝/苏氨酸残基苏氨酸残基的羟基相连，称为的羟基相连，称为O-连接糖蛋白。连接糖蛋白。2.O-连接寡糖结构连接寡糖结构 O-连接寡糖有连接寡糖有N-乙酰半乳糖与半乳糖构成乙酰半乳糖与半乳糖构成核心二糖，核心二糖可重复延长及分支，再接核心二糖，核心二糖可重复延长及分支，再接上岩藻糖、上岩藻糖、N-乙酰葡萄糖胺等单糖。乙酰葡萄糖胺等单糖。3.O-连接寡糖合成连接寡糖合成 O-连接寡糖在连接寡糖在N N-乙酰半乳糖基转移酶的乙酰半乳糖基转
5、移酶的作用下，在多肽链的丝作用下，在多肽链的丝/苏氨酸的羟基上连接苏氨酸的羟基上连接上上N-乙酰半乳基，然后逐个加上糖基直至乙酰半乳基，然后逐个加上糖基直至O-连接寡糖链的形成。连接寡糖链的形成。二、糖蛋白寡糖链的功能二、糖蛋白寡糖链的功能 1.对糖蛋白新生肽链的影响对糖蛋白新生肽链的影响 参与新生肽链的折叠并维持蛋白质的正确参与新生肽链的折叠并维持蛋白质的正确的空间构象；影响亚基聚合；糖蛋白在细胞内的空间构象；影响亚基聚合；糖蛋白在细胞内的分拣和投送。的分拣和投送。2.对糖蛋白的生物活性的影响对糖蛋白的生物活性的影响 保护糖蛋白不受蛋白酶的水解，延长其半衰保护糖蛋白不受蛋白酶的水解，延长其半
6、衰期。期。3.参与分子的识别作用参与分子的识别作用 第第 二二 节节 蛋蛋 白白 聚聚 糖糖 Proteoglycan 定义定义 一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋白形成的一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋白形成的化合物。化合物。特点特点 糖占比例大，约一半以上，具有多糖性质。糖占比例大，约一半以上，具有多糖性质。分布分布 分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节滑液、粘液、眼玻璃体等组织。滑液、粘液、眼玻璃体等组织。概概 述述 蛋白聚糖的结构蛋白聚糖的结构 组成组成 核心蛋白核心蛋白 糖胺聚糖糖胺聚糖 糖胺糖胺 糖醛酸糖醛酸 葡萄糖胺葡萄糖胺 半乳糖胺半乳糖胺
7、 葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸 艾杜糖醛酸艾杜糖醛酸 一、重要的糖胺聚糖一、重要的糖胺聚糖 糖胺聚糖由二糖单位重复连接而成，不分支。糖胺聚糖由二糖单位重复连接而成，不分支。硫酸软骨素类硫酸软骨素类 硫酸皮肤素硫酸皮肤素 硫酸角质素硫酸角质素 透明质酸透明质酸 肝素和硫酸类肝素肝素和硫酸类肝素 体内重要的糖胺聚糖（体内重要的糖胺聚糖（6种）：种）：二、核心蛋白二、核心蛋白 1.1.定义定义 与糖胺聚糖链共价结合的蛋白质。与糖胺聚糖链共价结合的蛋白质。核心蛋白均含有相应的糖胺聚糖取代结构核心蛋白均含有相应的糖胺聚糖取代结构域，一些蛋白聚糖通过这一结构锚定在细域，一些蛋白聚糖通过这一结构锚定在细胞表面或细胞
8、外基质的大分子中。胞表面或细胞外基质的大分子中。透明质酸透明质酸 连接蛋白连接蛋白 核心蛋白核心蛋白 硫酸角质素硫酸角质素 硫酸软骨素硫酸软骨素 糖蛋白亚基糖蛋白亚基 骨骺软骨蛋白聚糖聚合物骨骺软骨蛋白聚糖聚合物 2.蛋白聚糖聚合物蛋白聚糖聚合物 三、蛋白聚糖的生物合成三、蛋白聚糖的生物合成 在内质网上合成核心蛋白多肽链，同时在高在内质网上合成核心蛋白多肽链，同时在高尔基体内进行糖链延长或加工。尔基体内进行糖链延长或加工。多糖链的形成是由单糖逐个加上去的，糖醛多糖链的形成是由单糖逐个加上去的，糖醛酸由酸由UDPGA提供；单糖要由提供；单糖要由UDP活化；硫活化；硫酸由酸由PAPS提供；糖胺氨基
9、来自于提供；糖胺氨基来自于Gln。四、蛋白聚糖的功能四、蛋白聚糖的功能 1.构成细胞外基质构成细胞外基质 在基质中蛋白聚糖和弹性蛋白、胶原蛋白以在基质中蛋白聚糖和弹性蛋白、胶原蛋白以特殊方式连接，构成基质的特殊结构。这与细胞特殊方式连接，构成基质的特殊结构。这与细胞的粘附、迁移、增殖和分化等有关。的粘附、迁移、增殖和分化等有关。2.其它功能其它功能 抗凝血（肝素）抗凝血（肝素）参与细胞识别与分化（细胞表面的硫酸素）参与细胞识别与分化（细胞表面的硫酸素）维持软骨机械性能（硫酸软骨素）等维持软骨机械性能（硫酸软骨素）等 第第 三三 节节 细胞外基质细胞外基质 Extracellular Matri
10、x,ECM 定义定义 细胞外由纤维状胶原、透明质酸、蛋白聚细胞外由纤维状胶原、透明质酸、蛋白聚糖和糖蛋白以不同比例组成的细胞间质糖和糖蛋白以不同比例组成的细胞间质 。分布分布 各组织细胞和细胞之间的胞间隙或胞间膜。各组织细胞和细胞之间的胞间隙或胞间膜。主要成分主要成分 胶原胶原 (collagen)纤连蛋白纤连蛋白 (fibronectin,Fn)层粘蛋白层粘蛋白 (laminin,Ln)概概 述述 一、胶一、胶 原原 1.定义定义 由结缔组织细胞由结缔组织细胞成纤维细胞所分泌的结成纤维细胞所分泌的结缔组织胶原蛋白和某些上皮细胞分泌的某些类型缔组织胶原蛋白和某些上皮细胞分泌的某些类型的胶原蛋白
11、。的胶原蛋白。2.分布分布 骨、皮肤、血管壁、肌腱、韧带、肌肉、软骨、皮肤、血管壁、肌腱、韧带、肌肉、软骨、角膜等。骨、角膜等。3.功能功能 起着支架、维持组织构型、机体运动等多起着支架、维持组织构型、机体运动等多项作用。项作用。4.胶原的结构特点胶原的结构特点 胶原蛋白由胶原蛋白由3 3条肽链以条肽链以 右手螺旋形成棒状结构。右手螺旋形成棒状结构。富含甘氨酸（占富含甘氨酸（占1/31/3）和脯氨酸（占）和脯氨酸（占1/41/4），），特含有羟赖氨酸和羟脯氨酸，缺色氨酸和半胱氨特含有羟赖氨酸和羟脯氨酸，缺色氨酸和半胱氨酸，甚少酪氨酸。酸，甚少酪氨酸。二、纤连蛋白二、纤连蛋白(Fn)1.定义定义
12、 广泛存在于细胞外基质、基底膜和各种体液广泛存在于细胞外基质、基底膜和各种体液中的一种多功能糖蛋白。多为二聚体形式，也有中的一种多功能糖蛋白。多为二聚体形式，也有以多聚体形式存在。以多聚体形式存在。2.分布分布 各种体液（血浆、组织间液、淋巴液、关节各种体液（血浆、组织间液、淋巴液、关节腔滑液、羊水）、细胞外基质和细胞中。腔滑液、羊水）、细胞外基质和细胞中。3.功能功能 参与许多生理活动参与许多生理活动，例如：细胞的形态例如：细胞的形态、增增殖殖、分化及个体发育分化及个体发育、生殖生殖、信息传递信息传递、凝血凝血、组织修复等组织修复等。4.结构结构 由分子量为由分子量为2525万的单体组成的二
13、聚体万的单体组成的二聚体。它它的一级结构由的一级结构由3 3种不同类型的内在序列同源结种不同类型的内在序列同源结构重复出现而构成构重复出现而构成。1.定义定义 由三条多肽链组成的多结构域构成的糖由三条多肽链组成的多结构域构成的糖蛋白，即蛋白，即型胶原基质。型胶原基质。2.分布分布 在所有组织的基膜上。在所有组织的基膜上。3.功能功能 主要主要介导上皮细胞及内皮细胞糖粘附介导上皮细胞及内皮细胞糖粘附，而而影响细胞的生长影响细胞的生长、分化和运动分化和运动。新近发现新近发现，Ln可能与某些疾病可能与某些疾病（糖尿病糖尿病、肾病肾病、内风湿关节炎内风湿关节炎、感染等感染等）和肿瘤细胞的和肿瘤细胞的浸润浸润、转移有重要关系转移有重要关系。三、层粘连蛋白三、层粘连蛋白(Ln)4.结构结构 由三条多肽链由三条多肽链（1 1条条A A链和链和2 2条条B B链链）通过二硫键通过二硫键构成构成，3 3条链排列条链排列成十字架形成十字架形。