糖蛋白
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糖蛋白(glycoprotein)是分支的寡糖鏈與多肽鏈共價相連所構(gòu)成的復(fù)合糖,主鏈較短,在大多數(shù)情況下,糖的含量小于蛋白質(zhì)。同時,糖蛋白還是一種結(jié)合蛋白質(zhì),糖蛋白是由短的寡糖鏈與蛋白質(zhì)共價相連構(gòu)成的分子。
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簡介
糖蛋白(glycoprotein)是分支的寡糖鏈與多肽鏈共價相連所構(gòu)成的復(fù)合糖,主鏈較短,在大多數(shù)情況下,糖的含量小于蛋白質(zhì)。在糖蛋白中,糖的組成常比較復(fù)雜,有甘露糖、半乳糖、巖藻糖、葡糖胺、半乳糖胺、唾液酸等。寡糖和蛋白質(zhì)有兩種結(jié)合方式:(1)糖的半縮醛羥基和含羥基的氨基酸(絲氨酸、蘇氨酸、羥基賴氨酸等)以O(shè)-糖苷鍵結(jié)合;(2)糖的半縮醛羥基和天冬酰胺的酰胺基以N-糖苷鍵結(jié)合。在自然界中的分布十分廣泛。已研究過的六七十種血漿蛋白質(zhì)中,絕大多數(shù)是糖蛋白。有些酶和激素是糖蛋白。糖蛋白也是細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞間質(zhì)、血漿粘液等的重要組分。從植物中分離的糖蛋白日益增多,特別是凝集素。現(xiàn)在已從脊椎動物和無脊椎動物,甚至許多微生物中分離出多種凝集素,它們的絕大部分都屬于糖蛋白。糖蛋白具有種屬專一性,一種蛋白質(zhì)在某種動物中是以糖蛋白形式存在,在另一種動物中則不同。即使同是糖蛋白,它們的糖組分含量也可能不同,如牛、綿羊和豬的胰核糖核酸酶都是糖蛋白,但糖的含量卻分別為9.4%,9.8%和38%;大鼠的此種酶卻不含糖。
同時,糖蛋白還是一種結(jié)合蛋白質(zhì),糖蛋白是由短的寡糖鏈與蛋白質(zhì)共價相連構(gòu)成的分子。其總體性質(zhì)更接近蛋白質(zhì)。糖與蛋白質(zhì)之間以蛋白質(zhì)為主,其一定部位上以共價鍵與若干短的寡糖鏈相連,這些寡糖鏈常常是具分支的雜糖鏈,不呈現(xiàn)重復(fù)的雙糖系列,一般由2-10個單體(少于15)=組成,未端成員常常是唾液酸或L-巖藻糖。通常每個分子的含糖量較少(約4%)。一些糖蛋白只含一個或幾個糖基,另一些含有多個線性或分支的寡糖側(cè)鏈。糖蛋白通常或分泌到體液中或是膜蛋白,后者定位于細(xì)胞外,并有相應(yīng)功能。糖蛋白包括酶、激素、載體、凝集素、抗體等。組成
β-D-葡萄糖(Glc) α-D-甘露糖(Man) α-D-半乳糖(Gal)α-D-木糖(Xyl) α-D-阿拉伯糖(Ara) α-L-巖藻糖(Fuc) 葡萄糖醛酸(GlcuA) 艾杜糖醛酸(IduA) N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAG) N-乙酰半乳糖胺(GalNAC) N-乙酰神經(jīng)氨酸(NeuNAC) 即唾液酸(Sia)
基本構(gòu)造
β-D-葡萄糖(Glc)、α-D-甘露糖(Man)、α-D-半乳糖(Gal)、α-D-木糖(Xyl)、α-D-阿拉伯糖(Ara)、α-L-巖藻糖(Fuc)、葡萄糖醛酸(GlcuA)、艾杜糖醛酸(IduA)、N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAG)、N-乙酰半乳糖胺(GalNAC)、N-乙酰神經(jīng)氨酸(NeuNAC)即唾液酸(Sia)
糖鏈與蛋白的連接方式
糖蛋白的糖肽連接鍵,簡稱糖肽鍵。糖肽鏈的類型可以概況為:
① N-糖苷鍵型:寡糖鏈(GlcNAC的β-羥基)與Asn的酰胺基、N-未端的a-氨基、Lys或Arg的W-氨基相連
② O-糖苷鍵型:寡糖鏈(GalNAC的α-羥基)與Ser、Thr和羥基賴氨酸、羥脯氨酸的羥基相連。
③ S-糖苷鍵型:以半胱氨酸為連接點的糖肽鍵。
④ 酯糖苷鍵型:以天冬氨酸、谷氨酸的游離羧基為連接點?! ?/p>
糖蛋白中糖鏈的結(jié)構(gòu)
糖蛋白中的糖鏈變化較大,含有豐富的結(jié)構(gòu)信息。寡糖鏈往往是受體、酶類的識別位點。
1、 N-糖苷鍵型(N-連接)
N-糖苷鍵型主要有三類寡糖鏈:
① 高甘露糖型,由GlcNAc和甘露糖組成;
② 復(fù)合型:除了GlcNAc和甘露糖外、還有果糖、半乳糖、唾液酸;
③ 雜合型,包含①和②的特征。五糖核心
2、 O-糖苷鍵型(O-連接)
N-糖太鍵,如β- GlcNAc-Asn和O-糖肽鏈,如α-GalNAc-Thr/Ser, β-Gal-Hyl, β-L-Araf-Hyp,N-連接的寡糖鏈(N-糖鏈)都含有一個共同的結(jié)構(gòu)花式稱核心五糖或三甘露糖基核心,N-糖鏈可分為復(fù)雜型、高甘露糖型和雜合型三類,它們的區(qū)別王要在外周鏈。
O-糖鏈的結(jié)構(gòu)比N-糖鏈簡單,但連接形式比N-糖鏈的多?! ?/p>
種類介紹
玉米噴漿蛋白
玉米蛋白飼料又稱玉米麩,是用玉米加濕后生產(chǎn)淀粉及胚芽后的副產(chǎn)品,再將其中的蛋白質(zhì)、能量高的玉米漿噴上去,使其蛋白質(zhì)、能量、氨基酸含量大大增加,廣泛用于各種飼料的生產(chǎn)中。
兩大特點:1、降低飼料成本;2、顏色好,拌出料色好。另外,此產(chǎn)品適口性好,吸收率高,能量高,15個水分以內(nèi)的玉米的能量為2500卡,而此產(chǎn)品的能量在1700卡左右,而此產(chǎn)品的價格要低于玉米的價格?! ?/p>
糖蛋白1號
糖蛋白1號代替玉米、降低飼料成本。此產(chǎn)品是玉米制糖過程中的附屬產(chǎn)品。含有玉米粉95%,麩糖20%,除糖分外,玉米所含的蛋白質(zhì)等多種營養(yǎng)成分都保存了下來。能量是玉米的1.7倍。
成分與含量:蛋白:24%,脂肪:30%,糖:22%,水分:14%
產(chǎn)品介紹:經(jīng)過二十余家大型飼料廠實驗應(yīng)用表明:在飼料配料中此產(chǎn)品完全可以等量代替玉米,各種營養(yǎng)指標(biāo)都優(yōu)于玉米。糖蛋白適口性好,含糖分高,能量高,吸收利用率好。配豬、雞、牛料、魚料不僅飼養(yǎng)效果明顯而且可大大降低飼料成本。
用法與用量:在全價配合料中按4%—10%等量代替玉米或直接添加效果極好!
糖蛋白2號
糖蛋白也叫糖渣是淀粉廠制糖過程中的附屬產(chǎn)品,是純植物制品,含糖量大適口性好動物喜吃顏色好。蛋白在17個左右脂肪在20個左右,價格大大低于玉米。可替代玉米或直接添加,能穩(wěn)定飼料質(zhì)量降低飼料成本?! ?/p>
糖蛋白3號
糖蛋白3號有蛋白16個,脂肪20個左右。
產(chǎn)品介紹:經(jīng)過二十余家大型飼料廠實驗應(yīng)用表明:在飼料配料中此產(chǎn)品完全可以等量代替玉米,各種營養(yǎng)指標(biāo)都優(yōu)于玉米。糖蛋白適口性好,含糖分高,能量高,吸收利用率好。配豬、雞、牛料、魚料不僅飼養(yǎng)效果明顯而且可大大降低飼料成本。
用法與用量:在全價配合料中按4%—10%等量代替玉米或直接添加效果極好。
糖蛋白的生物學(xué)功能
糖蛋白攜帶某些蛋白質(zhì)代謝去向的信息
糖蛋白寡糖鏈末端的唾液酸殘基,決定著某種蛋白質(zhì)是否在血流中存在或被肝臟除去的信息。
A.脊椎動物血液中的銅藍(lán)蛋白。肝細(xì)胞能降解丟失了唾液酸的銅藍(lán)蛋白,唾液酸的消除可能是體內(nèi)“老”蛋白的標(biāo)記方式之一。
B.紅細(xì)胞。新生的紅細(xì)胞膜上唾液酸的含量遠(yuǎn)高于成熟的紅細(xì)胞膜。用唾液酸酶處理新生的紅細(xì)胞,回注機體,幾小時后全部消失。而末用酶處理的紅細(xì)胞,回注幾天以后,仍能在體內(nèi)正常存活。
寡糖鏈在細(xì)胞識別、信號傳遞中起關(guān)鍵作用
淋巴細(xì)胞正常情況應(yīng)歸巢到脾臟,而切去唾液酸后,結(jié)果竟然歸巢到了肝臟。在原核中表達(dá)的真核基因,無法糖基化。
糖蛋白可以是胞溶性的,也可以是膜結(jié)合型的,可以存在于細(xì)胞內(nèi)在也可存在于細(xì)胞間質(zhì)中。糖蛋白在動植物中較為典型,脊柱動物中糖蛋白尤為豐富,如金屬轉(zhuǎn)運蛋白(轉(zhuǎn)鐵蛋白)、血銅藍(lán)蛋白,凝血因子、補體系統(tǒng)、一些激素,促卵泡素(Follicle-stimulating hormone, FSH,前腦下垂體分泌,促進(jìn)卵子和精子的發(fā)育)、RNase、膜結(jié)合蛋白(如動物細(xì)胞膜的Na+-K+-ATPase)、主要組織相容性抗原(major histocompatibility antigen,細(xì)胞表面上介導(dǎo)供體器官與受體器官交叉匹配的標(biāo)識)。絕大多數(shù)糖蛋白的寡糖是糖蛋白的功能中心。有些糖蛋白的糖對于糖蛋白自身成機體起著保護(hù)作用或潤滑作用,如牛的RNaseB(糖蛋白)對熱的抗性大于RNaseA,大量的唾液酸能增強唾液粘蛋白的粘性從而增強唾液的潤滑性。南極魚抗凍蛋白的糖組分能與水形氫鍵,阻止冰品的形成從而提高了抗凍性。糖蛋白在細(xì)胞間信號傳遞方面著更為復(fù)雜的作用。Hiv的靶細(xì)胞結(jié)合蛋白GP120是一個糖蛋白,能與人類靶細(xì)胞表面的CD4受體結(jié)合從而附著在靶細(xì)胞表面,如果去掉GP120的糖部分則不能與CD4受體結(jié)合從而失去感染能力。細(xì)胞表面的糖蛋白形成細(xì)胞的糖萼(糖衣)、參與細(xì)胞的粘連,這在胚和組織的生長、發(fā)育以及分化中起著關(guān)鍵性作用。
評價
糖蛋白含糖的蛋白質(zhì),由寡糖鏈與肽鏈中的一定氨基酸殘基以糖苷鍵共價連接而成。其主要生物學(xué)功能為細(xì)胞或分子的生物識別,如卵子受精時精子需識別卵子細(xì)胞膜上相應(yīng)的糖蛋白。受體蛋白、腫瘤細(xì)胞表面抗原等亦均屬糖蛋白。 糖蛋白普遍存在于動物、植物及微生物中,種類繁多,功能廣泛??砂创嬖诜绞椒譃槿悾?、可溶性糖蛋白,存在于細(xì)胞內(nèi)液、各種體液及腔道腺體分泌的粘液中。血漿蛋白除白蛋白外皆為糖蛋白??扇苄蕴堑鞍装福ㄈ?a href="/w/%E6%A0%B8%E9%85%B8%E9%85%B6" title="核酸酶">核酸酶類、蛋白酶類、糖苷酶類)、肽類激素(如絨毛膜促性腺激素、促黃體激素、促甲狀腺素、促紅細(xì)胞生成素)、抗體、補體、以及某些生長因子、干擾素、抑素、凝集素及毒素等。2、膜結(jié)合糖蛋白,其肽鏈由疏水肽段及親水肽段組成。疏水肽段可為一至數(shù)個,并通過疏水相互作用嵌入膜脂雙層中。親水肽段暴露于膜外。糖鏈連接在親水肽段并有嚴(yán)格的方向性。在質(zhì)膜表面糖鏈一律朝外;在細(xì)胞內(nèi)膜一般朝腔面。膜結(jié)合糖蛋白包括酶、受體、凝集素及運載蛋白等。此類糖蛋白常參與細(xì)胞識別,并可作為特定細(xì)胞或細(xì)胞在特定階段的表面標(biāo)志或表面抗原。3、結(jié)構(gòu)糖蛋白,為細(xì)胞外基質(zhì)中的不溶性大分子糖蛋白,如膠原及各種非膠原糖蛋白(纖粘連蛋白、層粘連蛋白等)。它們的功能不僅僅是作為細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)成分起支持、連接及緩沖作用,更重要的是參與細(xì)胞的識別、粘著及遷移,并調(diào)控細(xì)胞的增殖及分化。
寡糖鏈通常指由2~10個單糖基借糖苷鍵連成的聚合體。糖蛋白的寡糖鏈多有分枝。由于單糖的端基碳(異頭碳)原子有α、β兩種構(gòu)型,而且單糖分子中存在多個可形成糖苷鍵的羥基,因此,糖鏈結(jié)構(gòu)的多樣性超過多核苷酸及肽鏈。在糖鏈結(jié)構(gòu)中可以貯存足夠的識別信息,從而在分子識別及細(xì)胞識別中起決定性作用。糖蛋白參與的生理功能包括凝血、免疫、分泌、內(nèi)吞、物質(zhì)轉(zhuǎn)運、信息傳遞、神經(jīng)傳導(dǎo)、生長及分化的調(diào)節(jié)、細(xì)胞遷移、細(xì)胞歸巢、創(chuàng)傷修復(fù)及再生等。糖蛋白的糖鏈還參與維持其肽鏈處于有生物活性的天然構(gòu)象及穩(wěn)定肽鏈結(jié)構(gòu),并賦予整個糖蛋白分子以特定的理化性質(zhì)(如潤滑性、粘彈性、抗熱失活、抗蛋白酶水解及抗凍性等)。
糖蛋白與很多疾病如感染、腫瘤、心血管病、肝病、腎病、糖尿病以及某些遺傳性疾病等的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。再者,細(xì)胞表面的糖蛋白及糖脂可“脫落”到周圍環(huán)境或進(jìn)入血循環(huán),它們可以作為異常的標(biāo)志為臨床診斷提供信息;患某些疾病時體液中的糖蛋白亦常有特異性或強或弱的改變,這可有助于診斷或預(yù)后的判斷。糖蛋白還日益介入治療。例如,針對特定細(xì)胞表面特異性糖結(jié)構(gòu)的抗體可作為導(dǎo)向治療藥物的定向載體。利用糖類(單糖、寡糖或糖肽)抗感染及抗腫瘤轉(zhuǎn)移也已嶄露頭角。
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