第04章糖与复合糖孙军

目 录第 四 章糖与复合糖Carbohydrate and Complex Carbohydrates 目 录第一节单糖、二糖与多糖 Monosaccharides, Disaccharides and Polysaccharides目 录糖 即碳水化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。根据其水解产物，糖主要可分为三大类 :单 糖 (monosacchride)寡 糖 (oligosacchride)多 糖 (polysacchride)目 录一、单糖是体内多种代谢途径的参与者一、单糖是体内多种代谢途径的参与者（一）体内单糖可来自于外源摄入和糖复合物分解（二）单糖衍生物是体内多种代谢途径的中间物或产物（三）核苷酸单糖是复合糖合成的原料单糖 是不能被分解成更小分子的糖，如葡萄糖 (glucose) 、果糖 (fructose)和核糖(ribose)等 目 录常见醛糖常见醛糖3C：甘油醛：甘油醛4C：赤藓糖、苏糖：赤藓糖、苏糖5C：核糖、阿拉伯糖、木糖、来苏糖：核糖、阿拉伯糖、木糖、来苏糖6C：阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖：阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖 、甘露糖、左洛糖、甘露糖、左洛糖、艾杜糖、塔罗糖、半乳糖艾杜糖、塔罗糖、半乳糖常见酮糖常见酮糖3C：二羟丙酮：二羟丙酮4C：赤藓酮糖：赤藓酮糖5C：核酮糖、木酮糖：核酮糖、木酮糖6C：阿洛酮糖、果糖、山梨糖、塔格糖：阿洛酮糖、果糖、山梨糖、塔格糖目 录二、二糖是体内最常见的寡糖二、二糖是体内最常见的寡糖由 210个单糖以葡糖苷键连接而成的糖称为 寡糖 常见的二糖有：麦芽糖 (maltose)：葡萄糖 葡萄糖蔗 糖 (sucrose)：葡萄糖 果糖乳 糖 (lactose)：葡萄糖 半乳糖目 录三、多糖是自然界糖类物质的主要存在形式三、多糖是自然界糖类物质的主要存在形式由 10个以上单糖通过糖苷键连接而成的线性或分支聚合物称为 多糖常见的多糖有：淀粉 (starch)糖原 (glycogen)纤维素 (cellulose)淀粉颗粒（一）淀粉是植物细胞多糖的储存形式 -1,4糖苷键 -1,6糖苷键目 录（二）糖原是动物细胞多糖的储存形式（二 ）糖原是动物细胞多糖的储存形式*与支链淀粉相比，糖原的分支程度更高 -1,4糖苷键 -1,6糖苷键目 录目 录第 二 节复合糖 Complex carbohydrates目 录 复合糖主要包括 糖蛋白糖蛋白 (glycoprotein)、 蛋白蛋白聚糖聚糖 (proteoglycan)和 糖脂糖脂 (glycolipid)。 糖蛋白和蛋白聚糖都由共价连接的蛋白质和聚糖两部分组成。 糖脂由聚糖与脂类物质组成。 糖蛋白分子中蛋白质重量百分比大于聚糖；而蛋白聚糖中聚糖所占重量在一半以上。概 述目 录特点：特点：蛋白质含量较多；含糖量变动大；聚糖结构差异显著。一 、各种、各种 糖蛋白的含糖量和聚糖结构差异显著组成糖蛋白的分子中聚糖的单糖的种类葡萄糖 (Glc)半乳糖 (Gal)甘露糖 (Man)N-乙酰半乳糖胺 (GalNAc)N-乙酰葡糖胺 (GlcNAc)岩藻糖 (Fuc)N-乙酰神经氨酸 (NeuAc)连接方式目 录N-连接 ：O-连接 ：糖蛋白糖链的 N-连接型与 O-连接型ON目 录n 糖蛋白糖链的 N-连接型和 O-连接型 连接方式N-连接 ：O-连接 ：目 录不同种属、组织的同一种糖蛋白的 N-连接聚糖的含量和结构可以不同。同一组织中的某种糖蛋白，不同分子的同一糖基化位点的 N-连接聚糖结构也可以不同。这种糖蛋白聚糖结构的不均一性称为 糖形（ glycoform）。 目 录（一） N-连接糖蛋白的糖基化序列段为Asn-X-Ser/Thr定义：聚糖中的 N-乙酰葡糖胺与多肽链中天冬酰胺残基的酰胺氮以共价键连接，形成 N-连接糖蛋白 。糖基化位点：N-连接糖蛋白中 Asn-X-Ser/Thr三个氨基酸残基组成的序列段称为 糖基化位点 。目 录（二） N-连接聚糖结构有高甘露糖型、复杂型和杂合型 高甘露糖型 复杂性 杂合型都有一个 五糖核心五糖核心ManManManGlcNAc GlcNAc Asn目 录（三） N-连接型聚糖合成是以长萜醇作为聚糖载体N-连接聚糖是在内质网上以长萜醇作为聚糖载体，先合成含 14个糖基的聚糖链，然后转移至肽链的糖基化位点上，进一步在内质网和高尔基体进行加工而成。每一步加工都由特异的 糖基转移酶 催化完成，糖基必须活化为 UDP或 UDP的衍生物。长萜醇 -P-P聚糖的合成长萜醇 -P-P聚糖的合成及 3型 N-糖链加工过程 目 录目 录（四） O-连接聚糖合成不需聚糖载体定义：聚糖中的 N-乙酰半乳糖胺与多肽链的丝 /苏氨酸残基的羟基以共价键相连而形成 O-连接糖蛋白。 O-连接聚糖结构：O-连接聚糖有 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，再接上岩藻糖、 N-乙酰葡萄糖胺等单糖。目 录O-连接聚糖合成：O-连接聚糖常由 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。与 N-连接聚糖合成不同， O-连接聚糖合成是在多肽链合成后进行的，而且不需聚糖载体。在 GalNAc转移酶 作用下，将 UDP-GalNAc中的 GalNAc基转移至多肽链的丝氨酸 (或苏氨酸 )的羟基上，形成 O-连接，然后逐个加上糖基，每一种糖基都有其相应的专一性转移酶。整个过程在 内质网 开始，到 高尔基体 内完成。 目 录（五）蛋白质 -N-乙酰氨基葡糖基化是可逆的单糖基修饰蛋白质 -N-乙酰氨基葡糖（ -N-acetylglucosamine， O-GlcNAc）糖基化修饰是在 O-GlcNAc糖基转移酶（ O-GlcNAc transferase, OGT）作用下，将 -N-乙酰氨基葡糖以共价键方式结合于蛋白质的 Ser/Thr残基上。主要存在于细胞质或胞核中。主要发生于膜蛋白和分泌蛋白。目 录定义：定义：由一种或多种糖胺聚糖 (glycosaminoglycan)共价连接于核心蛋白所组成的一类非常复杂的复合糖 。二、蛋白聚糖由糖胺聚糖共价连接于核心蛋白所组成蛋白聚糖的结构：蛋白聚糖的结构：核心蛋白 葡萄糖胺组成糖胺聚糖糖胺糖醛酸半乳糖胺葡萄糖醛酸艾杜糖醛酸目 录硫酸软骨素 (chordroitin sulfate) 硫酸皮肤素 (dermatan sulfate) 硫酸角质素 (keratan sulfate) 透明质酸 (hyaluronic acid) 肝素 (heparin) 硫酸类肝素 (heparan sulfate) 体内重要的糖胺聚糖（ 6种）：（一）糖胺聚糖是含己糖醛酸和己糖胺组成的重复二糖单位目 录重要的糖胺聚糖目 录（二）核心蛋白含有与糖胺聚糖结合的结构域 定义：与糖胺聚糖链共价结合的蛋白质称为 核心蛋白 。* 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胞表面或细胞外基质的大分子中。目 录透明质酸连接蛋白核心蛋白硫酸角质素硫酸软骨素 糖蛋白亚基骨骺软骨蛋白聚