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糖类生物化学进展

第一章糖类生物化学进展

糖类生物化学是研究糖缀合物中糖链的种类、结构、生物合成和生物学功能的一门科学。

其研究领域包括糖化学、糖链生物合成、糖链在复杂生物系统中的功能和糖链操作技术。

对糖缀合物糖链的熟悉和研究始于19世纪,从20世纪70年代开始,糖化学(CarbohydrateChemistry)和生物化学的结合使糖链的细胞和分子生物学研究成为可能,糖的研究也取得了振兴,便诞生了一个新的研究领域。

Rademacher、Parekh和Dwek于1988年第一提出糖生物学Glycobiology的概念。

1.糖链种类与结构的多样性

糖类是含多羟基的醛或酮类化合物,由碳C、H、O三种元素组成,其分子式通常以Cn(H2O)n表示,故俗称为"碳水化合物"(Carbohydrate)。

事实上,这一名称并非确切,如脱氧核糖、鼠李糖等糖类不符合通式,而甲醛、乙酸等虽符合那个通式但并非是糖。

依照分子的组成,糖可分为单糖、寡糖、多糖、衍生糖和结合糖。

寡糖由2-6个单糖分子组成,其中以双糖最普遍。

寡糖和单糖都可溶于水,多数有甜味。

多糖由多个单糖聚合而成,又可分为同聚多糖和杂聚多糖。

同聚多糖由同一种单糖组成,杂聚多糖由两种以上单糖组成。

糖链与蛋白质或脂类物质组成的复合分子称为结合糖。

其中的糖链一样是杂聚寡糖或杂聚多糖。

如糖蛋白,糖脂,蛋白聚糖等。

衍生糖由单糖衍生而来,如糖胺、糖醛酸等。

种类的多样性

单糖及其衍生物

单糖是不能水解为更小分子的糖。

依照羰基在分子中的位置,单糖可分为醛糖和酮糖。

依照碳原子数量,可分为丙糖,丁糖,戊糖,己糖和庚糖。

二羟丙酮是唯一一个没有手性碳原子的糖。

醛糖和酮糖还可分为D-型和L-型两类。

单糖的种类虽多,但其结构和性质都有很多相似的地方。

单糖分子能够形成链式结构和环式结构。

例如,葡萄糖在水溶液中,只要极小部份(<1%)以链式结构存在,大部份以稳固的环式结构存在。

一样规定,半缩醛碳原子上的羟基(称为半缩醛羟基)与决定单糖构型的碳原子(C5)上的羟基在同一侧的称为α-葡萄糖,不在同一侧的称为β-葡萄糖。

葡萄糖的醛基除能够与C5上的羟基缩合形成六元环外,还可与C4上的羟基缩合形成五元环。

五元环化合物不甚稳固,天然糖多以六元环的形式存在。

五元环化合物能够看成是呋喃的衍生物,称为呋喃糖;六元环化合物能够看成是吡喃的衍生物,称为吡喃糖。

因此,葡萄糖的全名应为α-D(+)-或β-D(+)-吡喃葡萄糖。

α-和β-糖互为异头体。

D-葡萄糖在水介质中达到平稳时,β-异构体占%,α-异构体占%,以链式结构存在者极少。

为了更好地表示糖的环式结构,Haworth(1926)设计了单糖的透视结构式。

规定:

碳原子按顺时针方向编号,氧位于环的后方;环平面与纸面垂直,粗线部份在前,细线在后;将费歇尔式中左右取向的原子或集团改成上下取向,原先在左侧的写在上方,右边的在下方;D-型糖的结尾羟甲基在环上方,L-型糖在下方;半缩醛羟基与结尾羟甲基同侧的为β-异构体,异侧的为α-异构体。

葡萄糖分子中含有4个手性碳原子,依照规定,单糖的D、L构型由碳链最远端手性碳的构型决定。

表1单糖及其衍生物

种类

单糖

衍生物

丙糖

D-甘油醛、二羟丙酮

磷酸衍生物

丁糖

D-赤藓糖、D-赤藓酮糖

磷酸衍生物

戊糖

D-核糖、D-2-脱氧核糖、D-木糖、L-阿拉伯糖、D-核酮糖、D-木酮糖

糖苷衍生物

己糖

D-葡萄糖、D-甘露糖、D-半乳糖,D-果糖、D-山梨糖

甘露醇和山梨醇、D-葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、D-葡萄糖胺、D-半乳糖胺

庚糖

D-景天庚酮糖、D-甘露庚酮糖

磷酸衍生物

糖苷要紧存在于植物的种子、叶子及皮内。

在天然糖苷中的糖苷基有醇类、醛类、酚类、固醇和嘌呤等。

它大多极毒,但微量糖苷可作药物。

重要糖苷有:

能引发溶血的皂角苷,有强心剂作用的毛地黄苷,和能引发葡萄糖随尿排出的根皮苷。

苦杏仁苷也是一种毒性物质。

配糖体一样对植物有毒,形成糖苷后那么无毒。

这是植物的解毒方式,也可爱惜植物不受外来损害。

寡糖

寡糖是由少数(2-20个)单糖分子结合而成的糖。

与稀酸共煮寡糖可水解成各类单糖。

寡糖中以双糖散布最普遍,意义也较大。

在自然界中,仅有三种双糖,即蔗糖(sucrose)、乳糖(lactose)和麦芽糖(maltose)以游离状态存在,其他多以结合状态存在(如纤维二糖)。

蔗糖是最重要的双糖,麦芽糖和纤维二糖是淀粉和纤维素的大体结构单位。

三者均易水解为单糖。

另外,海藻糖是一种α-D-吡喃葡萄糖-(1→1)-α-D-吡喃葡萄糖苷。

在抗干燥酵母中含量较多,可用做保湿。

自然界中普遍存在的三糖只有棉籽糖,龙胆三糖、松三糖、洋槐三糖等。

多糖

多糖由多个单糖缩合而成。

它是自然界中分子结构复杂且庞大的糖类物质。

多糖按功能可分为两大类:

一类是结构多糖,如组成植物细胞壁的纤维素、半纤维素,组成细菌细胞壁的肽聚糖等;另一类是贮藏多糖,如植物中的淀粉、动物体内的糖原等。

还有一些多糖具有更复杂的生理功能,如粘多糖、血型物质等,它们在生物体内起着重要的作用。

多糖可由一种单糖缩合而成,称均一多糖,如戊糖胶(木糖胶、阿拉伯糖胶)、己糖胶(淀粉、糖原、纤维素等),也可由不同类型的单糖缩合而成,称不均一多糖,如半乳糖甘露糖胶、阿拉伯胶和果胶等。

多糖在水中不形成真溶液,只能形成胶体。

多糖没有甜味,也无还原性。

多糖有旋光性,但无变旋现象。

表2多糖的种类与化学键

多糖

结构单位

糖苷键

淀粉、糖原

葡萄糖

α-1,4糖苷键、α-1,6糖苷键

纤维素

葡萄糖

β-1,4-糖苷键

果胶质

半乳糖醛酸

α-1,4糖苷键

菊粉

琼脂

几丁质 

肝素

果糖

半乳糖

 N-乙酰葡萄糖胺

葡萄糖醛酸

β-1,2糖苷键

β-1,3糖苷键、β-1,4糖苷键

β-1,4糖苷键

α-1,4糖苷键

糖缀化合物

糖缀化合物是指糖与非糖物质的结合物,常见的是与蛋白质的结合物。

它们的散布很普遍,生物功能多种多样,且都含有一类含氮的多糖,即粘多糖。

依照含糖多少可分为以糖为主的蛋白多糖和以蛋白为主的糖蛋白。

糖蛋白是以蛋白质为主体的糖—蛋白质复合物,在肽链的特定残基上共价结合着一个、几个或十几个寡糖链。

寡糖链一样由2-15个单糖组成。

寡糖链与肽链的连接方式有两种,一种是它的还原结尾以O-糖苷键与肽链的丝氨酸或苏氨酸残基的侧链羟基结合,另一种是以N-糖苷键与侧链的天冬酰胺残基的侧链氨基结合。

蛋白聚糖是以糖胺聚糖为主体的糖—蛋白质复合物。

蛋白聚糖以蛋白质为核心,以糖胺聚糖链为主体,在同一条核心蛋白肽链上,密集地结合着几十条至千百条糖胺聚糖糖链,形成瓶刷状分子。

每条糖胺聚糖链由100到200个单糖分子组成,具有二糖重复序列,一样无分支。

糖胺聚糖要紧借O-糖苷键与核心蛋白的丝氨酸或苏氨酸羟基结合。

核心蛋白的氨基酸组成和序列也比较简单,以丝氨酸和苏氨酸为主(可占50%),其余氨基酸以甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸等占多数。

一种重要的糖类物质—海藻糖

 海藻糖(Trehalose)是一种非还原性二糖,为白色结晶。

分子量为378.33,由两个葡萄糖残基通过半缩醛羟基相结合,熔点为96.5~97.5℃,比旋度[α]D=178.3°(20℃,7%于水中),甜味弱,能溶于水和热醇中,不溶于乙醚,不能使斐林试剂还原。

无毒无害,化学性质稳固,在体内可被酶水解成葡萄糖而被利用。

普遍存在于海藻、酵母、霉菌、食用菌、虾、昆虫、高等植物等生物体内,是一种贮藏性碳水化合物。

它具有爱惜生物细胞和生物活动性物质在脱水、干旱、高温、冷冻、高渗透压及有毒试剂等不良环境条件下活性免遭破坏的功能,是国际上最近开发的要紧低聚糖之一。

自然界中的一些动植物能够在干枯后得水而恢复活命活力,确实是因为细胞中含有大量的海藻糖的缘故。

海藻糖能在干燥状态下维持其组织的脂类、蛋白质、碳水化合物和核酸等不受破坏。

研究说明,通过饥饿法可使酵母细胞内海藻糖含量大大提高,当含量较高(10%~15%)时,酵母细胞对干燥的抗击力明显增强,缘故是海藻糖的还原基团可不能与蛋白质的游离氨基酸反映生成氨基糖,而且它在蛋白质周围形成一个爱惜层抑制这种反映,使酵母发酵活性得以爱惜。

海藻糖在微生物细胞中的合成超级强烈。

它的积存一样和生长速度的降低有关,专门是在分化进程和营养不足时。

它的合成要紧由两种酶催化,其反映分两步进行:

第1步,尿苷二磷酸葡萄糖或鸟苷二磷酸葡萄糖经6-磷酸海藻糖合成酶的催化转移给6-磷酸葡萄糖,形成6-磷酸海藻糖;第2步,6-磷酸海藻糖经6-磷酸海藻糖磷酸酯酶催化水解,形成海藻糖。

最近几年来,Kaasen等已对大肠杆菌海藻糖合成酶基因进行了分子克隆。

海藻糖能提高植物的抗寒、抗盐能力等。

经海藻糖处置的绿豆幼苗质膜上的Mg2+、K+2-ATPase的活性显著提高。

用0.1%的海藻糖溶液浸水稻种,经2℃和6℃低温处置后,水稻幼苗细胞电解质渗透率显著降低,而淀粉酶活性及幼苗可溶性糖含量那么提高,对寒害的修复能力也提高。

而且处置温度愈低,海藻糖的相对效应就愈显著。

用海藻糖预处置的小麦幼苗在NaCl溶液中生长,其细胞电解质渗透率和游离脯氨酸的含量均显著降低,而叶绿素的含量、根系活力、干物质的积存和生长速度那么提高。

这是因为海藻糖能在作物幼苗蒙受低温、盐害而脱水时,维持了细胞膜结构的稳固性,从而提高了作物幼苗的抗逆能力。

  目前对海藻糖稳固生物分子的确切机制还不十分清楚,一种理论称为“水替代”假说,以为当生物分子表面失去束缚水时,海藻糖在干燥的生物分子表面依托带电荷的水合基团间的氢键形成爱惜膜,从而替代了保护三级结构所必需的水分子。

另一种理论称为“玻璃态”假说,以为海藻糖的作用在于形成一种玻璃质,而不是结晶体,它致使无定形持续相的形成,在结构上与玻璃状的水相似,它起“冻结”生物分子的作用。

海藻糖具有稳固细胞和蛋白质结构的性质,起到抗逆保鲜的作用,解决干燥保鲜问题利于鲜品远程运输和长期贮存,可减少因腐臭造成的损失。

利用海藻糖还可望解决干旱、高寒、盐碱地域的作物生长问题。

糖链结构的复杂性

表3寡糖与小肽的异构体数量的比较*

寡糖的异构体数目

小肽的异构体数目

XX

11

1

XY

36

2

XXX

176

1

XYZ

1056

6

WXYZ

35560

24

*:

X、Y、Z别离代表不同的糖残基或氨基酸残基;而且,表中仅涉及在生物体中稳固存在的吡喃型糖残基结构的异构体数量

单糖具有多个能够反映的羟基。

一个寡糖中的一些单糖能够有不同的连接方式,生成许多异构体,其数量比寡核苷酸和寡肽多得多(表3)。

如由葡萄糖组成的二糖有11种异构体。

一样地,一种异构体能够代表一种超级专一信息,大量的异构体携带庞大的信息。

在糖蛋白中常常显现的N-糖苷键连接的糖链是由4个N-乙酰氨基葡萄糖(GlcNAC),3个甘露糖(Man),2个半乳糖(Gal),2个唾液酸(SA)和1个L-岩藻糖(L-Fuc),共12个糖基组成。

如此一个糖链的异构体能够高达1024。

但在自然界中,这些糖链的结构还不是任意的,而是有必然规律可循的。

微观不均一性

同一种结构的糖链有多种异构体。

而且,同一个糖复合物中的糖链也表现出不均一性。

以糖蛋白为例,在同一肽链的同一个糖基化位点上所接的糖链结构能够不同:

或是一个糖苷键的连接方式不同(表4)。

早年这现象称为微观不均一性,最近几年称为糖形(glycoform)。

如此,每一种糖形就相当于一种信息,一组糖形的混合物代表了一组信息。

因此,在研究糖链所携带的信息时,就不仅要考虑糖链的结构,而且还要定量地分析同一糖基化位点的糖链的各类糖形的相对照例。

表411中葡萄二糖的结构和名称*

连接方式

A

B

1,2

曲二糖

槐糖

1,3

黑曲二糖

昆布二糖

1,4

麦芽糖

纤维二糖

1,6

异麦芽糖

龙胆二糖

1,1

海藻二糖

A-A,A-B,B-B

*:

A、B别离为非还原端残基的构型

2糖链的生物学功能

糖蛋白中糖链的功能

糖蛋白在体内散布十分普遍,许多酶、激素、运输蛋白、结构蛋白都是糖蛋白。

糖成份的存在对糖蛋白的散布、功能、稳固性等都有阻碍。

糖成份通过改变糖蛋白的质量、体积、电荷、溶解性、粘度等发挥着多种效应。

糖蛋白中的蛋白质是其生理功能的要紧承担者,而糖链那么对蛋白质的功能起修饰作用。

即糖阻碍着蛋白质的整体构象,从而阻碍由构象决定的所有功能,如不同的免疫球蛋白(Ig)上N-连接复杂型糖链的结构各不相同,其中IgG的N-糖链,要紧位于Fc段的重链恒区(CH2),每条重链的Asn297位上各有1条。

当IgG糖链外侧缺失半乳糖(Gal)后,Fc肽链上与糖基彼此作用的肽段暴露,此肽段具有凝集素性质,可和另一IgG分子的糖链结合,加上Gal内侧的N-乙酰氨基葡萄糖的暴露,又可被体内免疫系统和甘露糖结合蛋白识别,形成免疫复合物,沉积于关节腔内,且能激活补体,致使炎症病变,这可能是类风湿关节炎发病的重要机制。

蛋白聚糖中糖链的功能

蛋白聚糖与糖蛋白的区别是其核心蛋白上共价连接有糖胺聚糖(GAG)链,数量可由1条至上百条。

据GAG的化学结构可分为透明质酸、硫酸角质素、硫酸软骨素和肝素几种。

蛋白聚糖是动物界的多功能分子,它在机体内所起的作用是相当普遍的。

在软骨、动脉等结缔组织细胞外基质中,蛋白聚糖提供1种结构约束因素,起着“分子弹簧”的作用。

蛋白聚糖还阻碍细胞粘附,调剂细胞与细胞及细胞与基质的彼此作用。

另外,它还具有增进血管形成、诱导轴突生长和参与信号传递等作用,如早老性痴呆神经细胞的淀粉样病变就与此有关。

细胞表面糖链的功能

细胞表面的糖链,承担着细胞-细胞,细胞-胞外基质的彼此作用。

作为细胞表面信息功能的承担者,它们是激素、凝集素、酶、毒素、病毒和细菌等的识别分子,同时又是细胞的表面抗原、糖分化抗原和癌发育抗原。

哺乳动物的精卵之因此能结合,就在于精卵表面均有糖链作为识别信号。

人体异种器官移植之因此发生超急性排斥,确实是由于人体内天然存在的抗体IgG和IgM与糖抗原决定簇结合引发的。

这种存在于供体器官内皮细胞的表面抗原决定簇,它存在于除人类及旧世界猴(生擅长亚洲和非洲)之外的动植物体内。

糖脂中糖链的功能 

人类的要紧血型是ABO型,这是landsteiner在1900年发觉的,1960年A.Watkins确信了ABO(H)抗原决定簇是糖类,并测定了有关糖类的结构,他们发觉,H抗原的前体是糖脂或糖蛋白中糖链非还原结尾的二糖,即半乳糖-N-乙酰氨基葡萄糖(Gal-N-GlcNAc)。

1900年,克隆了决定血型A、B的基因,这2个基因编码的酶别离将N-乙酰半乳糖氨基和半乳糖基因转移到H抗原糖链半乳糖C3位上。

3糖类的提取、测定与糖链结构分析的要紧方式

糖类的提取与分离

单糖、低聚糖的羟基多,极性大,易溶于水,难溶于有机溶剂。

但多糖难溶于冷水,溶于热水成胶体溶液。

一般是先对新鲜植物材料进行加热干燥,或冷冻保留。

然后,利用溶解度的不同,依照多糖的性质,选用各类溶剂进行提取。

最经常使用的是冷水或温水、稀乙醇、碱金属氢氧化物或金属碳酸盐稀水溶液(5%以下)和%-1%的草酸铵溶液。

一样的提取方式是:

取植物材料粉粹成粗粉,加入上述任一种溶剂浸泡.如样品中含有脂肪时,能够先用乙醚等有机溶剂脱脂,减压过滤。

在过滤时,为了避免过滤困难,能够加一薄层活性碳或硅藻土等助滤。

当用碱溶液提取多糖时,大部份蛋白质会分解或变质。

因此,用乙醇提取多糖沉淀时,蛋白质仍残留在母液中而除去。

用冷水或温水提取多糖时,蛋白质也一同被提掏出来。

当用乙醇沉淀时,蛋白质也一同沉淀,这时可在提取液中假设40%三氯乙酸至最终浓度为4%,在0℃下放置15-18h,使蛋白质析出,离心分离.或在溶液中醋酸铅使蛋白质析出。

大多数多糖的分离是将其提取水溶液,适本地减压浓缩后,加入等量或数倍的乙醇,多糖即可沉淀析出,杂质留在母液中。

要注意溶液不可太浓、也不能太稀。

不然多糖中会产生大块沉淀带进杂质或沉淀太少,分离困难。

另一种方式是加沉淀试剂,使多糖生成了络合物或盐类沉淀,经常使用的沉淀试剂有:

Fehling试剂,CuSO4,(NH4)2SO4,Ba(OH)2,Ca(OH)2,KClO4等。

若是所得沉淀是多糖与铜盐的络合物,那么能够将沉淀悬浮于冷水中,在猛烈搅拌下滴加2mol的盐酸,使铜复合物分解。

然后,再加乙醇或丙酮使多糖分出。

用乙醇沉淀析出的多糖,过滤除去母液后,加入与母液相同浓度的乙醇洗涤,并慢慢提高乙醇的浓度,抽滤。

在依次用无水乙醇或丙酮洗涤,漏斗上覆盖一蒸发皿,以避免空气中水分进入,致使成为胶质状,吸干后的疏松多糖迅速置于装有P2O5的真空干燥器内,减压干燥。

也能够进行冷冻干燥。

多糖的精制包括分级提取,有机溶剂沉淀法,层析法,凝胶过滤,超速离心法,点泳法和透析法。

糖类种类、含量的测定

糖类辨别的方式有:

(1) 利用Molisch反映辨别糖与非糖:

戊糖与强酸共热,可脱水生成糠醛(呋喃醛)。

己糖与强酸共热分解成甲酸、二氧化碳、乙酰丙酸和少量羟甲基糠醛。

糠醛和羟甲基糠醛能与某些酚类作用生成有色的缩合物。

利用这一性质能够鉴定糖。

如α-萘酚(Molisch试剂)与糠醛或羟甲基糠醛生成紫色。

这一反映用来鉴定糖的存在,丙酮、甲酸、乳酸等干扰该反映。

该反映很灵敏,滤纸屑也会造成假阳性。

(2)利用 Seliwanoff反映辨别酮糖与醛糖:

间苯二酚(Seliwanoff试剂)与盐酸遇酮糖呈红色,遇醛糖呈很浅的颜色,这一反映能够辨别醛糖与酮糖。

酮糖在20-30秒内生成鲜红色,醛糖反映慢,颜色浅,增加浓度或长时刻煮沸才有较弱的红色。

但蔗糖容易水解,产生颜色。

(3) 利用Bial反映鉴定戊糖:

甲基间苯二酚(地衣酚)与戊糖反映生成深蓝色沉淀(或鲜绿色,670nm),可溶于正丁醇。

己糖生成灰绿或棕色沉淀,不溶。

(4) 利用Barford反映鉴定单糖:

微酸条件下与铜反映,单糖还原快,在3分钟内显色,而寡糖要在20分钟以上。

样品水解、浓度过多数会造成干扰,NaCl也有干扰。

糖含量测定的方式:

单糖含有游离羟基,因此具有还原能力。

某些弱氧化剂,如铜的氧化物的碱性溶液(Fehling)与单糖作历时,单糖的羰基被氧化,而氧化铜被还原成氧化亚铜。

测定氧化亚铜的生成量,即可测定溶液中的糖含量。

Benedict试剂是其改良型,用柠檬酸作络合剂,碱性弱,干扰少,灵敏度高。

另外,蒽酮与糖反映生成蓝绿色,在620nm有吸收,经常使用于测总糖,色氨酸使反映不稳固。

糖链结构测定的一样步骤

1975年,引入HFMS(high-fieldMS),1980年引入了FAB(fastatombombardmentionization)技术,使得HF-FAB-MS得以用于多种含糖生物分子的结构分析,随后引入的ES-MS(electrospray-MS)和MALDI-MS(matrix-assistedlaserdesorptionionization-MS)分析方式其灵敏度由于引进Q-TOF(Quad-TimeofFlight)而大幅度提高,可分析飞摩尔(10-15mole)级的样品以提供糖蛋白糖基化位点和糖链序列信息.这些技术与外切糖苷酶、荧光标记衍生物、HPLC/CE和NMR技术的联合利用,可测定出糖链的组成和连接方式。

毫克级的糖蛋白糖链可用SDS-PAGE分析,从蛋白上释放的糖链也可经荧光标记后用适当组合的HPLC、外切糖苷酶和MS-MS进行分析。

糖链结构测定的要紧方式

糖链结构测定要紧涉及到单糖的组成,单糖之间的连接位置、顺序和糖苷键的构型。

糖链结构测定的最大困难在于多数糖类是亲水的中性分子,因此,利用常规的离子互换层析、气相层析和反相的高效液相层析等方式分离分析糖类混合物都很难达到预期的成效。

再者糖类又没有特点的容易检测的发色团,一样只能用没有特异性的折射率对分离进程中所得的分级组分进行检测,灵敏度很低。

最近几年来,糖类结构测定已有专门大的进展,目前经常使用的测定糖类结构的方式有:

高效阴离子互换层析;二维高效液相层析(HPLC);毛细管电泳;核磁共振(NMR)和质谱(MS)等。

这些方式有一个前提,确实是要有一系列已知结构的标准样品。

在现时期,糖类结构的测定专门大程度上是取决于工作的积存。

高效阴离子互换层析能够直接测定未经衍生化的糖类。

其大体原理是,糖类的一些羟基在pH12~13间仍能解离成为阴离子,这些阴离子在高分辨率的表层离子互换树脂上能够彼此分开。

这些糖类阴离子能够依照电化学原理,用一种脉冲电流检测器测定。

利用这一系统,不仅能够有效地分离分析糖复合物中常见的一些单糖,还能够分离不同聚集度葡聚糖和不同结构的糖形。

例如,在胎球蛋白中存在着两种糖形,它们是组成相同的三分支糖链,含14个糖基。

所不同的只是一个糖苷键的连接方式:

一种糖形中是B2Gal21→42B2GlcNAc;另一种那么是B2Gal21→32B2GlcNAc。

其中,B为任意单糖,Ga为半乳糖,GlcNAc为N-乙酰氨基葡萄糖。

一些糖蛋白和糖脂能够用不同的酶解或肼解方式取得它们的糖链。

而后,其还原端的糖基的羰基与某些氨基化合物反映,能够生成带紫外吸收或荧光的衍生物。

不同结构的糖链衍生物在反相柱和凝胶过滤柱上的双重HPLC行为大体上是各不相同的。

目前,已知的N-糖苷键连接的糖链的二维HPLC图谱上的标准样品已有近200种。

若是一个样品中的糖链衍生物在两个系统中的RF值在标准图谱上找不到,那么它将是一种新的未知的结构。

其结构只能用其它的一些比较经典的方式,例如完全甲基化和过碘酸氧化等和外切糖苷酶解法加以测定。

一样的原理,也能够用NMR和MS等波谱学方式测定一系列已知样品的图谱。

然后,用所得的图谱来鉴定糖复合物中的糖链的结构。

最近N-糖苷键连接的糖链结构已有特定的仪器可用。

利用上述方式还能够测定一些混合物中各类糖形的相对照例。

如此,不仅发觉了许多糖蛋白中的糖链有不均一性,而且发觉了同一种糖蛋白中的糖链在不同的生理和病理状态下,糖形的相对照例也各不相同;同一个糖蛋白在不同的表达体系中取得的重组蛋白的链结构也能够改变。

为此,国外对糖蛋白中的不同糖形的结构测定和糖形的相对照例的定量都给予高度的重视。

糖蛋白的结构研究

众所周知,人类的要紧血型是ABO型。

这种血型是1900年由Landsteiner发觉的。

这一发此刻第一次世界大战期间对抢救伤员作出了重大奉献。

Landsteiner因发觉ABO血型而取得1930年诺贝尔生理和医学奖。

血型为A和B型的人,他们的红血球表面别离具有A和B型抗原,其血清中那么别离存在着抗B和抗A的抗体。

而O型血的人红血球表面不存在A型和B型抗原,可是具有H血型物质(或H抗原),是A和B两种抗原的前体;在他们的血清中同时存在着抗A和抗B两种抗体。

1960年,Witkins确信了ABO(H)的抗原决定簇是糖类,并测定了有关糖类的结构。

H抗原的前体是糖脂或糖蛋白质中糖链非还原结尾的二糖——半乳糖-N-乙酰氨基葡萄(Gal-N-GlcNAc)。

由于这两个糖基的连接方式不同,又有1型和2型之分:

β1→3连接而成的N-乙酰新乳糖是1型的基础;β1→4连接而成的N-乙酰乳糖那么衍生出2型血型物质。

在这两个二糖外侧的半乳糖上再连接有α1→2岩藻糖(Fuc),就

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