5-糖链的生物学功能 糖生物技术课件.pdf

糖链的生物学功能 糖链作为信息分子参与细胞生 物几乎所有的生物命过程 特异性的识别、介导与调控作用 •糖链对蛋白质的功能起修饰作用，它 糖蛋白 通过影响蛋白质的整体构象从而影响 由构象决定的所有功能 糖链是血型的决定物质并在神经系统 糖脂 中起作用 主要有维持或抑制细胞生长以及在正常 发育和病理条件下结合、储存及向靶细 蛋白聚糖 胞释放生长因子和参与信号转导等作用 一、糖链影响糖蛋白的构象、转运和活性 （一）、糖链影响蛋白新生链的折叠和聚合 糖蛋白N-糖链参与新生肽链的折叠和聚合，以维持蛋白质正确的 空间构象 1、影响新生肽链的折叠 去糖基化α1-抗胰蛋白酶的圆二色谱发生改变，不能折叠成正确的构象； G寡糖中的Glc残基与肽链的折叠密切相关；在糖蛋白合成过程中， 当G寡糖被修整除去3个Glc残基后，如果肽链尚未折叠或折叠发生错误， 则由葡萄糖基转移酶重新向此糖链加接1个Glc残基。Glc残基会多次加 接和去除，直至糖蛋白折叠完全正确后糖基化才停止。 这不是普遍规律，不少去糖基化的糖蛋白，如胰糖核酸酶B和溶酶 体α-L-岩藻糖苷酶仍能维持正常的折叠和构象。 2、影响亚基的聚合 糖链在亚基聚合中的作用可能是： （1）维持亚基的正确构象 （2 ）亚基间通过糖链相互识别和结合； （3）亚基间存在糖链-糖链间的相互作用； 运铁蛋 一种二聚体的跨膜蛋白，由两个亚基组成，每个亚基含 白受体 有3条N-糖链，其中Asn251 的糖链为三天线复杂型，该 位点若被突变去糖基化后，就不能形成正常的二聚体， 并影响受体的转运和功能。 整合 整合蛋白去N-糖链后不能形成二聚体 蛋白 （二）、糖链影响蛋白的转运和分泌 1、糖链影响糖蛋白的转运和水解 糖蛋白N-糖链对新生肽链的折叠和聚合产生影响，从而影响糖蛋白转运。 若糖蛋白N-糖链肽链的折叠和聚合不正确，糖蛋白的空间构象受到改变 或破坏，因而糖蛋白也不能转运至细胞膜。 Tf受体、Fn受体和IgG在去N-糖链后，其空间构象的改变或亚基不能 聚合，导致糖蛋白堆积于内质网中，不能投送至细胞膜。 血型蛋白基因转染至缺失O-GalNAc糖基化作用的CHO突变细胞可提 供后，则表达的血型糖蛋白不能转运至细胞膜。 糖链的缺失导致蛋白质水解位点暴露，易于被蛋白酶水解； 糖链的存在对糖蛋白可发挥屏障保护作用，增强糖蛋白的稳定性，使得 糖蛋白免遭蛋白酶的水解。 去糖基化的纤连蛋白对组织蛋白酶引起的水解比糖基化的纤连蛋白敏感。 糖链提高糖蛋白水解作用的耐受能力很可能与糖链在糖蛋白的局部位置有关。 N-糖链或O-GalNAc糖链末端的NeuAc对防止蛋白质水解是必需的。 2、糖链影响糖蛋白的分泌 用衣霉素处理HepG2细胞，并分析其8种血浆蛋白的分泌速度，其中 有3种血浆蛋白分泌速率有所降低，其他的5种血浆蛋白分泌速度不受 衣霉素影响。受影响的3种血浆蛋白均含有三天线N-糖链，而其他5种 血浆蛋白只有二天线N-糖链。 免疫球蛋白如缺乏N-糖链则不能分泌到胞外而留在内质网中。 （三）、糖链影响蛋白的生物活性 1、糖链与酶活 糖链与酶活性的关系随酶而异： （1）有些酶除去糖链组分后其活性不受影响：如溶酶体α-L-岩藻糖苷 酶、UDP- 葡萄糖醛酸转移酶、肝脂酶、酵母羧肽酶等； （2 ）有些酶的活力依赖其糖链组分：如溶酶体β- 葡萄糖苷酶除去糖链 后只有免疫在活性而完全失去酶活性；羟甲戊二酰CoA还原酶去糖化后 活力可降低90% 以上； 2、糖链与激素活性 糖蛋白激素主要