第一章：糖的结构和功能课件

高级生物化学主讲：董发才主讲：董发才联系电话：联系电话：Email：参考书目参考书目l生物化学生物化学 王镜岩等王镜岩等 高等教育出版社（第三版）高等教育出版社（第三版）l生物化学教程生物化学教程 王镜岩等王镜岩等 高等教育出版社高等教育出版社lPrinciples of Biochemistry Lehninger l普通生物化学普通生物化学 郑郑 集等集等 南京大学出版社出版南京大学出版社出版l生物化学生物化学 王希成等王希成等 清华大学出版社（第三版）清华大学出版社（第三版）提提 纲纲l第一章第一章 糖的结构和功能糖的结构和功能l第二章第二章 脂与生物膜脂与生物膜l第三章第三章 蛋白质结构与功能蛋白质结构与功能l第四章第四章 酶学酶学l第五章第五章 激素与细胞信号转导激素与细胞信号转导l第六章第六章 糖代谢糖代谢l第七章第七章 生物氧化生物氧化l第八章第八章 脂代谢脂代谢l第九章第九章 蛋白质分解及氨基酸代谢蛋白质分解及氨基酸代谢l第十章第十章 代谢调控代谢调控第一章 糖的结构和功能糖与蛋白质、脂类和核酸一样，是组成细胞的重要成分。糖与蛋白质、脂类和核酸一样，是组成细胞的重要成分。从分子生物学的研究知道，糖不但是细胞能量的主要来源，在从分子生物学的研究知道，糖不但是细胞能量的主要来源，在细胞的构建、细胞的生物合成和细胞生命活动的调控中，细胞的构建、细胞的生物合成和细胞生命活动的调控中，均扮演着重要的角色。均扮演着重要的角色。科学家对糖的研究早在科学家对糖的研究早在19世纪就已开始，但由于糖链结构的复世纪就已开始，但由于糖链结构的复杂多变，物理和化学分析手段的滞后，百余年来科学界对杂多变，物理和化学分析手段的滞后，百余年来科学界对糖的认识几乎没有多大进展。糖的认识几乎没有多大进展。从从20世纪世纪60年代开始，随着分子生物学的兴起，以及物理和年代开始，随着分子生物学的兴起，以及物理和化学技术的发展，有关糖的研究终于进入了新阶段。化学技术的发展，有关糖的研究终于进入了新阶段。第一节第一节 概述概述一、糖的定义一、糖的定义 糖类物质是一类多羟基醛或多羟基酮类化合物或聚合物；糖类物质是一类多羟基醛或多羟基酮类化合物或聚合物；在最初研究糖的结构时，糖类物质的分子通式为在最初研究糖的结构时，糖类物质的分子通式为Cn(H2O)n，所以长期以来人们都把它们称为所以长期以来人们都把它们称为碳水化合物。碳水化合物。二、糖的分类二、糖的分类 糖类物质可以根据其水解情况分为：单糖、寡糖和多糖；糖类物质可以根据其水解情况分为：单糖、寡糖和多糖；在生物体内，糖类物质主要以均一多糖、杂多糖、糖蛋白和在生物体内，糖类物质主要以均一多糖、杂多糖、糖蛋白和蛋白聚糖形式存在。蛋白聚糖形式存在。三、糖的生物学功能1.能源物质：能源物质：通过生物氧化而释放出大量的能量，以满足通过生物氧化而释放出大量的能量，以满足生命活动的需要。如淀粉和糖原是重要的生物能源。生命活动的需要。如淀粉和糖原是重要的生物能源。2.生物物质合成的碳源：生物物质合成的碳源：糖类物质在生物体内经转换可合糖类物质在生物体内经转换可合成蛋白质、脂类、核酸及其他物质。成蛋白质、脂类、核酸及其他物质。3.生物结构物质：生物结构物质：如纤维素是植物的结构糖，蛋白聚糖是如纤维素是植物的结构糖，蛋白聚糖是动物结缔组织和润滑物质的主要成分，肽聚糖是原核生动物结缔组织和润滑物质的主要成分，肽聚糖是原核生物细胞壁的结构物质。物细胞壁的结构物质。4.信息识别与传递：信息识别与传递：糖蛋白和糖脂等物质参与了生物的信息糖蛋白和糖脂等物质参与了生物的信息识别和传递。如某些激素的受体、抗体和血型物质。识别和传递。如某些激素的受体、抗体和血型物质。第二节 单 糖一、一、单糖的种类单糖的种类l1.1.根据糖分子的碳原子数可分为：根据糖分子的碳原子数可分为：三碳糖、四三碳糖、四碳糖、五碳糖（戊糖）和六碳糖（己糖）碳糖、五碳糖（戊糖）和六碳糖（己糖）。l2.2.根据糖的功能团的不同可分为根据糖的功能团的不同可分为醛糖醛糖和和酮糖酮糖。二、单糖的结构二、单糖的结构开链结构 平面环状结构 构象式果糖的开链结构果糖的开链结构 果糖的果糖的 平面环状结构平面环状结构 Haworth projectionA Haworth projection is a conventional planar representation of a cyclized monosaccharide molecule.The hydroxyls that are represented to the right of the chain in a Fischer projection are shown below the plane in a Haworth projection.Plane of the ring is perpendicular to that of the paper and the heavy line projects towards the reader三、单糖的异构现象1.单糖中的异构种类：单糖中的异构种类：异构现象结构异构：碳原子数相同的酮糖碳原子数相同的酮糖碳原子数相同的酮糖碳原子数相同的酮糖和醛糖互为结构异构体和醛糖互为结构异构体和醛糖互为结构异构体和醛糖互为结构异构体立体异构旋光异构差向异构异头异构三、单糖的异构现象2.单糖的旋光异构体数目：单糖的旋光异构体数目：2n n为手性碳原子数目。为手性碳原子数目。3.旋光异构的表示法：旋光异构的表示法：DL构型命名系统在反映旋光构型命名系统在反映旋光化合物之间的构型联系方面有它化合物之间的构型联系方面有它的优点，但有很大的局限性，不的优点，但有很大的局限性，不够准确。够准确。RS构型命名系统在表示手性构型命名系统在表示手性碳原子构型方面十分准确，但比碳原子构型方面十分准确，但比较繁琐，如较繁琐，如D-葡萄糖在葡萄糖在RS系统中系统中命名为：命名为：2R,3S,4R,5R-己醛糖。己醛糖。由于习惯的原因，现在仍然沿由于习惯的原因，现在仍然沿用用DL系统名称。系统名称。三、单糖的异构现象三、单糖的异构现象4.差向异构：在碳原子数相同差向异构：在碳原子数相同的同类单糖中，只有一个的同类单糖中，只有一个手性碳原子的构型不同的手性碳原子的构型不同的单糖，互为差向异构。单糖，互为差向异构。5.异头异构异头异构异头异构异头异构：在单糖的环状结：在单糖的环状结构中，羰基碳原子成为新构中，羰基碳原子成为新的手性中心，导致的手性中心，导致C1差向差向异构，产生两个非对映异异构，产生两个非对映异构体，这种羰基碳上形成构体，这种羰基碳上形成的差向异构称为异头物。的差向异构称为异头物。四、单糖的性质1.旋光性与变旋现象：当平面偏振光通过旋光物质的溶液时，旋光性与变旋现象：当平面偏振光通过旋光物质的溶液时，则光的偏振平面会向右（顺时针方向或正向，用则光的偏振平面会向右（顺时针方向或正向，用“”表示）表示）旋转或向左（逆时针方向或反向，用旋转或向左（逆时针方向或反向，用“”表示）旋转，使表示）旋转，使偏振面向右旋的称右旋光物质，左旋的称左旋光物质。偏振面向右旋的称右旋光物质，左旋的称左旋光物质。几乎所有的单糖及其衍生物都有旋光性，许多单糖在水溶几乎所有的单糖及其衍生物都有旋光性，许多单糖在水溶液中发生变旋现象。液中发生变旋现象。-D-半乳糖（52.8 ）-D-半乳糖（150）平衡时，混合物的比平衡时，混合物的比旋光度为旋光度为80.2 四、单糖的性质四、单糖的性质2.单糖的还原性：醛糖含有游离的醛基，具有很好的还原性。在单糖的还原性：醛糖含有游离的醛基，具有很好的还原性。在碱性溶液中，能被多种重金属离子氧化成醛糖酸，亦可被较强碱性溶液中，能被多种重金属离子氧化成醛糖酸，亦可被较强的氧化剂如稀硝酸氧化成二羧酸或醛糖二酸。的氧化剂如稀硝酸氧化成二羧酸或醛糖二酸。银镜反应、银镜反应、Fehling反应、反应、Benedict反应等。反应等。Fehling试剂：酒石酸钾钠、氢氧化钠和硫酸铜。试剂：酒石酸钾钠、氢氧化钠和硫酸铜。Benedict试剂：柠檬酸、碳酸钠和硫酸铜。试剂：柠檬酸、碳酸钠和硫酸铜。3.单糖的氧化性：单糖的醛基在适当的条件下，可被较强的还原单糖的氧化性：单糖的醛基在适当的条件下，可被较强的还原剂如硼氢化钠还原为糖醇。剂如硼氢化钠还原为糖醇。4.单糖的成苷作用：环状单糖的半缩醛（或半缩酮）羟基与另一单糖的成苷作用：环状单糖的半缩醛（或半缩酮）羟基与另一化合物发生缩合形成的缩醛（缩酮）称为糖苷或苷化合物发生缩合形成的缩醛（缩酮）称为糖苷或苷（glycoside）。在有机化学中常称为糖甙或甙。）。在有机化学中常称为糖甙或甙。五、单糖的衍生物1.单糖的磷酸酯：存在于各种细胞中，是许多代谢途径的主要参与者。单糖的磷酸酯：存在于各种细胞中，是许多代谢途径的主要参与者。2.糖醇：糖醇是单糖羰基的还原产物，自然界广泛存在的有：山梨醇、甘露糖醇：糖醇是单糖羰基的还原产物，自然界广泛存在的有：山梨醇、甘露醇、半乳糖醇、木糖醇、核糖醇等。糖醇是生物体的代谢产物也是工业醇、半乳糖醇、木糖醇、核糖醇等。糖醇是生物体的代谢产物也是工业产品，主要用于制药和食品工业。产品，主要用于制药和食品工业。3.糖酸：主要是醛糖的氧化产物，主要有：醛糖酸、糖二酸和糖醛酸。糖酸：主要是醛糖的氧化产物，主要有：醛糖酸、糖二酸和糖醛酸。4.脱氧糖：单糖分子中一个或多个羟基被氢原子取代的单糖。常见的有：脱氧糖：单糖分子中一个或多个羟基被氢原子取代的单糖。常见的有：D2脱氧核糖、脱氧核糖、L鼠李糖、鼠李糖、L-岩藻糖等。岩藻糖等。5.氨基糖氨基糖：分子中一个羟基被氨基取代的单糖。常见的有：葡糖胺和乳糖胺。：分子中一个羟基被氨基取代的单糖。常见的有：葡糖胺和乳糖胺。二者又可衍生成多种物质，如胞壁酸、神经氨酸和唾液酸等。二者又可衍生成多种物质，如胞壁酸、神经氨酸和唾液酸等。6.糖苷：糖苷：糖苷配基为酚类、甾醇或含氮碱等的单糖或寡糖衍生物。糖苷配基为酚类、甾醇或含氮碱等的单糖或寡糖衍生物。第三节第三节 寡寡 糖糖一、寡糖的结构：一、寡糖的结构：由多个单糖通过糖苷键连接而成的复杂糖类物质。由多个单糖通过糖苷键连接而成的复杂糖类物质。1.糖单位的多少：一般指由糖单位的多少：一般指由220个糖单位（单糖残基）组成，个糖单位（单糖残基）组成，但其上限并不绝对固定，所以寡糖和多糖并没有严格的界限。但其上限并不绝对固定，所以寡糖和多糖并没有严格的界限。2.糖苷键的类型：从异头碳原子的构型分为糖苷键的类型：从异头碳原子的构型分为和和型，从成型，从成键的位置位置分为键的位置位置分为11，1 2，1 3，1 4，1 5，1 6。其中。其中1 3，1 5糖苷键较少见。糖苷键较少见。3.寡糖的命名：许多寡糖都有俗名，如麦芽糖、蔗糖、棉籽糖寡糖的命名：许多寡糖都有俗名，如麦芽糖、蔗糖、棉籽糖等，系统命名见课本等，系统命名见课本39页。页。第三节第三节 寡寡 糖糖二、常见的寡糖二、常见的寡糖1.麦芽糖（麦芽糖（Maltose）：）：2.纤维二糖（纤维二糖（Cellobiose）:3.蔗糖（蔗糖（Sucrose）:4.乳糖（乳糖（Lactose）:第四节 多 糖 在生物体内，糖类物质主要以均一多糖、杂多糖、糖蛋白和蛋白聚糖形式存在。多糖是高分子化合物，相对分子量极大，从30,000 400,000,000。多糖在水溶液中不形成真溶液，只能形成胶体，没有甜味，也无还原性，有旋光性，但无变旋现象。一、均一多糖（同多糖）一、均一多糖（同多糖）多糖可以由一种单糖缩合而成，如戊糖胶(pentosan)，木糖胶(xylan),阿拉伯糖胶(arabinan)、己糖胶(淀粉、糖原、纤维素等)，称为均一多糖(homopolysacchaide)。(一一)淀粉淀粉（Starch）l-淀粉酶可将淀粉水解为麦芽糖。乙酰溴化物与淀粉作用也生成乙酰麦芽糖，由此可见淀粉的组成单位是麦芽糖。l用热水处理淀粉或用极性溶剂处理淀粉都可以将淀粉分为两种成分；一种为可溶部分，称为直链淀粉；另一种为不溶部分，称为支链淀粉。1.1.直链淀粉直链淀粉l直链淀粉中葡萄糖单位以直链淀粉中葡萄糖单位以（1 14 4）糖苷键）糖苷键聚合而聚合而成。有一个还原端和一个非还原端。成。有一个还原端和一个非还原端。l整个分子称整个分子称呈螺旋结构呈螺旋结构，遇碘显紫蓝色。，遇碘显紫蓝色。l一般由一般由600600到到12001200个葡萄糖单位组成，相对分子量个葡萄糖单位组成，相对分子量在在1105 到到2106 D。l在天然淀粉中约有在天然淀粉中约有20-30%20-30%的淀粉为直链淀粉。的淀粉为直链淀粉。2.支（枝）链淀粉支（枝）链淀粉l支支链链淀淀粉粉中中的的绝绝大大部部分分D-D-葡葡萄萄糖糖通通过过（1 14 4）糖糖苷苷键键构构成成糖糖链。链。l在在分分枝枝点点处处存存在在（1 16 6）糖糖苷苷键键。形形成成分分枝枝的的侧侧链链。支支链链淀淀粉分子是高度分支的，约每粉分子是高度分支的，约每2525到到3030个糖单位就有一个分枝点。个糖单位就有一个分枝点。l支支链链淀淀粉粉的的分分子子较较直直链链淀淀粉粉大大得得多多，一一般般平平均均由由60006000到到3700037000个个D-D-葡萄糖残基组成。其分子量约为葡萄糖残基组成。其分子量约为1106 到到6106 D。l支支链链淀淀粉粉分分子子呈呈现现复复杂杂的的树树状状分分枝枝结结构构，整整个个分分子子有有很很多多的的非非还原端，而只有一个还原端，还原端，而只有一个还原端，遇碘显紫红色遇碘显紫红色。l在天然淀粉中约有在天然淀粉中约有70-80%70-80%的淀粉为支链淀粉。的淀粉为支链淀粉。（二）（二）糖原糖原l糖原为动物体内贮存的主要多糖，此多糖相当于植物体内糖原为动物体内贮存的主要多糖，此多糖相当于植物体内贮存的淀粉，所以糖原也称为动物淀粉。贮存的淀粉，所以糖原也称为动物淀粉。l高等动物的肝脏和肌肉组织中含有较多的糖原。糖原在肝高等动物的肝脏和肌肉组织中含有较多的糖原。糖原在肝脏和肌肉中的含量分别约占湿重的脏和肌肉中的含量分别约占湿重的5%和和1.5%。软体动物软体动物也含有糖原，甚至于在玉米和一些细菌中也曾发现能合成也含有糖原，甚至于在玉米和一些细菌中也曾发现能合成类似糖原的多糖成分。类似糖原的多糖成分。l糖原的结构糖原的结构与支链淀粉的结构类似，但其分支程度更高，与支链淀粉的结构类似，但其分支程度更高，支链更短，平均每支链更短，平均每1212个糖单位发生一次分支。糖原的分子个糖单位发生一次分支。糖原的分子量为量为3106到到15106D。（三）纤维素l纤纤维维素素是是自自然然界界中中分分布布最最广广、含含量量最最多多的的一一种种多多糖糖。无无论论一一年年生生或或多多年年生生植植物物，尤尤其其是是各各种种木木材材都都含含有有大大量量的的纤纤维维素素，如如木木材材中中5050以以上上，麻麻纤纤维维中中70708080，棉棉花花纤纤维维中中90909898。植植物物体体内内约约有有5050的的碳碳存存在在于于纤纤维维素素的的形形式式。估估计计地地球球上上绿绿色色植植物物每每年年大大约约净净产产有有机机物物15-201015-20101010吨吨，其其中中纤纤维素占三分之一至二分之一。维素占三分之一至二分之一。l纤纤维维素素是是由由葡葡萄萄糖糖以以（1 14 4）糖糖苷苷键键连连接接而而成成 的的直直链链，每每个个单单糖糖单单位位相相对于前一个单糖单位翻转对于前一个单糖单位翻转180180，使得整个糖链采取完全伸展的构象。使得整个糖链采取完全伸展的构象。l在植物细胞壁中，微纤维包埋在果胶物质、半纤维素、木质素、伸展蛋白在植物细胞壁中，微纤维包埋在果胶物质、半纤维素、木质素、伸展蛋白等组成的基质中。在木材中，纤维素则常与半纤维素和木质素共同存在。等组成的基质中。在木材中，纤维素则常与半纤维素和木质素共同存在。l天然纤维素为无臭、无味的白色丝状物。纤维素不溶于水、稀酸、稀碱和天然纤维素为无臭、无味的白色丝状物。纤维素不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂。有机溶剂。（四）几丁质（壳多糖）（四）几丁质（壳多糖）（ChitinChitin）l几丁质几丁质(chitin)(chitin)存在于昆虫和甲壳类动物的甲壳之中存在于昆虫和甲壳类动物的甲壳之中,又又称甲壳质或壳多糖。据研究资料估计自然界中每年生成称甲壳质或壳多糖。据研究资料估计自然界中每年生成的几丁质约有一百亿吨。的几丁质约有一百亿吨。l在天然聚合物中几丁质的贮存量占第二位，仅次于纤维在天然聚合物中几丁质的贮存量占第二位，仅次于纤维素。素。l l几几几几丁丁丁丁质质质质也也可可视视为为纤纤维维素素的的类类似似物物。相相当当于于纤纤维维素素的的C-2C-2位位置置上上的的羟羟基基由由乙乙酰酰氨氨基基团团置置换换。几几丁丁质质难难得得单单独独存存在在于自然界，一般都与蛋白质络合或呈现共价的结合。于自然界，一般都与蛋白质络合或呈现共价的结合。（四）几丁质（壳多糖）（四）几丁质（壳多糖）（ChitinChitin）l由几丁质的提纯和部分水解作用可鉴出几丁质中的由几丁质的提纯和部分水解作用可鉴出几丁质中的寡糖成分，从而证明几丁质分子为寡糖成分，从而证明几丁质分子为2-2-乙酰氨基乙酰氨基-2-2-脱脱氧氧-D-D-吡喃葡糖的同聚物；各个残基都是通过吡喃葡糖的同聚物；各个残基都是通过-l-l，4-4-糖苷键的形式联接成不分支的长链结构。糖苷键的形式联接成不分支的长链结构。二、植物杂多糖l主要包括：果胶物质、半纤维素、木葡主要包括：果胶物质、半纤维素、木葡聚糖、琼脂、角叉聚糖等聚糖、琼脂、角叉聚糖等三、细菌杂多糖三、细菌杂多糖1.1.肽聚糖（肽聚糖（peptidoglycanpeptidoglycan）也称黏肽或胞壁质，）也称黏肽或胞壁质，是细菌细胞壁的结构成分。由多糖和短肽共价交是细菌细胞壁的结构成分。由多糖和短肽共价交联而成。联而成。l肽聚糖的多糖属糖胺聚糖，其单糖单位为：肽聚糖的多糖属糖胺聚糖，其单糖单位为：N-N-乙乙酰葡萄糖胺（酰葡萄糖胺（NAGNAG）和）和N-N-乙酰胞壁酸（乙酰胞壁酸（NAMNAM）。糖）。糖单位之间的连接是单位之间的连接是-l-l，4-4-糖苷键。糖苷键。l短肽部分包括一个四肽和一个五聚甘氨酸。短肽部分包括一个四肽和一个五聚甘氨酸。l肽聚糖是一个由共价键连接，肽聚糖是一个由共价键连接，包围着整个细菌细包围着整个细菌细胞的囊状大分子。胞的囊状大分子。三、细菌杂多糖三、细菌杂多糖2.磷壁酸（磷壁酸（teichoic-acid）磷壁酸是革兰氏阳性（磷壁酸是革兰氏阳性（G+）菌细胞壁特殊组）菌细胞壁特殊组份，由核糖醇份，由核糖醇(Ribitol)或甘油或甘油(Glyocerol)残基残基经由磷酸二酯键互相连接而成的酸性多糖。经由磷酸二酯键互相连接而成的酸性多糖。甘油磷壁酸的结构又分下列三个类型：甘油磷壁酸的结构又分下列三个类型：甘油磷壁酸的结构又分下列三个类型：甘油磷壁酸的结构又分下列三个类型：核糖醇磷壁酸分子的基本结构单位是核糖醇磷酸。在基核糖醇磷壁酸分子的基本结构单位是核糖醇磷酸。在基本结构单位外还含有本结构单位外还含有D-D-丙氨酸糖或氨基糖。其通式可丙氨酸糖或氨基糖。其通式可表示如下：表示如下：l磷壁酸抗原性很强，是磷壁酸抗原性很强，是革兰氏阳性革兰氏阳性菌的重要表面抗原；在菌的重要表面抗原；在调节离子通过粘肽层中起作用；也可能与某些酶的活性有调节离子通过粘肽层中起作用；也可能与某些酶的活性有关；某些细菌的磷壁酸，能粘附在人类细胞表面，其作用关；某些细菌的磷壁酸，能粘附在人类细胞表面，其作用类似菌毛，可能与致病性有关。类似菌毛，可能与致病性有关。l磷壁酸分壁磷壁酸磷壁酸分壁磷壁酸(Wall teichoic acid)和膜磷壁酸和膜磷壁酸(Membrane teichoic acid)两种，前者和细胞壁两种，前者和细胞壁中肽聚糖的中肽聚糖的N-乙酰胞壁酸连结；乙酰胞壁酸连结；膜磷壁酸又称脂磷壁酸膜磷壁酸又称脂磷壁酸(Lipteichoic acid)和细胞膜连结，和细胞膜连结，另一端均游离于细胞壁外。另一端均游离于细胞壁外。第五节 糖生物学-糖组学（Glycomics）概概 述述1.糖生物学的定义：研究糖复合物中糖链的结构、生物合成糖生物学的定义：研究糖复合物中糖链的结构、生物合成和生物学功能的一门科学。和生物学功能的一门科学。2.糖生物学形成中的一些标志性研究成果：糖生物学形成中的一些标志性研究成果：（1）20世纪世纪60年代发现在细胞表面上密布有糖缀合物年代发现在细胞表面上密布有糖缀合物,推测推测这些糖缀合物糖链在生命过程中担负分子识别的功能。这些糖缀合物糖链在生命过程中担负分子识别的功能。（3）80年代末负责糖链合成的糖基转移酶的克隆年代末负责糖链合成的糖基转移酶的克隆,揭揭示糖链多样性是在基因水平和蛋白质水平进行调控的。示糖链多样性是在基因水平和蛋白质水平进行调控的。这些进展为糖链的结构功能研究的突破奠定了坚实的这些进展为糖链的结构功能研究的突破奠定了坚实的基础。基础。1988年牛津大学的生物化学家年牛津大学的生物化学家Dwek在一个早间电视节在一个早间电视节目中首次提出糖生物学目中首次提出糖生物学(Glycobiology)这个名称这个名称,并于当并于当年在年在 AnnualReviewofBiochemistry 上发表了上发表了题为题为“糖生物学糖生物学”的综述，预示糖生物学的诞生。的综述，预示糖生物学的诞生。（2）70年代由于物理化学测定方法的建立以及特异年代由于物理化学测定方法的建立以及特异的内切和外切糖苷酶在结构测定中的应用的内切和外切糖苷酶在结构测定中的应用,使结构测定使结构测定成为可能成为可能,揭示出糖链惊人的复杂性和多样性。揭示出糖链惊人的复杂性和多样性。l糖生物学研究的对象及内容：糖生物学研究的对象及内容：-研究对象：糖以共价键与蛋白质或脂类结合，形成研究对象：糖以共价键与蛋白质或脂类结合，形成糖复合物，包括糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂。糖复合物，包括糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂。-研究内容：糖链的化学结构、性质，糖链在细胞中的研究内容：糖链的化学结构、性质，糖链在细胞中的生物合成，糖链在生命系统中的功能，糖链的基因程序生物合成，糖链在生命系统中的功能，糖链的基因程序和分子操作。和分子操作。一、糖蛋白一、糖蛋白l糖蛋白是一类复合糖或一类缀合蛋白质，糖链作为缀糖蛋白是一类复合糖或一类缀合蛋白质，糖链作为缀合蛋白质的辅基行使多种生物学功能。合蛋白质的辅基行使多种生物学功能。l许多膜蛋白和分泌蛋白都是糖蛋白。如血型抗原、组许多膜蛋白和分泌蛋白都是糖蛋白。如血型抗原、组织相容性抗原、移植抗原、免疫球蛋白、血清清蛋白、织相容性抗原、移植抗原、免疫球蛋白、血清清蛋白、血清类粘蛋白、运铁蛋白、血浆铜蓝蛋白等。血清类粘蛋白、运铁蛋白、血浆铜蓝蛋白等。l不同的糖蛋白中含糖量变化很大，通常糖成分占糖蛋不同的糖蛋白中含糖量变化很大，通常糖成分占糖蛋白重量的白重量的1 1到到8080。（一）寡糖链的分子结构l糖糖蛋蛋白白多多肽肽链链常常携携带带许许多多短短的的杂杂糖糖链链。它它们们通通常常包包括括N-N-乙乙酰酰己己糖糖胺胺和和己己糖糖(常常是是半半乳乳糖糖和和或或甘甘露露糖糖，而而葡葡萄萄糖糖竟较少竟较少)。l糖糖链链末末端端成成员员常常常常是是唾唾液液酸酸(sialic(sialic acid)acid)或或L-L-岩岩藻藻糖糖(L-fucose)(L-fucose)。l寡寡糖糖链链常常分分支支，很很少少含含多多于于1515个个单单体体的的，一一般般含含210210个个单体，分子量相当于单体，分子量相当于5403,2005403,200。l寡糖链序列多变，信息丰富，功能多样。寡糖链序列多变，信息丰富，功能多样。l糖链数目变化很大糖链数目变化很大1.单糖的种类单糖的种类l葡萄糖葡萄糖(Glc)半乳糖半乳糖(Gal)l甘露糖甘露糖(Man)N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺(GlcNAc)l岩藻糖岩藻糖(Fuc)N-乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺(GalNAc)l木糖木糖(Xyl)唾液酸唾液酸(SA)-D-葡萄糖 -D-半乳糖 D-甘露糖 D-木糖 （Glc，）(Gal，)(Man，)(Xyl，)-D-N-乙酰葡糖胺 -D-葡糖醛酸 -L-艾杜糖醛酸 -D-葡糖胺（GlcNAc,）（GlcUA,)(IdoUA，)（GlcN）-D-N-乙酰半乳糖胺 -L-岩藻糖 唾液酸 -D-N-乙酰葡糖胺-尿苷二磷酸（GalNAc，)(Fuc，)(SA，)GlcNAc-UDP (单糖的英文缩写及代表符号在括号标明)2.寡糖链中单糖的连接方式lO-糖苷键糖苷键 l 形式有：形式有：l 12,12l 13,13l 14,14 l 16,16 3.寡糖链的一级结构和高级结构寡糖链的一级结构和高级结构l寡糖链的一级结构寡糖链的一级结构单糖的排列顺序及糖苷键的性质单糖的排列顺序及糖苷键的性质。l寡糖链的二级结构寡糖链的二级结构寡糖链的二级结构涉及糖环构象、糖苷键旋转角寡糖链的二级结构涉及糖环构象、糖苷键旋转角度及各原子之间的相互作用等。度及各原子之间的相互作用等。（二）寡糖链的多样性和复杂性寡糖链的多样性和复杂性l由由4个核苷酸组成的寡核苷酸，可能的序列仅个核苷酸组成的寡核苷酸，可能的序列仅有有24种；种；l而由而由4个己糖组成的寡糖链，可能的序列则多个己糖组成的寡糖链，可能的序列则多达达3万多种。万多种。l正是由于糖链结构的复杂性，使其可能包含的正是由于糖链结构的复杂性，使其可能包含的信息量比核酸和蛋白质大了几个数量级。信息量比核酸和蛋白质大了几个数量级。（三）寡糖链与蛋白质的连接方式寡糖链与蛋白质的连接方式N-N-连接连接：O-O-连接连接：GPI-GPI-连接：连接：GlcNAc Asn GalNAc Ser or Thr 1.N-连接糖蛋白连接糖蛋白l定义：定义：糖链的糖链的N-乙酰葡糖胺与多肽链的天冬酰乙酰葡糖胺与多肽链的天冬酰胺的酰胺氮连接，形成胺的酰胺氮连接，形成N-糖苷键，此种糖链为糖苷键，此种糖链为N-连接糖链，也称连接糖链，也称N-连接聚糖连接聚糖。l连接点的结构：连接点的结构：GlcNAc-N-Asn l糖基化位点：糖基化位点：N-连接聚糖中连接聚糖中Asn-X-SerThr三个氨基三个氨基 酸残基序列酸残基序列(其中其中X是除脯氨酸外的任是除脯氨酸外的任一氨基酸一氨基酸)称为称为糖基化位点糖基化位点。核心结构 高甘露糖型 复杂型 杂合型 N-连接糖链的结构连接糖链的结构Man Man Man GlcNAc GlcNAcAsn 2.O-连接糖蛋白连接糖蛋白l定义：定义：糖链的糖链的N-乙酰半乳糖胺与多肽链的丝氨乙酰半乳糖胺与多肽链的丝氨酸或苏氨酸的羟基连接，形成酸或苏氨酸的羟基连接，形成O-糖苷键，糖链糖苷键，糖链为为O-连接糖链，也称连接糖链，也称O-连接聚糖。连接聚糖。l 连接点的结构：连接点的结构：GalNAc-O-SerThrIgA分子的分子的O-连接糖链有连接糖链有6种种3.GPI-连接（锚定）糖蛋白连接（锚定）糖蛋白l定义：定义：糖磷脂酰肌醇糖磷脂酰肌醇(GPl)与多肽链连接与多肽链连接,此类蛋此类蛋白质称为白质称为GPl-连接糖蛋白或连接糖蛋白或GPl-锚定糖蛋白。锚定糖蛋白。l结构：结构：磷酸乙醇胺磷酸乙醇胺-甘露糖甘露糖-甘露糖甘露糖-甘露糖甘露糖-葡糖胺葡糖胺-磷脂酰肌醇。磷脂酰肌醇。二、脂多糖二、脂多糖脂类与糖脂类与糖（或低聚糖）结合的一类复合糖。细胞膜（或低聚糖）结合的一类复合糖。细胞膜中含有糖脂，是细胞识别的分子基础。中含有糖脂，是细胞识别的分子基础。糖脂的种类：糖脂的种类：鞘糖脂、甘油糖脂、胆固醇衍生的糖鞘糖脂、甘油糖脂、胆固醇衍生的糖脂、脂、GPI三、糖胺聚糖和蛋白聚糖三、糖胺聚糖和蛋白聚糖1.Glycosaminoglycans（粘多糖）The most abundant heteropolysaccharides（杂多糖杂多糖）in the body are the glycosaminoglycans(GAGs).These molecules are long unbranched polysaccharides containing a repeating disaccharide unit.The disaccharide units contain either of two modified sugars-N-acetylgalactosamine(GalNAc)or N-acetylglucosamine(GlcNAc)and a uronic acid（糖醛酸糖醛酸）such as glucuronate or iduronate（艾杜糖醛酸艾杜糖醛酸）.1.Glycosaminoglycans GAGs are highly negatively charged molecules,with extended conformation that imparts high viscosity to the solution.GAGs are located primarily on the surface of cells or in the extracellular matrix(ECM).Along with the high viscosity of GAGs comes low compressibility,which makes these molecules ideal for a lubricating fluid in the joints.At the same time,their rigidity provides structural integrity to cells and provides passageways between cells,allowing for cell migration.2.Examples of some common Glycosaminoglycans硫酸软骨素硫酸角质素肝素硫酸皮肤素透明质酸3.ProteoglycanslThe majority of GAGs in the body are linked to core proteins,forming proteoglycans(also called mucopolysaccharides).Proteoglycans are macromolecules containing glycosaminoglycan,whose structure components are simple and repetitive.lHighly negatively charged.lOn cell surface or Extracellular matrix.l lThe GAGs of proteglycan extend perpendicularly（垂直的）（垂直的）from the core in a brush-like structure.四、糖复合物中糖链的生物学功能四、糖复合物中糖链的生物学功能糖链影响糖蛋白新生肽链折叠和缔合；糖链影响糖蛋白新生肽链折叠和缔合；糖链影响糖蛋白的分泌与稳定性；糖链影响糖蛋白的分泌与稳定性；糖链参与分子识别和细胞识别；糖链参与分子识别和细胞识别；糖链与血型物质；糖链与血型物质；1.1.糖链在新生肽链折叠过程中的作用糖链在新生肽链折叠过程中的作用lN-glycanN-glycan在糖蛋白折叠过程中的作用在糖蛋白折叠过程中的作用糖蛋白折叠机制在药物开发上的应用l乙肝病毒乙肝病毒M被膜被膜蛋白的折叠：乙蛋白的折叠：乙肝病毒肝病毒M被膜蛋被膜蛋白在肝细胞内的白在肝细胞内的合成也是通过合成也是通过N-糖基化的加工、糖基化的加工、识别并折叠的识别并折叠的DNAlDwek和和Block发现将发现将N-nonyl deoxynojirimycin(NN-DNJ)加到肝细胞中时，可抑制内质网葡萄糖苷酶加到肝细胞中时，可抑制内质网葡萄糖苷酶II的活性，的活性，从而阻断乙肝病毒从而阻断乙肝病毒M被膜蛋白的折叠，使之不能从内质网中被膜蛋白的折叠，使之不能从内质网中分泌出来组装成有感染能力的病毒分泌出来组装成有感染能力的病毒l只要抑制只要抑制6%的细胞糖链加工就可使乙肝病毒的分泌降低的细胞糖链加工就可使乙肝病毒的分泌降低99%。这种抑制对宿主细胞几乎无影响，而对病毒却是致。这种抑制对宿主细胞几乎无影响，而对病毒却是致命的命的 l他们与马里兰州联合制药公司合作以土拨鼠为动物模型，他们与马里兰州联合制药公司合作以土拨鼠为动物模型，证明证明NN-DNJ可阻断病毒的复制而不危及动物的健康。迄今可阻断病毒的复制而不危及动物的健康。迄今为止尚未发现任何病毒突变株可以逃避该抑制效应，有望为止尚未发现任何病毒突变株可以逃避该抑制效应，有望成为乙肝患者的福音成为乙肝患者的福音 2.糖链与糖结合蛋白(Carbohydrate Binding Protein,CBP)识别介导的细胞黏附选择素选择素(selectin)与与SLeSLex x糖链识别的生理功能糖链识别的生理功能l8080年代后期由几个研究组独立地克隆了三种人类糖链结合蛋年代后期由几个研究组独立地克隆了三种人类糖链结合蛋白基因，称为选择素白基因，称为选择素(selectin)(selectin)，包括，包括L-、E-和和P-选择素选择素l19901990年年1111月同时由三个不同的研究组发现月同时由三个不同的研究组发现唾液酸路易斯唾液酸路易斯X X(SLe(SLex x)糖糖链的功能：的功能：1.Lowe,J.B.et al.ELAM-1-dependent cell adhesion to vascular endothelium determined by a transfected human fucosyltransferase cDNA.Cell,63:475,1990.2.Phillips,M.L.et al.ELAM-1 mediates cell adhesion by recognition of a carbohydrate ligand,sialyl-Lex.Science,250:1130,1990.3.Walz,G.et al.Recognition by ELAM-1 of the sialyl-Lex determintant on myeloid and tumor cells.Science,250:1132,1990.肿瘤转移过程中癌细胞出血管壁到达转移肿瘤转移过程中癌细胞出血管壁到达转移部位也类似白细胞出血管壁的机制部位也类似白细胞出血管壁的机制l转移中的肿瘤细胞可与血小板细胞上的转移中的肿瘤细胞可与血小板细胞上的P-选择素结合，选择素结合，并利用血小板细胞作为其保护伞逃避免疫系统的攻击并利用血小板细胞作为其保护伞逃避免疫系统的攻击l人恶性转移癌黑色素瘤人恶性转移癌黑色素瘤A375A375细胞株和舌鳞癌细胞株和舌鳞癌Tca8113Tca8113细细胞株胞膜上硫酸肝素样蛋白聚糖可作为胞株胞膜上硫酸肝素样蛋白聚糖可作为P-P-选择素素分子分子的配体，特异地介导肿瘤细胞与的配体，特异地介导肿瘤细胞与P-P-选择素素分子黏附分子黏附3.3.糖链在细胞信号传导中的作用糖链在细胞信号传导中的作用l白介素白介素IL-1、IL-1、IL-4、IL-6和和IL-7均有特异的、不依均有特异的、不依赖钙的糖识别活性，分别识别末端为赖钙的糖识别活性，分别识别末端为 2,3Neu5Ac的二天线的二天线N-糖链、糖链、GM4(Neu5Ac 2,3 Gal 1-Cer)、唾液酸内酯、唾液酸内酯、N-或或O-糖链的糖链的HNK-1样抗原表位和唾液酸化样抗原表位和唾液酸化Tn抗原。推测抗原。推测这些特异的糖识别活性与信号传导有关。这些特异的糖识别活性与信号传导有关。l糖鞘脂通过控制其组装和与膜蛋白或其它糖鞘脂糖链的相互糖鞘脂通过控制其组装和与膜蛋白或其它糖鞘脂糖链的相互作用调控细胞信号传导：作用调控细胞信号传导：HakomoriHakomori等多年的研究发现，糖鞘等多年的研究发现，糖鞘脂在细胞膜上丛集并形成糖鞘脂富集微区脂在细胞膜上丛集并形成糖鞘脂富集微区(GSL-enriched(GSL-enriched microdomain)microdomain)，与信号传导分子关联的糖鞘脂富集微区还参，与信号传导分子关联的糖鞘脂富集微区还参与信号传导。与信号传导。4.4.糖链代谢疾病糖链代谢疾病糖蛋白代谢疾病糖蛋白代谢疾病l糖基化先天缺损糖基化先天缺损(congenital defects in glycosylation,CDG)所引起的临床综合症最初于所引起的临床综合症最初于1980年发现年发现 l已发现至少已发现至少8种不同的种不同的CDG，被归纳为，被归纳为CDG-I和和CDG-II:CDG-I:N-糖链合成缺陷糖链合成缺陷CDG-II:N-糖链加工缺陷糖链加工缺陷 lCDG-Ic缺失缺失N-糖链前体末端葡萄糖的葡萄糖基转移酶。糖链前体末端葡萄糖的葡萄糖基转移酶。糖脂代谢疾病lGaucherGaucher病就是葡萄糖脑苷脂酶的遗传缺陷病。病就是葡萄糖脑苷脂酶的遗传缺陷病。高雪氏病（高雪氏病（Gauchers disease）又称葡糖脑苷脂沉积病（）又称葡糖脑苷脂沉积病（glucocerbroside lipidcsis）是因）是因葡萄糖脑苷脂酶葡萄糖脑苷脂酶(glucocerehrosidase)减少或缺乏，使葡萄糖脑减少或缺乏，使葡萄糖脑苷脂（苷脂（glucocerbroside）不能分解成半乳糖脑苷脂或葡萄糖和）不能分解成半乳糖脑苷脂或葡萄糖和N-酰基酰基鞘氨醇，因而葡萄糖脑苷脂在单核巨噬细胞系统各器官中大量沉积、引鞘氨醇，因而葡萄糖脑苷脂在单核巨噬细胞系统各器官中大量沉积、引起组织细胞大量增殖。起组织细胞大量增殖。重组葡萄糖脑苷脂酶重组葡萄糖脑苷脂酶(商品名为商品名为Cerezyme)治疗，一年的费用约为治疗，一年的费用约为二十万美元二十万美元 1982年年Radin最先提出用抑制剂减最先提出用抑制剂减少糖鞘脂的合成治疗少糖鞘脂的合成治疗Gaucher病的病的观点，最近，该治疗策略在转基因观点，最近，该治疗策略在转基因小鼠模型中得到证实。小鼠模型中得到证实。糖链修饰与疾病防治糖链修饰与疾病防治l许多疾病的发生和发展，如炎症及自身免疫疾病、老化、癌细胞异常增殖及转移、病原体感染等都与糖蛋白寡糖链的变化密切相关。l因此，针对糖链的变化，利用小分子化合物抑制糖苷转移酶和糖苷酶的催化活性，可以控制糖链的合成和水解，从而达到治疗疾病的目的。寡糖链后加工的糖苷水解酶抑制剂寡糖链后加工的糖苷水解酶抑制剂l寡糖链的合成和后加工过程包括了一系列糖苷寡糖链的合成和后加工过程包括了一系列糖苷水解酶的作用，如葡萄糖苷水解酶水解酶的作用，如葡萄糖苷水解酶I I（水解寡（水解寡糖链前体最外侧的葡萄糖基）、葡萄糖苷水解糖链前体最外侧的葡萄糖基）、葡萄糖苷水解酶酶IIII（水解内部的葡萄糖基）、甘露糖苷水解（水解内部的葡萄糖基）、甘露糖苷水解酶酶RERRER、甘露糖苷水解酶、甘露糖苷水解酶I I、IIII等。等。（1 1）-葡萄糖苷酶抑制剂与葡萄糖苷酶抑制剂与HIVHIV的防治的防治l第一个用于临床抗病毒作用的第一个用于临床抗病毒作用的-葡萄糖苷酶抑制剂是葡萄糖苷酶抑制剂是N-N-丁基丁基-1-1-脱氧野尻霉素脱氧野尻霉素(Bu-DNJ,SC-48334)(Bu-DNJ,SC-48334)，它对，它对-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶I I的抑制常数的抑制常数KiKi为为0.220.22 mol/Lmol/L，具有明显的抗，具有明显的抗HIVHIV作用。作用。l第二个用于临床的抑制剂是一种从澳大利亚的植物中分离得第二个用于临床的抑制剂是一种从澳大利亚的植物中分离得到的生物碱（到的生物碱（castanospermine,castcastanospermine,cast）的衍生物，即）的衍生物，即6-O-6-O-丁丁酰酰-cast-cast（BuCast,MDL28574BuCast,MDL28574），该化合物对），该化合物对HIVHIV的抑制作用的抑制作用比原始的生物碱强比原始的生物碱强3030倍，但抑制糖蛋白加工所需的倍，但抑制糖蛋白加工所需的ICIC5050却比却比castcast大大1010倍。倍。（2 2）神经氨酸酶抑制剂与流感防治）神经氨酸酶抑制剂与流感防治l流感病毒表面有两种糖蛋白：神经氨酸酶和血凝素。神流感病毒表面有两种糖蛋白：神经氨酸酶和血凝素。神经氨酸酶（经氨酸酶（NA)NA)可催化裂解宿主细胞和病毒粒血凝素上糖可催化裂解宿主细胞和病毒粒血凝素上糖侧链末端的唾液酸残基，从而促进病毒粒子从感染的呼侧链末端的唾液酸残基，从而促进病毒粒子从感染的呼吸道粘膜向周围组织扩散。吸道粘膜向周围组织扩散。l此外此外NANA还同样具有病毒的致病性，通过改变表面糖蛋白还同样具有病毒的致病性，通过改变表面糖蛋白血凝素的碳水化合物部分，增强病毒株的毒性，可引起血凝素的碳水化合物部分，增强病毒株的毒性，可引起流感症状和气道炎症的发生。流感症状和气道炎症的发生。l神经氨酸酶（又称为唾液酸酶，神经氨酸酶（又称为唾液酸酶，NANA）抑制剂通过选择性）抑制剂通过选择性地抑制、型流感病毒的神经氨酸酶，使病毒难以释地抑制、型流感病毒的神经氨酸酶，使病毒难以释放，并促进已释放的病毒相互凝聚，继而死亡。放，并促进已释放的病毒相互凝聚，继而死亡。l第第一一个个可可抑抑制制流流感感病病毒毒NANA的的抑抑制制剂剂是是2-2-脱脱氧氧-2,3-2,3-脱脱氢氢-N-N-乙乙酰酰神神经经氨氨酸酸(DANA(DANA，Neu5Ac2en)Neu5Ac2en)，但但由由于于活活性性及及其其特特异异性性太太低低，无无临临床床使使用用价价值值。后后来来根根据据NANA与与底底物物唾唾液液酸酸复复合合物物的的晶晶体体结结构构合合成成了了4-4-胍胍基基DANA(ZanamivirDANA(Zanamivir，扎扎那那米米韦韦)，对对流感病毒流感病毒NANA抑制效果提高抑制效果提高500500倍。倍。l19971997年年设设计计了了一一种种新新型型神神经经氨氨酸酸酶酶抑抑制制剂剂Oseltamivir(Oseltamivir(奥奥司司他他韦韦)，其其与与流流感感病病毒毒NANA比比对对人人的的同同类类酶酶的的亲亲和和力力大大100100万万倍倍，被被认认为为是是目目前前发发现现的的特特异异性性最最高高的的药药物物，该该药药物物于于19991999年年在在北北美美、欧欧洲洲和和日日本本等等地地上上市市。20012001年年1010月月在在我我国国上市。上市。达菲达菲 与甲型与甲型N1H1流感的防治流感的防治l目前市场上销售的达菲为罗氏制药独家目前市场上销售的达菲为罗氏制药独家生产的抗流感药物，其通用名称为生产的抗流感药物，其通用名称为磷酸磷酸奥司他韦奥司他韦（Oseltamivir phosphateOseltamivir phosphate）。）。l达菲是一种非常有效的流感治疗用药，达菲是一种非常有效的流感治疗用药，并且可以大大减少并发症（主要是气管并且可以大大减少并发症（主要是气管与支气管炎、肺炎、咽炎等）的发生和与支气管炎、肺炎、咽炎等）的发生和抗生素的使用，因而是目前治疗流感的抗生素的使用，因而是目前治疗流感的最常用药物之一，也是公认的抗最常用药物之一，也是公认的抗禽流感禽流感、甲型甲型H1N1H1N1病毒最有效的药物之一。病毒最有效的药物之一。5.糖链与器官移植l世界卫生组织的统计表明，全世界需要紧急器官移植手术的病人数世界卫生组织的统计表明，全世界需要紧急器官移植手术的病人数量与所捐献人体器官的数量比为量与所捐献人体器官的数量比为20 1，这个数字还不包括那些靠药，这个数字还不包括那些靠药物维持可以等待但又必须做器官移植手术的病人。如果把这一数字物维持可以等待但又必须做器官移植手术的病人。如果把这一数字加上，需要器官移植的病人数与器官捐献数的比值将拉大到加上，需要器官移植的病人数与器官捐献数的比值将拉大到30 1。在美国，每在美国，每16分钟就有一个人加分钟就有一个人加入到等待器官移植的行列，而全入到等待器官移植的行列，而全世界目前等待合适供体器官做移世界目前等待合适供体器官做移植手术的病人有植手术的病人有30万人。万人。为解决这一问题，科学家们将目光投向了猪。为解决这一问题，科学家们将目光投向了猪。5.糖链与器官移植猪器官的血管内皮细胞表面的糖链猪器官的血管内皮细胞表面的糖链抗原表位抗原表位Gal(1,3)Gal可被人抗可被人抗体体IgG和和IgM识别并引发补体反应，识别并引发补体反应，在几分钟内引起不可逆的超急性在几分钟内引起不可逆的超急性血管排斥血管排斥Gal(1,3)Gal糖链抗原存在于糖鞘糖链抗原存在于糖鞘脂中，人抗体只识别末端的三糖脂中，人抗体只识别末端的三糖Gal 1,3Gal 1,4GlcNAc人人 1,2岩藻糖基转移酶基因转入猪肾岩藻糖基转移酶基因转入猪肾细胞稳定表达后，可使猪肾细胞表细胞稳定表达后，可使猪肾细胞表达人的达人的H抗原，同时降低了抗原，同时降低了Gal(1,3)Gal的表达。的表达。6.6.寡糖链与血型寡糖链与血型五、发展趋势l l人类基因组计划的最新成果表明，人类基因组中只有约人类基因组计划的最新成果表明，人类基因组中只有约人类基因组计划的最新成果表明，人类基因组中只有约人类基因组计划的最新成果表明，人类基因组中只有约2.52.5万个基因，远万个基因，远万个基因，远万个基因，远远低于传统认为的远低于传统认为的远低于传统认为的远低于传统认为的1010万个基因的数目。而万个基因的数目。而万个基因的数目。而万个基因的数目。而2.52.5万个基因本身所携带的信息万个基因本身所携带的信息万个基因本身所携带的信息万个基因本身所携带的信息又如何构成人体这样一个异常复杂的动态系统呢？又如何构成人体这样一个异常复杂的动态系统呢？又如何构成人体这样一个异常复杂的动态系统呢？又如何构成人体这样一个异常复杂的动态系统呢？l l原核单细胞大肠杆菌原核单细胞大肠杆菌原核单细胞大肠杆菌原核单细胞大肠杆菌1 1分为分为分为分为2 2、2 2分为分为分为分为4 4、4 4分为分为分为分为88，在对数生长期几个，在对数生长期几个，在对数生长期几个，在对数生长期几个小时就可达到细胞数小时就可达到细胞数小时就可达到细胞数小时就可达到细胞数10108-98-9/ml/ml。l l而一个受精卵由而一个受精卵由而一个受精卵由而一个受精卵由1 1分为分为分为分为2 2、2 2分为分为分为分为4 4、4 4分为分为分为分为8 8、8 8分为分为分为分为1616个细胞，不但要互个细胞，不但要互个细胞，不但要互个细胞，不但要互相结合，还必须保持合理的空间配置和时间进程。人类从受精卵细胞发相结合，还必须保持合理的空间配置和时间进程。人类从受精卵细胞发相结合，还必须保持合理的空间配置和时间进程。人类从受精卵细胞发相结合，还必须保持合理的空间配置和时间进程。人类从受精卵细胞发育成为一个约育成为一个约育成为一个约育成为一个约40-5040-50兆个细胞集团的个体，不仅要经历受精卵细胞的分裂兆个细胞集团的个体，不仅要经历受精卵细胞的分裂兆个细胞集团的个体，不仅要经历受精卵细胞的分裂兆个细胞集团的个体，不仅要经历受精卵细胞的分裂增殖和有规律的细胞分化、分化细胞的合理立体配置和组织形成等一系增殖和有规律的细胞分化、分化细胞的合理立体配置和组织形成等一系增殖和有规律的细胞分化、分化细胞的合理立体配置和组织形成等一系增殖和有规律的细胞分化、分化细胞的合理立体配置和组织形成等一系列发育过程，还必须通过组织