第五讲糖生物学-20111209PPT.ppt

三、糖 脂 1 糖脂的分布 糖脂是构成双层脂膜的结构物质，主要分布在细胞膜外侧的单分子层中。 细菌和植物的细胞膜中糖脂含量较多。这类糖脂结构比较复杂，主要为甘油的衍生物。 动物细胞膜所含的糖脂主要是脑苷脂。 半乳糖 脂多糖 2 脂质筏（lipid raft） 脂质筏是质膜中的一些微区，其主要组分是鞘糖脂和胆固醇 在形态学上观察到小窝（caveolae）就是由脂质筏和小窝蛋白构成的。小窝蛋白直接与信号转导相关分子之间存在着相互作用而且与疾病有关 细胞骨架相关蛋白：肌动蛋白，微管蛋白，波纹蛋白等 转录因子：锯齿蛋白(engrailed) 等 其它蛋白质：血小板糖蛋白，磷脂酶D，酪氨酸酶CD45，羧肽酶E等 脂质：神经酰胺，PI(4)P, PI(4, 5)P2 等 脂质筏和疾病 病毒感染：流感，HIV-1，EB病毒， 细菌：大肠杆菌，结核杆菌，幽门螺旋 杆菌，炭疽杆菌等 寄生虫：疟疾，锥虫等 其它疾病：高血压，糖尿病，早老性痴 呆，克-雅氏病等 四 复合糖类中糖链的生物学功能 为机体和细胞提供亲水性 亲水和疏水的平衡和互补，在生命现象和生理过程中具有重要意义。糖链为糖复合物提供了有效的亲水性 为细胞提供保护层 细菌细胞的细胞壁—刚性结构 植物细胞的细胞壁—刚性结构（纤维素，半纤维素和果胶类） 动物细胞的细胞基质—柔性结构（蛋白聚糖，结构糖蛋白，纤维粘连蛋白和层粘连蛋白） 参与肽链的折叠和缔和 参与糖蛋白的转运和分泌 参与分子识别和细胞识别 （一）糖链与抗原性 血液-组织型 ABO血液组织型 路易斯血型 MN血型 抗原决定簇存在于血型糖蛋白(glycophorin)上 一个肽链穿越红细胞质膜的糖蛋白，由131肽 质膜外的N-末端的5 个氨基酸残基呈现多态性，不同的序列分别和M或N血型对应 肽链的N-末端的15个氨基酸残基上携带着9条O-糖链和一条N糖链，其中O-糖链上的唾液酸的存在与否也和抗原性有关 与糖链有关的抗原还有Ii血型抗原，P血型抗原，福斯曼抗原，T和Tn抗原等 ABO血型的抗原决定簇 A型细胞个体在其细胞表面具有A抗原，在血液中有抗B抗体； B型个体具有B抗原，携带抗A抗体； AB型个体同时具有A和B抗原，不携带抗A抗体和抗B抗体； O型个体不具有A和B抗原（但称为H抗原），但携带抗A抗体和抗B抗体。 ABO血型与糖基转移酶 在合成ABO血型有关的抗原决定簇时，糖基转移酶对糖基供体呈现高度的专一性，合成A型抗原决定簇的A酶以UDP-GalNAc为供体，合成B型抗原决定簇的B酶以UDP-Gal为供体，而A酶和B酶利用同样的接受体。 A酶和B酶由等位基因编码，它们cDNA仅4处不同： A酶 B酶 残基（密码子）176 R（cgc） G（ggc） 235 G（ggc） S（agc） 266 K（ctg） M （atg） 268 G（ggg） A（gcg） O型血的个体此等位基因的258位碱基缺失，导致读码框移位，成为无酶活性的表达产物 机体内很多糖链的改变都有可能引发自身免疫疾病，如免疫球蛋白的糖形中某些糖形相对比例的升高，会使之成为抗原决定簇，从而引发自身免疫疾病—类风湿关节炎 有一种特定的糖链结构和动物器官向人体的移植有关 其结构为Galα1-3Gal 这类型结构的糖链仅存在于比猿猴低级的动物中，例如猪和牛体内；比猿猴高级的动物，如人和猩猩等则没有这样的糖链结构，反而存在有抗这样结构二糖的抗体 流行性脑膜炎球菌的表面存在有人类特有的糖链结构，α2-8连接的多聚唾液酸，脑膜炎球菌借助了这种方式逃避宿主免疫系统对它们的攻击 糖蛋白抗原和糖脂抗原与免疫应答 各种病原体，不论它们是细菌，病毒还是原虫，在感染过程中首先是和宿主细胞的黏着，然后才能入侵。它们的黏着是利用病原体表面的糖结合蛋白，靶分子是宿主细胞表面的糖链，而且这种结合呈现高度的种属专一性和组织特异性。它们的糖结合蛋白所结合的糖链，可以是糖蛋白上的糖链，也可以是糖脂上的糖链，甚至是蛋白聚糖上的糖胺聚糖。病原体感染的种属特异性和组织特异性的分子基础是病原体糖结合蛋白的糖结合特异性和宿主组织表面不同糖链结构之间的对应性 （二）糖链与定位和靶向 在糖生物学的发展史上，一个重要的里程碑是在肝脏表面分离鉴定到去唾液酸糖蛋白受体,它专一地和非还原端为半乳糖的糖链和糖复合物、乃至于细胞结合，并将它们从血液循环中清除，摄入到肝脏实质细胞中 在这以后，在其它多种类型的细胞(例如巨噬细胞)表面均发现了一系列能靶向回收不同类型糖链(糖蛋白)的糖结合蛋白 在垂体中合成了多种糖蛋白激素，例如