三、聚糖的一級結構及空間結構 !!氮吹儀聚糖的一級結構是指單糖的排列順序及糖苷鍵的性質。糖苷鍵的性質包括單糖的連接位置, "或 #, !或 ",及吡喃糖和呋喃糖構型等。— $%& ,’(&’%—, —)(* 等非糖基團及蛋白質和脂質的結合位置也 在聚糖的一級結構中給予描述。 !!聚糖的二級結構涉及糖環構象、糖苷鍵旋轉角度及各原子之間的相互作用等。由于糖樣品不易純化, 結構非常復雜,目前對于聚糖較高級的空間結構規律的認識尚不夠清楚。但認識糖一級結構和空間結構 對了解糖的生物功能是非常重要的。 !!聚糖一級結構的測定可選擇質譜(+$)、核磁共振( )+,)和 (-#’等多種儀器分析方法。特異水解 聚糖的糖苷酶(./012345637)是聚糖一級結構測定中常用的工具酶。糖苷酶包括內糖苷酶( 7852./012349 5637)和外糖苷酶(7:2./012345637)。兩種聚糖水解酶作用的位點不同,內糖苷酶將糖鏈從內部特異的切 開,而外糖苷酶則從糖鏈的非還原端特異的水解糖基。圖 &;是應用基質輔助激光離子解吸時間飛行 < 質譜(=6>?4: 63343>75 /637? 5732?@>428 4284A6>428 >4=7 2B B/4.C>,+D#"E F%G < +$)技術,對一個 )連接聚 糖經
不同種外糖苷酶(唾液酸酶、 "半乳糖苷酶、 " !乙酰葡糖胺糖苷酶)逐步水解作用后的熒光標記 產物進行的測序分析。 圖 & ;!寡糖 +D#"E F%G < +$測序分析 !!還有一些其他的生物學方法可用于聚糖的結構分析,如根據對各種 &(或;H ’標記的單糖放射性前體 摻入糖鏈合成的放射性分析,可了解糖鏈結構及合成的特點。化學合成的寡糖、糖抑制劑及糖特異抗體的 應用也有助于特定聚糖結構的分析。凝集素(/71>48)是一類通過分子中的糖識別結構域( 16?I2C05?6>7 ?719 2.84A48. 52=648,’,"),專一識別和結合特定糖基及糖鏈結構的糖蛋白,以多種凝集素為探針的糖微陣列 技術,為同時鑒定糖鏈的多種結構特征提供了更便捷、更有效的方法。有關糖結構分析的網站是了解聚糖 結構信息的重要來源。總之,隨著各種糖分析技術的提高及糖相關研究的深入,對聚糖結構的認識會更加 明確。 第二節 !糖蛋白的結構與功能 !!糖蛋白由糖與蛋白質通過共價鍵連接形成。糖蛋白分子中糖的含量變化很大(;J KLMJ)。糖蛋白 分布廣泛,許多膜蛋白、分泌蛋白及細胞外基質( 7:>?617//N/6? =6>?4:,O’+)中的一些結構蛋白等都是糖蛋 白。糖蛋白以多種方式,如酶、載體、激素、抗體、受體和血型抗原等發揮生物學功能。糖蛋白的糖鏈對整 個分子的性質、結構和功能起重要作用。聚糖不僅作為一種結構分子,而且作為一種信息分子,參與細胞 "!第一篇 +生物分子的結構與功能 間、細胞與細胞外基質間的分子識別和黏附。糖基化( !"#$%"’()%*)是蛋白質重要的加工和修飾步驟,糖 基化的異常可導致多種疾病的發生,如腫瘤、感染和自身免疫病等。 一、糖蛋白的分類與結構 ++根據糖與蛋白質連接的結構性質,糖蛋白分為三類: ,連接糖蛋白、 -連接糖蛋白和 ./0連接(錨 定)糖蛋白,它們的結構和特點如下: ++(一) ,連接糖蛋白 ++糖鏈的 !乙酰葡糖胺與多肽鏈的天冬酰胺的酰胺氮連接,形成 ,糖苷鍵,此種糖鏈為 ,連接糖 鏈,也稱 ,連接聚糖。
連接點的結構為: ."$,1$! , 1&*(圖 2 3+ 4)。多肽鏈中的天冬酰胺殘基并 不都是糖鏈的結合部位,處于 1&* 5 678 9:;8序列子(其中 5是除脯氨酸外的任一氨基酸)中的 1&*才 具有結合能力,序列子也被稱為糖基化位點,可通過蛋白質的序列分析預測。 圖 2 3+糖鏈與多肽鏈連接點的結構 ++,連接糖鏈是糖蛋白糖鏈最主要的類型,已經發現有上百種。 ,連接糖鏈又可分為三種亞型:高甘 露糖型(;)!; <’**%&7 (#=7)、復雜型($%<="7> (#=7)和雜合型(;#?8)@ (#=7)。它們都有一個共同的五糖核 心結構(A’*2 ."$,1$3),但與核心結構相連的外側鏈結構不同(圖 22)。高甘露糖型糖鏈的外側鏈為 3 BC個甘露糖。大多數復雜型的外側鏈可出現 3 BD個糖鏈分支,分支末端常連有唾液酸。根據其形狀、 變調性及可作為識別標志等特點,稱之為糖鏈的天線結構。例如,人血清轉鐵蛋白含有二天線和三天線糖 鏈結構,是反映體內蛋白質糖基化整體水平的一個測定指標。雜合型的糖鏈則兼有以上二者的結構,多見 第三章 "糖復合物"! 圖 ! !" #連接糖鏈結構 于膜蛋白和分泌蛋白。 ""免疫球蛋白 $%&在兩條重鏈 ’(段 )*+的 ,-.+/0位點上各結合一條 #連接糖鏈。糖鏈可有