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暨南大学生物化学讲义-第二十章 糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质(4)

暨南大学 /2011-11-25

  (二)Fn的糖链结构

  Fn是一个大分子的糖蛋白,含糖量视组织来源不同而异,通常在5%-20%范围内,主要为N—糖链,每分子Fn可有8-10条之多,但也可不带糖链。此外,Fn分子还含有一条O-GalNAc糖链。现已知道,不同组织来源的Fn不仅含糖量不同,而且N-糖链结构也相异。现已清楚,Fn的糖基化与其溶解度和抵抗蛋白酶的作用有关,也影响与胶原结合的亲和力。

 (三)Fn的功能

 Fn广泛分布于各种体液、细胞外基质和细胞中,且糖链结构也有组织特异性,因而也决定了其功能的多样性。血小板聚集、正常凝血块的形成和组织损伤的修复都离不开血浆Fn的作用,感染性炎症的发生及白细胞浸润炎症组织等也有Fn参与,Fn还和细胞的形态、增殖、分化以及个体的发育、生殖等有着密切联系。随着研究的深入,还在不断揭示Fn新的作用。所有Fn的功能可以认为是由其介导的细胞与细胞、细胞与基质的相互作用来完成的。从Fn分子结构域来看,Fn对于肝素、胶原、纤维蛋白、蛋白聚糖、肌动蛋白、DNA乃至细胞等都具有很高的亲和力,与之结合则可继而引发一系列的体液内或细胞内的变化。Fn对细胞的作用是通过细胞膜表面的Fn受体——整合蛋白来完成的,Fn通过分子中细胞结合结构域中的RGC模序与其受体结合,而受体将细胞外Fn与细胞内侧面的细胞骨架蛋白连成一体,形成信息由外传人胞内的完整体系,从而影响着细胞的生命过程。

三、层粘连蛋白

在体内,所有组织的基膜含有一套常见的蛋白质和蛋白聚糖:Ⅳ型胶原、硫酸肝素蛋白聚糖、巢蛋白(entactin)和层粘连蛋白(Fn)。Fn也称为Ⅳ型胶原基质。

  (一)Ln的分子结构

  Ln是一种由多结构域构成的糖蛋白,分子量高达90万,最初从癌胚细胞株和小鼠肉瘤中分离纯化。现在分子结构已清楚,它是3条多肽链(A、B1或B2,每分子Ln有1条A链和2条B链)通过二硫键连接而成的。电镜显示Fn的3条链排列成十字形(图20—7),A链C-端为一庞大的球形结构,为硫酸肝素蛋白聚糖的结合位点,N端为一小球形结构,其间还有两个相同大小的球形结构。B链的N-端为—一小球,近分子中心处又有一个小球,构成与Ⅳ型胶原结合的区域。三股链共同形成的中间区域可与许多细胞表面的Ln受体结合,此区域包含有RGD片段。

(二)             Ln糖链 

Ln是一个含糖达12%-15%的糖蛋白。应用分子克隆技术,测得小鼠EFNS肿瘤中

的Ln分子有68个潜在糖化位点,其中40个为实际糖化位点。绝大部分的糖链为复杂型N-糖链,结构形式多样,但基本特征为:末端存在半乳糖,也有唾液酸和多聚乙酰氨基乳糖结构。

   (三)Ln的功能

  Ln的生物学功能相当复杂,至今尚未完全明了,一般认为In主要与细胞表面的整合蛋白结合,进而产生生理作用。Fn可以介导上皮细胞及内皮细胞粘着于基底膜,从而影响细胞的生长、分化和运动。新近发现,I卫可能与某些疾病,如糖尿病、肾病、类风湿性关节炎、感染等有关,也和抗感染等有关,尤其对于肿瘤细胞的浸润、转移可能有重要作用。

  近年来对Ln卫分子中糖链的作用研究逐渐深入。早期研究就已发现Ln的聚糖不能阻止蛋白酶对面的水解,也不增加血与肝素结合强度。现已了解,Ln的糖链参与若干细胞事件,例如细胞的粘附和铺展、与凝集素样受体(1ectin-likereceptor)结合、鸡神经干细胞的移动等。而且糖链的结构改变可引起功能的变化。用衣霉素处理癌胚细胞而获得的无糖Ln,可抑制黑素瘤细胞的铺展,但并不影响其粘附。若用糖链加工抑制剂使Ln糖链停留在高甘露糖型阶段,与含复杂型糖链Fn的功能完全相同,但若停留在杂合型阶段可影响面部分功能。这些结果说明高甘露糖型足以具备In成熟糖链的信息,而杂合型却不能。

 

                             小     结

 

在细胞表面和细胞间质中存在着丰富的糖蛋白和蛋白聚糖。此二者都由蛋白部分和糖链部分所组成。糖蛋白可分N—连接和O-连接两型,前者糖链以共价键方式与糖化位点即Asn-X-Ser模序中的天冬酰胺的酰胺N连接,后者与糖蛋白特定Ser残基侧链的羟基共价结合。N一连接寡糖链可分成高甘露糖型、复杂型和杂合型3型,它们都是由14个糖基的长萜醇焦磷酸寡糖结构经加工而成。每一步加工都有特异的糖苷酶和糖基转移酶参与。糖蛋白的糖链参与许多生物学功能,如影响新生肽链的加工、运输和糖蛋白的生物半衰期,参与糖蛋白的分子识别和生物活性等。

蛋白聚糖由糖胺聚糖和核心蛋白组成。体内重要的糖胺聚糖有硫酸软骨素、硫酸性肝素、透明质酸等。蛋白聚糖是主要的细胞外基质成分,它与胶原蛋白以特异的方式相连而赋予基质以特殊的结构。细胞表面的蛋白聚糖还参与细胞粘附、迁移、增殖和分化功能。

 细胞间隙填充着许多糖蛋白和蛋白聚糖等,构成ECLN。ECLN是细胞完成若干生理

功能必需依赖的物质。胶原是结缔组织的主要蛋白质成分。常见的胶原分子可分成五型。胶原一般由3条。肽链以右手螺旋的方式形成三股螺旋,重复出现的Gly-Pro-X模序是三股螺旋特定空间构象所依赖的一级结构。然后螺旋之间通过醛醇交联的方式形成侧侧共价连接的胶原微纤维。微纤维再进一步侧向排列形成胶原纤维。

Fn和Ln是普遍存在于ECLN中的蛋白质。Fn是由2条多肽链组成的糖蛋白,主要由成纤维细胞合成,而血浆Fn主要来自肝细胞。Fn的广泛分布决定了它功能的多样性,在血小板聚集、组织损伤的修复、细胞增殖、分化等方面都起着作用。Ln分子由1条A链和2条B链通过二硫键连接而成。Ln主要介导上皮细胞及内皮细胞糖附着于基底膜,从而影响细胞的生长、分化和运动等。

                                                                 

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