1、1,臨床生化,第一章 自由基與NO生物學(xué),第一節(jié) 自由基 第二節(jié) NO的生物化學(xué),2,第一章 自由基與NO生物學(xué),一、概念,1、定義：自由基是指帶有未配對電子的 原子、基團(tuán)、分子等， 可以獨(dú)立存在。 (O2+eO2 小圓點(diǎn)代表未成對電子) 特點(diǎn)： 化學(xué)性質(zhì)特別活潑，容易和別的化學(xué)物質(zhì) 發(fā)生化學(xué)反應(yīng).,第一節(jié) 自由基(free radical),O2,HO,3,4,每個(gè)人的身體內(nèi)都免不了會(huì)產(chǎn)生自由基，因?yàn)槿梭w要新陳代謝，就需要由氧化反應(yīng)產(chǎn)生的能量，這些氧化反應(yīng)就是自由基的重要來源。 人類在極端不良情緒下，如憤怒、緊張、恐懼等，也會(huì)產(chǎn)生自由基。另外，一些外來因素，如紫外線、X射線、電磁波、致癌物質(zhì)

2、、酒精、一些藥物和污染物質(zhì)等，也會(huì)導(dǎo)致自由基的產(chǎn)生。,自由基的客觀存在,5,許多疾病可稱之為“自由基”疾病,其中包括我們常見的動(dòng)脈硬化、中風(fēng)、心臟病、白內(nèi)障、糖尿病、癌癥等。,“自由基”疾病:,6,7,自由基導(dǎo)致衰老的加速，衰老又使得人體在“消滅”自由基方面的功能減弱，自由基和衰老使得人體的健康陷入了一個(gè)惡性循環(huán)。,自由基導(dǎo)致衰老的加速,8,2、產(chǎn)生: (A:B A: +B+) 均裂法： A:B A +B H2O H + OH 電子俘獲法：,異 裂,均 裂,均 裂,電磁輻射, 熱能,如:線粒體呼吸鏈傳遞的氧化還原反應(yīng)中可產(chǎn)生,例：Q QH QH2,H+e,H+e,O2,O2,O2,O2,e,9

3、,而氧是最容易得到電子的元素。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)損害人體健康的自由基幾乎都與那些活性較強(qiáng)的含氧物質(zhì)有關(guān)-如活性氧。,10,二、活性氧的概念,活性氧 指氧的某些代謝物以及一些反應(yīng)產(chǎn)生含氧產(chǎn)物， 其特點(diǎn)是含氧，而且化學(xué)性質(zhì)比基態(tài)氧活潑。,超氧陰離子 O2 氫 過 氧 基 HO2 過 氧 化 氫 H2O2 羥 自 由 基 HO 脂 過 氧 基 ROO,11,活性氧的產(chǎn)生,抗氧化系統(tǒng),線粒體中 嘌呤分解代謝 Cyt P450自氧化 中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞 輻射作用,一級抗氧化防御系統(tǒng) -過氧化氫酶 -超氧化物歧化酶(SOD) -谷胱甘肽系統(tǒng)(GSH) -抗氧化劑(Vc),二級氧化防御系統(tǒng) -DNA修復(fù) -蛋白

4、修復(fù)和降解 -解毒系統(tǒng) -膜修復(fù) -再生系統(tǒng),-脂質(zhì)過氧化 -DNA損傷 -蛋白質(zhì)氧化,細(xì)胞損傷和死亡,細(xì)胞的活性氧的產(chǎn)生和抗氧化系統(tǒng),O2,HO,12,三、活性氧在機(jī)體內(nèi)的生成及化學(xué)反應(yīng),（一）O2 (超氧陰離子)生成與化學(xué)反應(yīng),1、生成,13,兩條主要的呼吸鏈,NADH氧化呼吸鏈,琥珀酸氧化呼吸鏈,Cu,14,1) 線粒體呼吸鏈傳遞的氧化還原反應(yīng)中可產(chǎn)生,例：Q QH QH2 FMN（FAD） FMN（FAD）,H+e,H+e,O2,O2,+e,O2,O2,O2,O2,(當(dāng)電子傳遞體數(shù)量不足或受抑制時(shí)易產(chǎn)生O2),e,15,2)組織炎癥區(qū) 中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞的磷酸戊糖通路 旺盛產(chǎn)生NAD

5、PH+H+增加,NADPH+H+O2 NADP+ +2H+2O2,NADPH氧化酶,3)缺血缺氧時(shí)，黃嘌呤氧化酶催化反應(yīng)中產(chǎn)生,次黃嘌呤+2O2+H2O 黃嘌呤+2O2 +2H+,黃嘌呤氧化酶,+ 2O2 + H2O 尿 酸+2O2 +2H+,黃嘌呤氧化酶,4)藥物、毒物在生物轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生，如阿霉素等,16,岐化反應(yīng) O2 + O2 + 2H+ H2O2+ O2 Haber-weiss反應(yīng) H2O2 O2 + HO + OH- 質(zhì)子化反應(yīng) O2 + H+ HO2 (氫過氧基),O2 (過度金 屬)Fe2+,2、O2參與的化學(xué)反應(yīng) (水溶液中),17,1、生成 通過Haber-weiss反應(yīng)產(chǎn)

6、生 OH H2O的電離輻射: 均 裂 H2O H2O+ H + OH H2O H + OH,（二）OH生成與化學(xué)反應(yīng),x、射線,2、參與化學(xué)反應(yīng)類型: 氫抽提反應(yīng)、加成反應(yīng)、 電子轉(zhuǎn)移反應(yīng) OH對生物大分子損傷最明顯，例如可使核酸分子中 相鄰兩個(gè)TT,失去模板作用，OH可引發(fā)膜脂質(zhì)過氧化。,18,LH L + H2 O L LOO 脂過氧基 LOO + LH LOOH + L LO + LOO + H2O,脂質(zhì)過氧化物生成:膜磷脂的多不飽和脂肪酸中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),脂質(zhì)過氧化作用是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。氧自由基反應(yīng)呈鏈?zhǔn)奖l(fā)。,OH,O2,OH是脂質(zhì)過氧化作 用的主要引發(fā)劑,脂自由基,脂質(zhì)過氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。,（脂

7、質(zhì)過氧化物）,19,膜: 多不飽和脂肪酸中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),20,四. 活性氧對機(jī)體的傷害,蛋白 (功能降低:H2O2使 CuZnSOD中的Cu2+-Cu1+, 肽鍵斷,蛋白交鏈, 羥化, 降解等) DNA 損傷: 環(huán)的破裂, 核苷酸鏈的斷裂 脂類(脂質(zhì)過氧化作用): 老年色素的形成,21,自由基人類一些疾病與衰老的根源,攻擊正在復(fù)制中的基因，誘發(fā)癌癥發(fā)生,激活人體免疫系統(tǒng)，使人體表現(xiàn)出過敏反應(yīng),作用于酶系統(tǒng)，使皮膚失去彈性脆性增加導(dǎo)致靜脈曲張水腫,侵蝕腦細(xì)胞，使人得早老性癡呆的疾病,氧化血液中的脂蛋白, 造成膽固醇向血管壁的沉積，引 起心臟病和中風(fēng),引起關(guān)節(jié)膜及關(guān)節(jié)滑液的降解，從而導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎,侵蝕

8、眼睛晶狀體組織引起白內(nèi)障；,侵蝕胰臟細(xì)胞引起糖尿病,.,22,大量研究已經(jīng)證實(shí)，人體內(nèi)本身就具有清除多余自由基的能力，這主要是靠內(nèi)源性自由基清除系統(tǒng)，它包括 超氧化物歧化酶（SOD）. 過氧化氫酶(CAT). 谷胱甘肽過氧化物酶. 維生素C、維生素E、還原型谷胱甘肽(GSH) -胡蘿卜素和硒.,酶,抗氧化劑,23,在自然界中，可以作用于自由基的抗氧化劑范圍很廣，種類極多。我國一些特有的食物(綠茶等)和藥用植物(丹參酮)中，含有大量的酚類物質(zhì).,24,如何降低自由基對人體的危害,利用內(nèi)源性自由基清除系統(tǒng),發(fā)掘外源性抗氧化劑自由基清除劑,非酶抗氧化劑,抗氧化酶,(食物, 藥用植物),25,活性氧的

9、產(chǎn)生,抗氧化系統(tǒng),線粒體中 嘌呤分解代謝 Cyt P450自氧化 中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞 輻射作用,一級抗氧化防御系統(tǒng) -過氧化氫酶 -超氧化物歧化酶(SOD) -谷胱甘肽系統(tǒng)(GSH) -抗氧化劑(Vc),二級氧化防御系統(tǒng) -DNA修復(fù) -蛋白修復(fù)和降解 -解毒系統(tǒng) -膜修復(fù) -再生系統(tǒng),-脂質(zhì)過氧化 -DNA損傷 -蛋白質(zhì)氧化,細(xì)胞損傷和死亡,O2,HO,26,六、 機(jī)體抗氧化防衛(wèi)系統(tǒng),（一） 抗氧化酶,1、超氧化物岐化酶（SOD）,O2 + O2 + 2H+ O2 + H2 O2 Cu-ZnSOD 胞漿 MnSOD 線粒體,SOD,SOD,2、過氧化氫酶（CAT）,2H2O2 O2 + H

10、2O,CAT,FeSOD,27,ROOH 2GSH NADP+ （H2O2） ROH GSSG NADPH + H+ 磷酸戊糖途徑 （H2O）,3、 過氧化物酶 （主要是含Se的谷胱甘肽過氧化酶 GSH-PX）,GSH-PX,（二）非酶抗氧化劑 VE、VC、GSH, 雌激素,中草藥中某些成分如 丹參酮、黃酮、人參皂甙等,過氧化物,28,自由基產(chǎn)生,抗氧化系統(tǒng),一級抗氧化防御系統(tǒng) -過氧化氫酶 -超氧化物歧化酶(SOD) -谷胱甘肽系統(tǒng)(GSH) -抗氧化劑(Vc),Free radicals,-脂質(zhì)過氧化 -DNA損傷 -蛋白質(zhì)氧化,細(xì)胞損傷和死亡,生理作用,自由基的穩(wěn)衡性:,29,七. 自由

11、基的有益作用,1、自由基與重要生物活性物質(zhì)合成的關(guān)系,2、自由基的解毒作用,3、自由基與機(jī)體免疫系統(tǒng)的關(guān)系,30,凝血酶原的合成與氧自由基的關(guān)系 O2CO2 “活性碳” 羧化酶 “活性碳”在羧化作用中起羧化劑的作用,1、自由基與重要生物活性物質(zhì)合成的關(guān)系,返回節(jié),凝血酶原前體羧化,31,2、自由基的解毒作用,返回節(jié),外來物質(zhì)：藥物、毒物，如各種麻醉 劑、殺蟲劑、烷烴系列石油產(chǎn)品、致癌 物質(zhì)、各種藥品、脂肪酸等,32,返回節(jié),細(xì)胞色素P450通過羥化作用的解毒機(jī)制 T：毒物、藥物等,33,吞噬細(xì)胞殺死侵入機(jī)體的有害微生物的最重要機(jī)理是能產(chǎn)生有毒的各種活性氧 呼吸爆發(fā)： 當(dāng)吞噬白細(xì)胞進(jìn)行吞噬作用時(shí)

12、，常與氧化代謝突然增長聯(lián)系在一起 羥自由基的作用:白細(xì)胞中超氧陰離子與H2O2 產(chǎn)生 HO導(dǎo)致丙二醛產(chǎn)生(強(qiáng)力殺菌),3、自由基與機(jī)體免疫系統(tǒng)的關(guān)系,返回節(jié),34,第二節(jié) NO的生物化學(xué),1980 紐約州立大學(xué) Furchgott 發(fā)現(xiàn)在生物體中的作用, 90年代發(fā)現(xiàn)在多種生理, 病理中起作用.,35,36,一、NO的生物合成,1、反應(yīng),NOS（NO Synthase） 一氧化氮合酶（不需要ATP） 一氧化氮合成酶（需利用ATP）,+O2+NADPH+H+,+NO+NADP+2H2O,NOS Ca2+、BH4等,37,NOS結(jié)構(gòu),含血紅素,38,I型 神經(jīng)元型(neuronal NOS, nN

13、OS）: 神經(jīng)系統(tǒng)中有廣泛的分布 III型 內(nèi)皮型(endothelial NOS, eNOS）: 首次在血管內(nèi)皮細(xì)胞中發(fā)現(xiàn) II型 誘導(dǎo)型(inducible NOS, iNOS）: 血管內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)元等 I、III型合稱原生型NOS或結(jié)構(gòu)型NOS (活性受Ca2+/CaM調(diào)節(jié)，為Ca2+依賴性)。,2、 NOS分型與生化特性,iNOS: 在病理狀態(tài)下被誘導(dǎo),(非Ca2+依賴性),39,二、NOS的分布,1、nNOS 在神經(jīng)系統(tǒng)中有廣泛的分布。 用免疫組化技術(shù)發(fā)現(xiàn)： 大鼠大腦皮質(zhì)、海馬、紋狀體中1%2%神經(jīng)元含 nNOS 用原位雜交技術(shù)發(fā)現(xiàn)： nNOS mRNA在小腦中含量最高，其次是嗅球

14、、海馬、 大腦皮質(zhì)等,40,2、eNOS 1991年首次在血管內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，以后在其它種 類細(xì)胞發(fā)現(xiàn)如腎小管上皮細(xì)胞、大鼠海馬錐體細(xì)胞 3、iNOS 1991年首次在鼠巨噬細(xì)胞中分離到,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)多 種 細(xì)胞可表達(dá)iNOS,如心肌細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)元等。 (病理狀態(tài): 細(xì)胞因子、細(xì)菌、創(chuàng)傷等多種刺激誘導(dǎo)iNOS表達(dá))。,41,nNOS 具高度保守性，從大鼠和人腦中分離的nNOS的 氨基酸序列有93%相同 iNOS 在同一種類不同細(xì)胞中序列基本相同（99.7%） 但不同種屬間保守性不及nNOS、eNOS 目前認(rèn)為至少有3種基因編碼NOS家族，三者之間有50%同源性。每種NOS種族之間同源性大

15、約為8094%。,三、 NOS的基因表達(dá),42,NOS基因表達(dá)受多種因子影響： nNOS 和eNOS : 基態(tài)時(shí)有表達(dá). 多種神經(jīng)損傷因素也可上調(diào)nNOS表達(dá). 血液流動(dòng)上調(diào)eNOS表達(dá). iNOS: 在靜息細(xì)胞中無表達(dá). 病理狀態(tài): 細(xì)胞因子、細(xì)菌、創(chuàng)傷等多種刺激可誘導(dǎo)iNOS表達(dá)。,43,44,45,NO作用,46,NO如何起作用?,47,四、NO的胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo),GTP cGMP+PPi cGPK平滑肌松弛(平滑肌細(xì)胞),NO ,（+）,1、NO/cGMP途徑: cGMP之后的信號, 不同細(xì)胞中不同.,鳥苷酸環(huán)化酶（sGC）,控制離子通道, 抑制平滑肌 Ca+ 內(nèi)流,(cGMP依賴蛋白激酶

16、),48,49,2、激活環(huán)氧化酶(COX),環(huán)氧化酶,前列腺素 前列環(huán)素,花生四烯酸 血栓素,NO直接結(jié)合, （+）,50,3、激活PKC 在肝細(xì)胞中有此反應(yīng)，而巨噬細(xì)胞中則相反，抑制PKC. 因細(xì)胞種類不同而異.,PKC對代謝的調(diào)節(jié)作用:,使底物靶蛋白的絲氨酸和（或） 蘇氨 酸殘基磷酸化，改變蛋白質(zhì)功能,PKC對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)作用: 轉(zhuǎn)錄因子和翻譯因子 磷酸化,51,4、對轉(zhuǎn)錄因子影響 可刺激立早基因(轉(zhuǎn)錄因子)表達(dá)(NO/cGMP途徑),IB,NF-B,NF-B 無活性復(fù)合物,NF-B,IB,P,活性NF-B,移入細(xì)胞核,激活基因轉(zhuǎn)錄:促炎癥因子IL-6表達(dá)等,抑制核因子B激活（NF-B）

17、,52,1、作用于-SH 使含-SH酶及蛋白質(zhì)失活 2、作用于金屬離子 抑制FeS，干擾呼吸鏈 抑制順烏頭酸酶 (含F(xiàn)eS). DNA結(jié)合蛋白中含“鋅指”結(jié)構(gòu)，其中Cys(含SH)與Zn結(jié)合， NO可破壞此結(jié)構(gòu)，影響DNA結(jié)合蛋白與DNA結(jié)合。 3、使SOD的酪氨酸硝基化 主要原因是NO與O2反應(yīng)生成ONOO- （過氧化亞硝基陰離子）,使 SOD 酪氨酸硝基化. 4、損傷DNA: 且損傷DNA ,導(dǎo)致細(xì)胞死亡. 。,五、NO的細(xì)胞毒性作用,(病理狀態(tài)誘導(dǎo)的NOS（iNOS)合成的NO主要發(fā)揮細(xì)胞毒作用),53,第二章 糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂,第一節(jié) 糖蛋白 第二節(jié) 蛋白聚糖,第三節(jié) 糖脂 第四

18、節(jié) 細(xì)胞外基質(zhì),54,蛋白 脂,糖,糖蛋白 蛋白聚糖,糖脂,糖蛋白(糖50%) 糖 脂,55,第一節(jié) 糖蛋白,一、結(jié)構(gòu),短鏈寡糖 糖蛋白,56,糖苷鍵,乙酰葡萄糖胺,乙酰半乳糖胺,天冬酰胺,絲/蘇氨酸,N-連接糖蛋白,O-連接糖蛋白,57,組成寡糖鏈的單糖及其衍生物主要有7種： 葡萄糖（Glc） 半乳糖（Gal） 甘露糖（Man） 巖藻糖（Fuc） N-乙酰葡萄糖胺（GlcNAc） N-乙酰半乳糖胺（GalNAc） N-乙酰神經(jīng)氨酸（NeuAc，唾液酸的一種）,58,寡糖鏈有不同糖苷鍵形式, 形成不同分支如1-2，1-3 1-2，1-3，組成糖鏈的糖基種類、數(shù)目、排列順序不同，組成多種多樣的寡

19、糖鏈。寡糖鏈豐富的結(jié)構(gòu)變化蘊(yùn)藏著豐富的信息。,寡糖鏈:,59,60,“糖肽鍵”：即指糖基第1個(gè)碳原子上的羥基與多肽鏈氨基酸殘基上的酰胺基或羥基之間脫水形成的糖苷鍵。（見后圖）,N-糖苷鍵: 由多肽鏈的天冬酰胺的酰胺氮 與N-乙酰葡萄糖胺羥基相連,糖肽鍵,O-糖苷鍵: 由多肽鏈的絲/蘇氨酸的羥基 與N-乙酰半乳糖胺羥基相連,61,糖苷鍵,天冬酰胺,絲氨酸,N-乙酰葡萄糖胺（GlcNAc）,N-乙酰半乳糖胺（ GalNAc ）,N-連接糖蛋白,O-連接糖蛋白,62,（一）N-連接糖蛋白,1、糖基化位點(diǎn) AsnXSer/Thr （X為脯氨酸以外的任何氨基酸） 2、N-連接寡糖鏈的結(jié)構(gòu),共性：五糖核心

20、（見后圖）,按與五糖核心連入糖基不同,63,高甘露型,復(fù)雜型,雜合型,2-9 Man,兼兩者,64,3、N-連接寡糖鏈的生物合成糖鏈與肽鍵合成同時(shí)進(jìn)行,第一階段 寡糖脂質(zhì)中間體的合成與轉(zhuǎn)移（見后圖） 在內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 以長萜醇（多聚-順-異戊烯醇dolichol,dol）作為糖鏈載體，以UDP或GDP糖衍生物為糖基供體，由特異性糖基轉(zhuǎn)移酶催化，直至形成G寡糖（一種14個(gè)糖基的寡糖），構(gòu)成長萜醇焦磷酸寡糖, 即: 寡糖脂質(zhì)中間體。 G寡糖轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔與新生多肽中Asn-X-Ser/Thr中的Asn位點(diǎn)共價(jià)連接。,65,特異性糖基轉(zhuǎn)移酶,(G寡糖),66,G寡糖,修剪與延長,67,在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體

21、中，在相應(yīng)糖苷水解酶和糖基轉(zhuǎn)移酶作用下，糖鍵修剪、延長等改造，形成各型N-連接寡糖。,第二階段 與肽鍵結(jié)合的寡糖鏈的修剪與延長,高甘露型,復(fù)雜型,雜合型,68,（二）O-連接糖蛋白,1、O-連接寡糖鏈結(jié)構(gòu),糖基化位點(diǎn)的序列不清楚，但常在Ser、Thr密集區(qū)并有脯氨酸的序列中，O-連接寡糖鏈無共同核心結(jié)構(gòu)，糖鏈結(jié)構(gòu)差異大。,O-連接寡糖鏈結(jié)構(gòu) GalNAC-O-Ser（Thr）,N-乙酰半乳糖胺,69,2、O-連接寡糖鍵的生物合成,O-連接寡糖鏈的合成是在多肽鏈合成后進(jìn)行的,GalNAC-O-Ser（Thr）,GalNAC轉(zhuǎn)移酶,UDP-GalNAC,糖基轉(zhuǎn)移酶,O-糖基化始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，而加入末端

22、糖基在高爾基體,糖基,1,2,GalNAC-O-Ser（Thr）,無需寡糖脂質(zhì)中間體的合成, 即無載體.,(N-乙酰半乳糖胺),70,二、糖蛋白中寡糖鏈的功能,糖蛋白,可溶性糖蛋白- 血漿蛋白等. 膜糖蛋白 - 受體蛋白、離子通道蛋白等,寡糖鏈結(jié)構(gòu)可影響蛋白部分的構(gòu)象、聚合、降解、糖蛋白相互識別與結(jié)合等過程。,（一）寡糖鏈對糖蛋白理化性質(zhì)的影響 1、粘蛋白具有潤滑、保護(hù)作用: 胃腸道,呼吸道中的黏液. 2、一般寡糖成份有抵抗外界變性因素的作用，穩(wěn)定糖蛋白,抗蛋白酶水解.,(體內(nèi)蛋白大多數(shù)為糖蛋白),71,（二） 寡糖鏈對新生肽鏈的影響 1、 在肽鏈折疊并維持正?？臻g結(jié)構(gòu)方面起作用 一些N-連接

23、寡糖鏈參與新肽鏈的折疊, 維持其正 常空間結(jié)構(gòu) 2、 影響糖蛋白在細(xì)胞內(nèi)的分揀和投送。,72,（在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成） （高爾基體內(nèi)磷酸化） 例：溶酶體酶 - 糖鏈 - 甘露糖-6-P 溶酶體膜上相應(yīng)受體(甘露糖-6-P受體),酶進(jìn)入溶酶體 若末端甘露糖不被磷酸化，溶酶體酶血漿疾病,73,（三） 寡糖鏈對糖蛋白生物活性的影響 (部分糖蛋白:部分激素,酶等) HMGCoA還原酶無糖鏈: 活性下降90% （四） 寡糖鏈的分子識別作用 精子與卵子識別、受體與配體識別、ABO系統(tǒng)中 血型物質(zhì) 差異等均與糖鏈結(jié)構(gòu)有關(guān)。 細(xì)胞 之間傳遞信息,如接觸抑制. 參與細(xì)胞分化與器官的形成,（五） 寡糖鏈與細(xì)胞惡變有關(guān):

24、寡糖鏈結(jié)構(gòu)在惡性細(xì)胞中改變. (含巖藻糖糖蛋白出現(xiàn)).,74,第二節(jié) 蛋白聚糖(PG),一、分子組成(糖50%, ECM之一 ):,細(xì)胞,細(xì)胞,核心蛋白包埋在糖胺聚糖中,75,（一）核心蛋白（見后圖） 與糖胺聚糖鏈共價(jià)結(jié)合的蛋白質(zhì)稱為核心蛋白。 蛋白聚糖通過特異結(jié)構(gòu)域可錨定在細(xì)胞表面或細(xì)胞外基質(zhì)的大分子上。,76,77,N-糖苷鍵: 由多肽鏈的天冬酰胺的酰胺氮,O-糖苷鍵: 由多肽鏈的絲氨酸的羥基,蛋白質(zhì)與糖胺聚糖鏈共價(jià)結(jié)合:,78,（二）糖胺聚糖: 由二糖單位重復(fù)組成,具大量陰離子, 穩(wěn)定和支持細(xì)胞., 氨基己糖 -O- 己糖醛酸（or半乳糖）n （見后圖）,六種:,79,糖胺聚糖的二糖單位

25、,80,81,特點(diǎn)：1、二糖單位重復(fù)排列線性結(jié)構(gòu)，不分支 2、具大量陰離子的雜多糖,82,二、蛋白聚糖的生物合成,1.在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成核心蛋白的肽鏈，合成同時(shí)可加上糖鏈. 2.在高爾基體, 特異的糖基轉(zhuǎn)移酶催化，進(jìn)行糖鏈修飾加工。以UDP-糖的形式加上單糖,而不是以二糖為單位.,N-糖苷鍵: 由多肽鏈的天冬酰胺的酰胺氮,O-糖苷鍵: 由多肽鏈的絲氨酸的羥基,83,三、蛋白聚糖的功能:,構(gòu)成細(xì)胞間的基質(zhì)是其主要功能,1.軟骨、皮膚等結(jié)締組織基質(zhì)內(nèi)，糖胺聚糖密集負(fù)電荷可吸收大量水分子形成凝膠狀, 起機(jī)械保護(hù)作用，對維持組織形態(tài)及抗局部壓力起重要作用。同時(shí)參與維持體內(nèi)水和電解質(zhì)的平衡. 500ml 水

26、/ 1g透明質(zhì)酸 2.動(dòng)脈壁含豐富透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素等成分，與維持血管壁結(jié)構(gòu)完整、通透性、彈性有關(guān)。 3.腎組織合成蛋白聚糖, 增加滲透壓, 促尿濃縮. 4. 透明質(zhì)酸阻止細(xì)菌進(jìn)入機(jī)體或細(xì)胞.硫酸軟骨素促傷口的愈合,84,5.蛋白聚糖密集負(fù)電荷, 因而易于膽汁酸鹽, 碳酸鈣結(jié)合, 阻止膽結(jié)石形成. 6.細(xì)胞間基質(zhì)中含有大量透明質(zhì)酸, 可與細(xì)胞表面的透明質(zhì)酸受體結(jié)合, 影響細(xì)胞間的粘附, 細(xì)胞遷移, 增殖, 分化. 7、關(guān)節(jié)腔、胸腔、心包腔等含透明質(zhì)酸有良好的潤滑作用。 8、肝素抗凝血作用; 還可促血管釋放脂蛋白脂酶,降解脂蛋白, 促脂肪分解, 調(diào)節(jié)血脂.,85,第三節(jié) 糖脂,糖,糖苷鍵,脂類

27、,FA,鞘胺醇,86,甘油糖脂: 分布在植物、微生物中為主 鞘 糖 脂: 動(dòng)物細(xì)胞膜,特別是神經(jīng)組織中含量高,糖脂,一、鞘糖脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)與分類,1、結(jié)構(gòu) （見后圖）,2、分類：,中性鞘糖脂 糖鏈中僅有中性糖基 酸性鞘糖脂（即神經(jīng)節(jié)苷脂，含唾液酸）,87,神經(jīng)酰胺和鞘糖酯,FA,88,三、鞘糖脂的功能,1、是生物膜的組分，髓鞘組分-保護(hù)、隔離神經(jīng)纖維. 2、與免疫功能有關(guān):誘導(dǎo)抗體產(chǎn)生. 3、細(xì)胞識別功能有關(guān):糖鏈在胞外, 感知外界信息.eg:精卵結(jié)合. 4、與細(xì)胞分化有關(guān):細(xì)胞分化時(shí), 糖脂發(fā)生改變,因而有關(guān). 5、作為跨膜信號傳導(dǎo)的調(diào)節(jié)劑，調(diào)節(jié)細(xì)胞分化和增殖 （見后圖）,89,鞘糖脂的雙重功

28、能,作為跨膜信號傳導(dǎo)調(diào)節(jié)劑,鞘糖脂,90,第四節(jié) 細(xì)胞外基質(zhì),細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）, 膠原蛋白 糖蛋白（纖連蛋白，層粘連蛋白） 蛋白聚糖,91,92,一、膠原（Collagen）: 25% 機(jī)體總蛋白,來自成纖維細(xì)胞,（一）膠原的分子組成和分型,（1、2、3、4） ,微溫稀酸 超離,為的二聚體和三聚體,目前已發(fā)現(xiàn)有18種類型膠原，其中-型為常見膠原分子。（見后表）,膠原,93,各型膠原蛋白特點(diǎn)與分布,94,（二）膠原分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn),1、氨基酸組成的特征： 甘（占1/3）、脯（占1/4）. 羥脯氨酸和羥賴氨酸為膠原特有. 缺少色氨酸、半胱氨酸。,2、分子構(gòu)

29、象特點(diǎn)： （見后頁） 由三條-肽鏈組成，以右手旋轉(zhuǎn)方式相互繞成三股螺旋。,95,鏈之間為H鍵,GlyProX,三股螺旋形成的 重要條件,使不能形成螺旋,96,原膠原的三股螺旋結(jié)構(gòu),GlyProX,兩個(gè)原膠原分子,賴氨酸殘基側(cè)鏈 末端氨基之間 醛醇交聯(lián)反應(yīng)形成 共價(jià)鍵,側(cè)向排列聚集成 膠原微纖維,原膠原分子側(cè)向共價(jià)連接的醛醇交聯(lián)反應(yīng),99,（三）膠原的生物學(xué)功能,3. 在結(jié)締組織損傷修復(fù)過程中起重要作用。 (如 皮膚受損后，血管內(nèi)皮細(xì)胞可合成型膠原，以及 成纖維細(xì)胞增生，并出現(xiàn)大量型膠原為主粗大纖維，有利傷口修復(fù), 傷痕上有一層上皮: 含大量型膠原型膠原)。,1、主要為結(jié)構(gòu)蛋白: 皮膚、骨和軟骨

30、、肌鍵等組織支持物和填充物。,2、參于細(xì)胞分化.,加膠原,促懸浮細(xì)胞分化,100,二、纖連蛋白（fibronectin，F(xiàn)N）,(糖蛋白),細(xì)胞,細(xì)胞,基質(zhì),血漿FN,細(xì)胞FN,(促血小板的凝集),分布:,(不溶),主要由成纖維細(xì)胞合成,主要由肝細(xì)胞, 內(nèi)皮細(xì)胞合成,101,（一）FN的肽鏈結(jié)構(gòu),FN由兩條不完全相同的多肽鏈（A、B鏈），通過近C端的二硫鍵相連而形成二聚體。每條多肽鏈均可區(qū)分為7個(gè)功能性結(jié)構(gòu)域，分別執(zhí)行與細(xì)胞、膠原和肝素等結(jié)合的功能。（見下圖）,纖連蛋白的結(jié)構(gòu)域,C端,C端,102,FN肽鏈的結(jié)構(gòu)由一系列“絆”狀結(jié)構(gòu)的同系物(AA不完全相同)重復(fù)單位組成，是FN最有意義的結(jié)構(gòu)特征。,纖連蛋白的三種同系物重復(fù)單位,由二硫鍵,由二硫鍵,無二硫鍵,103,同系物（亦稱內(nèi)在序列、同源結(jié)構(gòu) internal sequence homology）,型同系物 有12個(gè)重復(fù)，形同兩個(gè)相連指圈，出現(xiàn)在片段 1、2、6, 結(jié)合纖維蛋白和膠原區(qū)域。 型同系物 僅有2個(gè)重復(fù)，在片段2結(jié)合膠原的區(qū)域。 型同系物 有16個(gè)