糖的半缩醛羟基与非糖物质(醇、酚等)的羟基形成的缩醛结构称为糖苷,形成的化学键为糖苷键
4.6.6.2 糖蛋白糖链的生物学功能
(1)在新生肽链折叠、缔合和分泌中的作用
基因定点突变获得的一些去糖基化糖蛋白不能正常折叠,也不能形成正常的聚合体,基因工程中真核细胞表达的糖蛋白因含有糖链而不发生聚集,可分泌到胞外,原核生物的表达产物不能糖基化而聚集成包含体。
(2) 参与分子识别和细胞识别
分子识别指生物分子的选择性相互作用,通过两个分子各自的结合部位来实现。 存在于细胞膜或细胞核中,能与胞外分子专一结合,经信息传递引起生物学效应的大分子称受体(receptor ),受体多数为糖蛋白,少数为糖脂、蛋白聚糖或核酸。
被受体结合的分子称配体(ligand ),配体可以是小分子,也可以是大分子。在细胞识别中,受体和配体很难区分。
(3)糖链与糖蛋白的生物活性
有些酶是糖蛋白,糖基对酶活性的影响因酶而异。
一些激素如促卵泡激素(FSH )、促黄体激素(LH )、促甲状腺激素(TSH )、红细胞生成素(EPO )等均为糖蛋白,糖基对激素的活性及寿命的影响因激素而异。
N-糖链多达三十多种,N-糖链缺失外链糖基可成为自身抗原,引起类风湿关节炎、红斑狼疮等自身免疫病。
不少血清糖蛋白含有以唾液酸残基为末端的N-糖链糖蛋白,当末端的唾液酸残基被血管壁上的唾液酸酶切除,暴露出半乳糖残基后,可被肝细胞膜上的受体识别,通过胞吞被肝细胞内溶酶体降解。受体由三条跨膜多肽链组成,每条链有一个半乳糖结合位点,配体糖链上有三个半乳糖残基者结合牢固,两个者次之,一个者最弱。末端唾液酸残基被切除的速率与蛋白质本身结构有关,决定着蛋白质的寿命。
糖链结构分析的一般步骤
1. 用分离蛋白质的方法纯化糖蛋白;
2. 用酶法或化学法断裂糖苷键,释放聚糖;
3. 用层析法分离聚糖,常用配有脉冲电流检测器的高效阴离子交换色谱(high performance anion exchange chromatography-pulsed amperometric detector,HPAEC-PAD )或亲和色谱分离寡糖;
4. 用超离心、电泳、高效凝胶渗透层析等方法鉴定聚糖纯度;
5. 用蒸汽压法、渗透压法、端基法、质谱法等方法测定相对分子质量;
6. 用酸或无水甲醇分解聚糖,用色谱法鉴定单糖种类;
7. 用多种方法部分分解聚糖,分别用质谱法等方法测序,推断拼接出聚糖序列。 天然脂肪酸的结构特点
(1)碳原子数多为偶数;
(2)单不饱和脂肪酸的双键多在第9位,第2和第3个双键多在第12和第15位;
(3)双键多为顺式,少数为反式。
(4)脂肪酸盐有亲水部分和疏水部分,可以使脂类形成小滴,分散到水中,可以作为去污剂使用,也可以用于生化实验,分离膜蛋白会使蛋白质变性失活。
) 生物膜的功能
生物膜以不同的形式存在,而且功能也各有差异。细胞膜是包围在细胞外周的一层界膜,具有多种重要的功能。
① 物质传送作用 细胞在生命活动过程中,需依赖细胞膜上专一性的传送载体蛋
白或通道蛋白,实现细胞内外物质的传送。
② 保护作用 细胞膜作为细胞外周界膜,对保护细胞内环境稳定起主要作用。 ③ 信息传递作用 细胞膜上有各种受体,能特异地结合激素等信号分子。例如胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素的受体,一旦这些受体与激素结合,就可将信号跨膜传向细胞内的酶系产生特定的生理效应。
④ 细胞的识别作用 细胞识别是指细胞有识别异己的能力,尤其是生殖细胞和免疫细胞(如吞噬细胞、淋巴细胞)的识别能力更为明显。一般来讲,识别作用是一种发生在细胞表面的现象,其本质是细胞通过细胞膜上特定的膜受体或膜抗原与外来信号物质的特异结合。淋巴细胞依赖细胞膜上特定的抗原受体识别并结合外来抗原,产生相应的抗体引起免疫反应。细胞膜上的特定抗原(如组织相容性抗原)也参与细胞识别。相同个体内的各组织器官都有相同的相容性抗原,因而可以相容。不同个体间相容性抗原不同,因而相互排斥。现在知道,鉴于这些特定的膜受体和膜抗原的化学本质都是糖蛋白或糖脂,因此认为细胞识别的分子基础是糖链结构的特异性。
在高等生物的细胞内膜系统功能已高度分化。
线粒体内膜及叶绿体囊体膜含有许多酶及蛋白质组成的复杂体系,是进行氧化磷酸化及光合磷酸化的主要场所,具有能量转换的功能。
内质网中的糙面内质网膜与蛋白质合成及运输有关;光面内质网则与脂肪、胆固醇代谢、糖原分解、脂溶性毒素的解毒有关。
高尔基体的主要功能是为细胞提供一个内部的运输系统,把内质网合成并转运来的分泌蛋白质进行浓缩加工,通过高尔基液泡或以酶原颗粒形式运出细胞。
核膜作为细胞质与细胞核之间的一个重要界膜,对稳定核的形态和化学成分起着十分重要的作用。
糖的半缩醛羟基与非糖物质(醇、酚等)的羟基形成的缩醛结构称为糖苷,形成的化学键为糖苷键
4.6.6.2 糖蛋白糖链的生物学功能
(1)在新生肽链折叠、缔合和分泌中的作用
基因定点突变获得的一些去糖基化糖蛋白不能正常折叠,也不能形成正常的聚合体,基因工程中真核细胞表达的糖蛋白因含有糖链而不发生聚集,可分泌到胞外,原核生物的表达产物不能糖基化而聚集成包含体。
(2) 参与分子识别和细胞识别
分子识别指生物分子的选择性相互作用,通过两个分子各自的结合部位来实现。 存在于细胞膜或细胞核中,能与胞外分子专一结合,经信息传递引起生物学效应的大分子称受体(receptor ),受体多数为糖蛋白,少数为糖脂、蛋白聚糖或核酸。
被受体结合的分子称配体(ligand ),配体可以是小分子,也可以是大分子。在细胞识别中,受体和配体很难区分。
(3)糖链与糖蛋白的生物活性
有些酶是糖蛋白,糖基对酶活性的影响因酶而异。
一些激素如促卵泡激素(FSH )、促黄体激素(LH )、促甲状腺激素(TSH )、红细胞生成素(EPO )等均为糖蛋白,糖基对激素的活性及寿命的影响因激素而异。
N-糖链多达三十多种,N-糖链缺失外链糖基可成为自身抗原,引起类风湿关节炎、红斑狼疮等自身免疫病。
不少血清糖蛋白含有以唾液酸残基为末端的N-糖链糖蛋白,当末端的唾液酸残基被血管壁上的唾液酸酶切除,暴露出半乳糖残基后,可被肝细胞膜上的受体识别,通过胞吞被肝细胞内溶酶体降解。受体由三条跨膜多肽链组成,每条链有一个半乳糖结合位点,配体糖链上有三个半乳糖残基者结合牢固,两个者次之,一个者最弱。末端唾液酸残基被切除的速率与蛋白质本身结构有关,决定着蛋白质的寿命。
糖链结构分析的一般步骤
1. 用分离蛋白质的方法纯化糖蛋白;
2. 用酶法或化学法断裂糖苷键,释放聚糖;
3. 用层析法分离聚糖,常用配有脉冲电流检测器的高效阴离子交换色谱(high performance anion exchange chromatography-pulsed amperometric detector,HPAEC-PAD )或亲和色谱分离寡糖;
4. 用超离心、电泳、高效凝胶渗透层析等方法鉴定聚糖纯度;
5. 用蒸汽压法、渗透压法、端基法、质谱法等方法测定相对分子质量;
6. 用酸或无水甲醇分解聚糖,用色谱法鉴定单糖种类;
7. 用多种方法部分分解聚糖,分别用质谱法等方法测序,推断拼接出聚糖序列。 天然脂肪酸的结构特点
(1)碳原子数多为偶数;
(2)单不饱和脂肪酸的双键多在第9位,第2和第3个双键多在第12和第15位;
(3)双键多为顺式,少数为反式。
(4)脂肪酸盐有亲水部分和疏水部分,可以使脂类形成小滴,分散到水中,可以作为去污剂使用,也可以用于生化实验,分离膜蛋白会使蛋白质变性失活。
) 生物膜的功能
生物膜以不同的形式存在,而且功能也各有差异。细胞膜是包围在细胞外周的一层界膜,具有多种重要的功能。
① 物质传送作用 细胞在生命活动过程中,需依赖细胞膜上专一性的传送载体蛋
白或通道蛋白,实现细胞内外物质的传送。
② 保护作用 细胞膜作为细胞外周界膜,对保护细胞内环境稳定起主要作用。 ③ 信息传递作用 细胞膜上有各种受体,能特异地结合激素等信号分子。例如胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素的受体,一旦这些受体与激素结合,就可将信号跨膜传向细胞内的酶系产生特定的生理效应。
④ 细胞的识别作用 细胞识别是指细胞有识别异己的能力,尤其是生殖细胞和免疫细胞(如吞噬细胞、淋巴细胞)的识别能力更为明显。一般来讲,识别作用是一种发生在细胞表面的现象,其本质是细胞通过细胞膜上特定的膜受体或膜抗原与外来信号物质的特异结合。淋巴细胞依赖细胞膜上特定的抗原受体识别并结合外来抗原,产生相应的抗体引起免疫反应。细胞膜上的特定抗原(如组织相容性抗原)也参与细胞识别。相同个体内的各组织器官都有相同的相容性抗原,因而可以相容。不同个体间相容性抗原不同,因而相互排斥。现在知道,鉴于这些特定的膜受体和膜抗原的化学本质都是糖蛋白或糖脂,因此认为细胞识别的分子基础是糖链结构的特异性。
在高等生物的细胞内膜系统功能已高度分化。
线粒体内膜及叶绿体囊体膜含有许多酶及蛋白质组成的复杂体系,是进行氧化磷酸化及光合磷酸化的主要场所,具有能量转换的功能。
内质网中的糙面内质网膜与蛋白质合成及运输有关;光面内质网则与脂肪、胆固醇代谢、糖原分解、脂溶性毒素的解毒有关。
高尔基体的主要功能是为细胞提供一个内部的运输系统,把内质网合成并转运来的分泌蛋白质进行浓缩加工,通过高尔基液泡或以酶原颗粒形式运出细胞。
核膜作为细胞质与细胞核之间的一个重要界膜,对稳定核的形态和化学成分起着十分重要的作用。