导图社区 聚糖的结构与功能
《生物化学与分子生物学》第四章聚糖的结构与功能思维导图,包括糖蛋白分子中聚糖及其合成过程、蛋白聚糖分子中的糖胺聚糖等知识。
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04 第四章 聚糖的结构与功能
糖蛋白分子中聚糖及其合成过程 79
N-连接型糖蛋白的糖基化位点为Asn-X-Ser/Thr
聚糖中的N-乙酰葡糖胺与多肽链中天冬酰按残基的酰胺氮以共价健连接,形成N-连接糖蛋白,但是并非糖蛋白分子中所有天冬酰胺残基都可连接聚糖
N-连接型聚糖结构有高甘露糖型、复杂型和杂合型之分
N-连接型聚糖的合成场所是粗面内质网和高尔基体,可与蛋白质肽链的合成同时进行
N-连接型聚糖合成是以长萜醇作为聚糖载体
在生物体内,有些糖蛋白的加工简单,仅形成较为单一的高甘露糖型聚糖,有些形成杂合型,而有些糖蛋白则通过多种加工形成复杂型的聚糖。不同组织的同一种糖蛋白分子中的聚糖结构可以不同,说明N-连接型聚糖存在极大的多样性
O-连接型聚糖合成不需聚糖载体
聚糖中的N-乙酰半乳糖胺与多肽链的丝氨酸或苏氨酸残基的羟基以共价键相连而形成O-连接糖蛋白
O-连接型聚糖常由N-乙酰半乳糖胺与半乳糖构成核心二糖,核心二糖可重复延长及分支,再连接上岩藻糖、N-乙酰葡糖胺等单糖
蛋白质β-N-乙酰葡糖胺的糖基化是可逆的单糖基修饰
蛋白质糖基化修饰除N-连接型聚糖修饰、O-连接型聚糖修饰外,还有β-N-乙酰葡糖胺的单糖基修饰( O-GleNAc),主要发生于膜蛋白和分泌蛋白
糖蛋白分子中聚糖影响蛋白质的半衰期、结构与功能
聚糖可稳固多肽链的结构及延长半衰期
糖蛋白的聚糖通常存在于蛋白质表面环或转角的序列处,并突出于蛋白质的表面
聚糖参与糖蛋白新生肽链的折叠或聚合
不少糖蛋白的N-连接型聚糖参与新生肽链的折叠,维持蛋白质正确的空间构象
聚糖可影响糖蛋白在细胞内的靶向运输
糖蛋白的聚糖可影响糖蛋白在细胞内的靶向运输的典型例子是榕酶体酶合成后向溶酶体的靶向运输
聚糖参与分子间的相互识别
蛋白聚糖分 子中的糖胺聚糖 P83
糖胺聚糖是含己糖醛酸和已糖胺组成的重复二糖单位
体内重要的糖胺聚糖有 6 种:硫酸软骨素、硫酸皮肤索、硫酸角质素、透明质酸、肝索和硫酸类肝素。这些糖胺聚糖都是由重复的二糖单位组成
硫酸软骨素的二糖单位由 N-乙酰半乳糖胺和葡糖醛酸组成,最常见的硫酸化部位是 N-乙酰半乳糖胺残基的 C4 和 C6 位
硫酸角质素的二糖单位由半乳糖和 N-乙酰葡糖胺组成
硫酸皮肤素分布广泛,其二糖单位与硫酸软骨素很相似,仅一部分葡糖醛酸为艾杜糖醛酸所取代,所以硫酸皮肤素含有二种糖醛酸
肝素的二糖单位为葡糖胺和艾杜糖醛酸,葡糖胺的氨基氮和 C6 位均带有硫酸
透明质酸的二糖单位为葡糖醛酸和 N-乙酰甭糖胺
核心蛋白含有与糖胺聚糖结合的结构域
核心蛋白最小的蛋白聚糖称为丝甘蛋白聚糖,含有肝素,主要存在于造血细胞和肥大细胞的贮存颗粒中,是一种典型的细胞内蛋白聚糖
饰胶蛋白聚糖的核心蛋白分子质量为 3.6 万,富含亮氨酸重复序列的模体,它能与胶原蛋白相互作用,调节胶原纤维的形成和细朐外基质的组装
黏结蛋白聚糖的核心蛋白分子质量为 3.2 万,含有胞质结构域、插入质膜的疏水结构域和胞外结构域
蛋白聚糖聚合体是细胞外基质的重要成分之一,由透明质酸长聚糖两侧经连接蛋白而结合许多蛋白聚糖而成,由于糖胺聚糖上羧基或硫酸根均带有负电荷,彼此相斥,所以在溶液中蛋白聚糖聚合物呈瓶刷状
蛋白聚糖生物合成时在多肽链上逐一加上糖基
在内质网上,蛋白聚糖先合成核心蛋白的多肽链部分,多肽链合成的同时即以 O-连接或 N-连接的方式在丝氨酸或天冬酰胺残基上进行聚糖加工
聚糖的延长和加工修饰主要是在高尔基体内进行,以单糖的UDP衍生物为供体,在多肽链上逐个加上单糖,而不是先合成二糖单位。每一单糖都有其特异性的糖基转移酶,使聚糖依次延长
聚糖合成后再予以修饰,糖胺的氨基来自谷氨酰妝,皖酸则米自"活性硫酸"或 3'-磷酸腺昔-5'-磷酰硫酸。差向异构酶可将葡糖醛酸转变为艾杜糖醛酸
蛋白聚糖是细胞间基质重要成分
蛋白聚糖最主要功能是构成细胞间基质
各种蛋白聚糖有其特殊功能
聚糖结构中蕴含大量生物信息 P88
聚糖组分是糖蛋白执行功能所必需
各类多糖或聚糖的生物合成并没有类似核酸、蛋白质合成所需模板的指导,而聚糖中的糖基序列或不同糖苷键的形成,主要取决于糖基转移酶的特异性识别糖底物和催化作用
结构多样性的聚糖蕴含生物信息
聚糖空间结构多样性是其携带信息的基础
聚糖空间结构多样性受基因编码的糖基转移酶和糖苷酶调控
糖脂由鞘糖脂、甘油糖脂和类固醇衍生糖脂组成 P86
鞘糖脂是神经酰胺被糖基化的糖苷化合物
脑苷脂是不含唾液酸的中性鞘糖脂
鞘糖脂的疏水部分伸人膜的磷脂双层中,而极性糖基暴露在细胞表面,发挥血型抗原组织或器官特异性抗原、分子与分子相互识别的作用
硫苷脂是指糖基部分被硫酸化的酸性鞘糖脂
神经节苷脂是含唾液酸的酸性鞘糖脂
髓磷脂中含有甘油糖脂
髓磷脂是包绕在神经元轴突外侧的脂质,起到保护和绝缘的作用