section糖與糖復(fù)合物

Section2

Carbohydrateandglycoconjugate1.主要的單糖：葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖；核糖、赤蘚糖、甘油醛等一.單糖(monosaccharides)2單糖的重要衍生物2.1糖醇：由單糖的羰基還原而得

甘露醇：降壓、藥物、藥物輔料。

山梨醇：氧化形成葡、果、山梨糖；合成Vc原料。

肌醇：調(diào)節(jié)代謝，可從玉米淀粉或微生物發(fā)酵制取。2.2糖酸：由單糖氧化而得

1）醛糖酸（醛基氧化）：如葡萄糖醛酸為肝臟解毒劑；

2）糖二酸（醛基+伯醇基氧化）

3）糖醛酸（伯醇基—特異性酶催化）

2.3

糖胺（氨基糖）：分子中的一個羥基被氨基取代。

如：D-氨基葡萄糖（幾丁質(zhì)）；

半乳糖胺（軟骨素）

2.4脫氧糖2.5單糖磷酸酯:代謝的重要中間產(chǎn)物2.6糖苷：

指配基為酚類、甾醇或含氮堿等的糖衍生物。

1）多味苦，性質(zhì)穩(wěn)定，不氧化、不變旋、不成脎

2）功能各異，有些可作藥用：

毛地黃苷、強心苷：有強心功能；皂苷：溶血功能；箭毒苷苦杏仁苷二寡糖

（oligosaccharide）1.主要的寡糖：自然界分布的主要是雙糖、三糖

還原糖：有游離半縮醛羥基的寡糖。如：麥芽糖、乳糖。非還原糖：無游離半縮醛羥基的寡糖。如：蔗糖。

2.環(huán)糊精：

由6、7、8個葡萄糖通過

-1、4糖苷鍵首尾連接而成，分別稱為，，環(huán)糊精，也稱環(huán)直鏈淀粉(cycloamylose)，屬于非還原糖。

-環(huán)糊精分子結(jié)構(gòu)三.多糖(polysaccharides)

1.多糖的種類：如按其組成同多糖：由一種單糖縮合而成雜多糖：由不同類型單糖縮合而成如按其分子有無支鏈：支鏈、直鏈多糖如按其功能的不同：結(jié)構(gòu)多糖、儲存多糖、抗原多糖等如按其分布：胞外多糖、胞內(nèi)多糖、胞壁多糖等2.同多糖：2.1淀粉(starch)：天然淀粉含有兩種組分：直鏈淀粉和支鏈淀粉。比例為(20-25%)：(75-80%)NRERE2.1.1直鏈淀粉(amylose)：葡萄糖α（1→4）

二級結(jié)構(gòu)：左手螺旋，6個殘基/圈，螺距=0.8nm,直徑=1.4nm0.8nm1.4nm6個

支鏈淀粉分支點的結(jié)構(gòu)RENRE(1→6)分支點支鏈淀粉分子示意圖2.1.2支鏈淀粉（amylopetin）

高度分支，每25-30單位即有一個分支點，具有多個非還原端，但只有一個還原端.2.2糖原（glycogen）：

結(jié)構(gòu)：同支鏈淀粉，但分支程度更高，分支鏈更短，

平均每8-12單位即發(fā)生一次分支。

2.3纖維素（cellulose）由D-葡萄糖以β（1→4）糖苷鍵連接起來的線形聚合物。纖維素分子以氫鍵構(gòu)成微晶束

片層結(jié)構(gòu)：鏈內(nèi)和鏈間氫鍵

片層之間：氫鍵和范德華力維系糖原淀粉纖維素2.4殼多糖(幾丁質(zhì)、甲殼質(zhì)、chitin)：N-乙酰D-氨基葡萄糖以β（1,4）糖苷鍵縮合而成。真菌、藻類、昆蟲及甲殼類動物的結(jié)構(gòu)組分。結(jié)構(gòu)與纖維素類似。chitin2.5右旋糖酐（葡聚糖，dextran）結(jié)構(gòu)：主鏈：α-1,6糖苷鍵；支鏈：α-1,3或α-1,2、α-1,4糖苷鍵功能：可由微生物發(fā)酵蔗糖獲得，分子量差別很大如：分子量5萬-10萬產(chǎn)品可做代為血漿代用品。利用交聯(lián)劑可獲得立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)葡聚糖，其珠狀凝膠商品名為Sephadex,廣泛用于生化分離。

同多糖結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的比較：—————————————————————————————————同多糖糖苷鍵型分子大小遇碘顯色非還原端數(shù)目（Glc殘基數(shù)）

—————————————————————————————————直鏈淀粉（1→4）600-12000個深藍色1個支鏈淀粉（1→4）和6000–37000個紫色到紫紅色多個（1→6）隔8-9個，

25-30個/分支糖原（1→4）和＞淀粉紅紫色到紅褐色多個（1→6）分支程度更高，分支鏈更短纖維素（1→4）8000-10000個－殼多糖（1→4）N-乙酰-D-葡萄糖胺（NAG，GlcNAc）—————————————————————————————————3.

糖胺聚糖（glycosaminoglycan，GAG)又稱雜多糖、糖胺多糖、氨基多糖、酸性多糖、粘多糖（mucopolysaccharides)等。結(jié)構(gòu):由含己糖醛酸（角質(zhì)素除外）和己糖胺成分的重復(fù)二糖單位構(gòu)成的不分支的長鏈聚合物。通式：[己糖醛酸→己糖胺]n

透明質(zhì)酸(hyaluronicacid，HA)最簡單的糖胺聚糖，不被硫酸化，不與蛋白質(zhì)共價結(jié)合硫酸軟骨素(chondroitinsulfate，CS)硫酸皮膚素(dermatansulfate，DS)硫酸角質(zhì)素(keratansulfate，KS)不含糖醛酸肝素(heparin，Hp)和硫酸類肝素(heparansulfate,HS）3.1透明質(zhì)酸(hyaluronicacid,HA)葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖以β-1,3糖苷鍵連接而成.在皮膚、眼玻璃體、臍帶等組織中，起保護作用。

3.2硫酸軟骨素(chondroitinsulfate，CS)由葡糖醛酸與N-乙酰半乳糖胺硫酸酯組成。是軟骨的主要結(jié)構(gòu)成分，筋腱和結(jié)締組織中也含有。3.3硫酸角質(zhì)素(keratansulfate，KS)

硫酸角質(zhì)素的重復(fù)二糖單位結(jié)構(gòu)如下

3.4肝素（heparin，Hp）由L-艾杜糖醛酸或D-葡萄糖醛酸和NAG-6-硫酸按(13）糖苷健縮合而成。肝中肝素含量最為豐富，因此得名。實際上它廣泛分布于哺乳動物組織中（胃粘膜肺、脾、肌肉和動脈壁肥大細胞），血液中肝素含量低。肝素是動物血液的抗凝劑，臨床上也常用于防止血栓形成。由于糖胺聚糖的親水性強，可保持結(jié)締組織中的水分；糖胺聚糖為多價陰離子化合物，對K+、Na+、Ca2+、Mg2+等有較大的親和力，可調(diào)節(jié)這些離子在組織中的分布；糖胺聚糖主要是透明質(zhì)酸有很大的粘滯性，附在關(guān)節(jié)上具有潤滑和保護作用；糖胺聚糖有促進創(chuàng)傷愈合的作用。3.5糖胺聚糖的生物學(xué)功能

四.結(jié)合糖（glycoconjugates）

糖與非糖物質(zhì)如脂類、蛋白質(zhì)或多肽共價結(jié)合，分別形成糖脂(glycolipids)、糖蛋白(glycoproteins)、蛋白聚糖(proteoglycans)和肽聚糖等總稱為結(jié)合糖、復(fù)合糖（complexcarbohydrates）或糖復(fù)合物（glycoconjugates)。

1.肽聚糖(peptidoglycan)

也稱粘肽（mucopeptide）或胞壁質(zhì)（murein）為細菌多糖，是細菌細胞壁的重要構(gòu)成成分。N-乙酰葡糖胺（NAG）與N-乙酰胞壁酸（NAM）以（14）鏈交替連接每個NAM連著一4肽(雜肽），平行糖鏈間用一個甘氨5肽連接。（NAG）（NAM）甘氨5肽橋2.蛋白聚糖(proteoglycan,PG)

2.1組成：

由一條或多條糖胺聚糖與一個核心蛋白以共價鍵連接而成。除含有糖胺聚糖鏈外還含有一些N-或O-連接的寡糖鏈。蛋白聚糖中的糖含量較高，＞95%2.2蛋白聚糖中糖肽鍵類型(糖胺聚糖與蛋白質(zhì)間連接方式):D-木糖(Xyl)與Ser羥基之間形成的O-糖苷鍵N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)與Thr/Ser之間形成的O-糖苷鍵N-乙酰葡糖胺（GlcNAc）與Asn氨基之間形成的N-糖苷鍵蛋白聚糖聚集體蛋白聚糖聚集體2.3蛋白聚糖的種類：主要功能：

維持胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)共同特點：核心蛋白分子量大；都能與透明質(zhì)酸及凝集素結(jié)合細胞外基質(zhì)中蛋白聚糖2.3.1構(gòu)成細胞間基質(zhì)的大分子蛋白聚糖：代表種類：聚集蛋白聚糖：是軟骨中主要成分，存在于軟骨細胞外基質(zhì)；分子量高達2500kDa，含100條硫酸軟骨素和約20條硫酸角質(zhì)素糖胺聚糖；糖胺聚糖是多陰離子化合物，能結(jié)合K+、Na+、Ca2+、Mg2+，吸收水分，糖的-OH也是親水的，所以基質(zhì)內(nèi)的蛋白聚糖可結(jié)合水形成高粘性的水合凝膠，具有抗壓和彈性；影響胚胎成纖維細胞附著于纖連蛋白（fibronectin）、層粘蛋白（laminin）和膠原蛋白（collagen），因而影響組織發(fā)育；其中的硫酸軟骨素參與調(diào)節(jié)發(fā)育中的外周神經(jīng)系統(tǒng)，可能對神經(jīng)突觸的生長有定向作用。多功能蛋白聚糖：

核心蛋白分子量大，但只含有約30條硫酸類肝素糖胺聚糖鏈，持水能力減小；與細胞基質(zhì)HA結(jié)合；表達受許多生長因子的調(diào)節(jié)。在HA豐富的腫瘤組織中，多功能蛋白聚糖常常過量沉淀。神經(jīng)蛋白聚糖（newrocan）：神經(jīng)組織特異蛋白聚糖，只含3條糖鏈，糖胺聚糖為硫酸類肝素只存在于出生前和新生動物的腦組織中?？梢愿哂H和性與神經(jīng)細胞黏附分子結(jié)合，進而抑制黏附反應(yīng)和阻止神經(jīng)細胞突觸生長。2.3.2細胞外小分子蛋白聚糖：細胞外基質(zhì)中存在一些小分量蛋白聚糖，共同特點是富含Leu的模塊；含有小的同源核心蛋白和1-2條糖胺聚糖鏈。代表類型：

飾膠蛋白聚糖（decorin)：也稱核心蛋白聚糖，含一條50個糖基組成的糖胺聚糖鏈，能修飾膠原原纖維，

Mr=36kDa

雙鏈蛋白聚糖（byglycan）：一般含有鏈條糖鏈，為硫酸軟骨素和硫酸皮膚素（dermatansulfate，DS），是細胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)蛋白聚糖

纖調(diào)蛋白聚糖（fibromodulin）2.3.3與細胞膜結(jié)合的蛋白聚糖：共同特點：

一般為硫酸類肝素蛋白聚糖，與膜的結(jié)合方式有三種：一是核心蛋白疏水部分直接插入脂雙層；二是核心蛋白通過GPI脂錨鉤錨定在膜上；三是通過HS與質(zhì)膜結(jié)合蛋白之間進行特異或非特異性相互作用。整連蛋白蛋白聚糖纖連蛋白代表類型：

粘結(jié)蛋白聚糖：通常含有1-6條糖鏈；糖胺聚糖類型為硫酸類肝素和硫酸如骨素（HS/CS）；與生長因子結(jié)合。粘結(jié)蛋白聚糖（syndecan,連接素）

分布：主要存在于動物血管上皮細胞的基（底）膜中基（底）膜（basementmembrane)：

為特殊的胞外基質(zhì)，呈薄片狀結(jié)構(gòu)，位于上皮細胞或內(nèi)皮細胞的基底面和深層結(jié)締組織之間。構(gòu)成基底膜的生物大分子很多，主要有IV型膠原蛋白、層粘連蛋白（laminin)、巢蛋白（nidogen)、蛋白聚糖。

2.3.4與基底膜結(jié)合的蛋白聚糖：代表類型：基底膜蛋白聚糖：也稱串珠聚糖蛋白（perlecan）；含有3條糖鏈，聚糖為硫酸類肝素和硫酸軟骨素（HS/CS）；與基底膜中的膠原和層粘連蛋白作用，構(gòu)成基膜的基本結(jié)構(gòu)；因其帶負電荷，使基膜具有電荷選擇性超濾功能；介導(dǎo)細胞間的黏附，參與細胞之間的相互作用；調(diào)解細胞分化和形態(tài)建成；控制腫瘤的發(fā)展。

基底膜(串珠)蛋白聚糖結(jié)構(gòu)乙酰膽堿受體聚集因子（argin)：近年發(fā)現(xiàn)的，含有3條糖鏈的硫酸類肝素類蛋白聚糖；主要存在于腦組織當中；誘導(dǎo)乙酰膽堿釋放，并引導(dǎo)乙酰膽堿受體在神經(jīng)肌肉接頭處聚集；和基底膜蛋白聚糖相似，也在胚胎發(fā)育中起調(diào)控作用，尤其在血腦屏障形成時，在腦微血管基底膜處聚集，從而維持微血管的非通透性。Bamcan：是與基底膜結(jié)合蛋白中分子較小的；核心蛋白與前兩者不同，3條糖鏈，且聚糖為硫酸軟骨素；功能了解不多，可能在胚胎期調(diào)節(jié)細胞分化，對組織的形態(tài)建成起制約作用。3.3.6“兼職”蛋白聚糖（part-time）：運鐵蛋白受體、歸巢淋巴細胞蛋白受體、II類組織容抗原、IV型膠原蛋白2.3.5細胞內(nèi)蛋白聚糖：絲苷蛋白聚糖（serglycin)：是目前發(fā)現(xiàn)的唯一類型，存在于肥大細胞和造血細胞的儲藏顆粒中；核心蛋白小，只有100個氨基酸左右，近似球形；6條聚糖鏈伸展在外；不同來源的絲苷蛋白分子量差異較大。主要功能是與帶正電荷的蛋白酶、羧基肽酶、組織胺等相互作用，參與這些活性分子的儲存和釋放。2.4蛋白聚糖復(fù)合物的結(jié)構(gòu)與功能在生物進化上是一種古老的而復(fù)雜的生物大分子構(gòu)成細胞間基質(zhì)借助糖胺聚糖的持水能力，維持結(jié)締組織彈性如篩子般起保護作用，容許小分子化合物自由擴散，阻止細菌通過；細胞膜表面的一些蛋白聚糖，與細胞間相互識別、生長有關(guān)。3.糖蛋白種類多：包括許多酶、大分子蛋白質(zhì)激素、血漿蛋白、全部抗體、補體因子、血型物質(zhì)和粘液組分以及許多膜蛋白。功能多：潤滑作用、保護作用、肽鏈加工、運輸作用、分子識別、臨床鑒定。含糖量：1~80%糖鏈一般不超過15個單糖單位目前發(fā)現(xiàn)，只有11種單糖出現(xiàn)在糖蛋白中：Gal，Glc，Man，L-Fuc，GalN，GlcN，Xyl，L-Ara，唾液酸（sialicacid，SA），GalNAc，GlcNAc3.1糖肽鍵類型1)N-糖肽鍵：β-N-乙酰GlcNAc異頭碳與Asn的γ-酰胺N-原子共價連接而成的N-糖苷鍵。Asn多處于Asn-X-Thr/Ser序列中（X除Pro外）；細菌中還存在GalNAc-Asn；Glc-Asn連接形式。2)O-糖肽鍵：單糖異頭碳與羥基氨基酸的羥基O原子共價結(jié)合而成的O-糖苷鍵。包括：

Ser/Thr與GalNAc-、GlcNAc-、Gal-、Man-、Xyl-、Ara等共價形成：Hyl與半乳糖共價形成：β-Gal-HylHyp與β-Ara-Hyp，β-Gal-Hyp共價形成3）不常見糖肽鍵類型：

與半胱氨酸（Cys）連接的糖肽鍵（Gal-Cys,Glc-Cys）與天冬氨酸（Asp）側(cè)鏈羧基形成糖肽鍵(酯糖苷鍵)3.2糖鏈的結(jié)構(gòu)：1)N-糖鏈（N-聚糖）：10-15糖單位，共同的結(jié)構(gòu)花式：核心五糖（三甘露糖基核心）高甘露糖型復(fù)雜型雜合型(complextype)除三甘露糖基核心外，不含其他甘露糖殘基(high-mannosetype)共同核心：帶有兩個分支的七糖結(jié)構(gòu)除核心五糖外，只含-甘露糖殘基(hybridtype)兼有復(fù)雜型和高甘露糖型的結(jié)構(gòu)元件2)O-糖鏈（O-聚糖）：糖鏈結(jié)構(gòu)簡單，

連接形式多樣3.3糖蛋白中糖鏈的生物學(xué)作用糖鏈可穩(wěn)固多肽鏈的結(jié)構(gòu)：可通過限制蛋白的構(gòu)象自由度起結(jié)構(gòu)性作用。糖鏈參與糖蛋白肽鏈的折疊和締合：不少N-連接聚糖參與新生肽鏈的折疊并維持蛋白正確折疊；若去除某些糖基化位點可造成二硫鍵錯配。糖鏈影響糖蛋白的分泌和半壽期：去除聚糖的糖蛋白，易受蛋白酶水解。糖鏈參與廣泛的分子識別作用和細胞識別，如血漿中老蛋白的清除、精卵識別、細胞黏著等；糖鏈與糖蛋白的生物活性有關(guān)：如影響酶、糖蛋白類激素、IgG等特殊蛋白的活性。

4.糖脂類脂類與糖的縮合物。4.1功能：主要在細胞膜表面，是細胞識別的分子基礎(chǔ)。4.2種類：鞘脂類（腦苷脂、神經(jīng)節(jié)苷脂）、脂多糖等一個脂肪酸分子與上述一種堿（胺）的C2-氨基形成N-脂酰鞘氨醇（神經(jīng)酰胺，ceramide，Cer）。4.2.1鞘糖脂類（glycosphingolipids）：

中性鞘糖脂：神經(jīng)酰胺+一個或多個中性糖如:腦苷脂(cerebrosides)：(Galβ1→1Cer)(Glcβ1→1Cer)