1 糖生物学概念 1
1.1 糖生物学包括连接蛋白质和脂质的糖的多种功能 1
1.2 糖缀合物分成三大类 3
1.3 聚糖由相关化学结构的单糖组成 4
1.4 单糖间的糖苷键有多种构型 8
1.5 糖苷键的形成需要能量，并由特异酶催化 9
1.6 了解聚糖结构与功能间的关系比了解其他生物大分子困难 11
1.7 聚糖结构在基因组内间接编码 13
1.8 总结 14
2 N-连接糖基化 15
2.1 不同的N-连接聚糖有共同的核心结构 15
2.2 N-连接聚糖的组装须经三个主要步骤 16
2.3 N-连接聚糖的前体寡糖在脂质多萜醇上组装 17
2.4 连接多萜醇的前体寡糖被转移到多肽的天冬酰胺残基 19
2.5 糖苷酶和糖基转移酶修饰核心寡糖结构 20
2.6 杂合结构和聚乳糖胺序列是核心寡糖的常见延伸 23
2.7 ABO血型取决于红细胞聚糖的各种末端糖 24
2.8 数百个糖基转移酶产生非常多样的N-连接聚糖 26
2.9 单个糖蛋白的N-连接聚糖常为不均一的 27
2.10 连接单个糖蛋白的N-连接聚糖的性质取决于蛋白质和表达它的细胞 28
2.11 高甘露糖结构出现在低等真核生物中，但糖基化机构在高等生物中已进化到可以产生复合型聚糖 29
2.12 N-连接聚糖对多细胞生物的发育是不可或缺的 30
2.13 总结 30
3 寡糖构象 32
3.1 寡糖三维结构称为寡糖构象 32
3.2 单糖只拥有数目有限的构象 33
3.3 用扭角描述聚糖构象 34
3.4 局部空间和电子相互作用限制了糖苷键的可能构象 35
3.5 共价结构中己糖间的相互作用距离影响寡糖构象 38
3.6 协同相互作用决定寡糖的整体折叠 40
3.7 寡糖构象是动态的 42
3.8 近程和远程相互作用也决定多糖构象 42
3.9 寡糖构象可用X射线晶体学和核磁共振方法分析 44
3.10 总结 45
4.1 用酶法分析N-连接聚糖结构 47
4 聚糖结构分析策略 47
4.2 用凝集素分析分离的寡糖和整体糖缀合物 50
4.3 质谱和核磁共振波谱学是确定聚糖结构的有效物理方法 50
4.4 化学法合成小分子寡糖 52
4.5 酶法合成寡糖 53
4.6 糖与蛋白质或脂质用化学法连接产生新糖缀合物 55
4.7 总结 55
5 O-连接糖基化 57
5.1 黏蛋白是大型的和大量的O-糖基化保水蛋白质 57
5.2 一些细胞表面蛋白质具有黏蛋白样结构域 60
5.3 多数可溶性和细胞表面糖蛋白含有小簇O-连接糖 62
5.4 向蛋白质顺序添加单糖的黏蛋白型糖的生物合成发生在高尔基体内 63
5.5 蛋白聚糖是赋予胞外基质强度的大量O-糖基化蛋白质 64
5.6 细胞表面蛋白聚糖与生长因子相互作用 67
5.7 蛋白聚糖的生物合成除糖基转移酶外还需要一些修饰用酶 69
5.8 O-连接岩藻糖基聚糖对发育期胞外信号传导非常重要 72
5.9 在某些蛋白质上发现异常的O-连接糖基化 74
5.10 添加O-连接N-乙酰葡糖胺以修饰胞质蛋白和核蛋白 75
5.11 总结 77
6 糖脂和膜蛋白的糖基化 79
6.1 多数整合性膜蛋白都是糖基化的 80
6.2 神经细胞黏附分子的聚唾液酸化阻止细胞黏附 81
6.3 细胞膜含有糖脂和糖蛋白 82
6.4 糖鞘脂生物合成发生在高尔基体内 84
6.5 细胞表面糖脂对神经系统的发育非常重要 85
6.6 糖脂的分解缺陷引发疾病 88
6.7 有些蛋白质通过糖脂锚与膜结合 88
6.8 糖脂锚在内质网内添加到蛋白质上 90
6.9 连接糖脂锚的蛋白质定位于质膜 91
6.10 缺乏糖脂锚引发阵发性夜间血红蛋白尿疾病 93
6.11 总结 93
7 糖基化对蛋白质结构和功能的影响 96
7.1 研究糖基化影响的各种方法 96
7.2 糖可以稳定细胞黏附分子CD2的结构 98
7.3 寡糖置换锥虫多变表面糖蛋白的α螺旋 100
7.4 结合单糖可提高蛋白质的稳定性 102
7.5 N-糖基化可增强核糖核酸酶的稳定性 103
7.6 寡糖可调控蛋白质间的相互作用 105
7.7 覆盖蛋白质表面的寡糖可防止蛋白酶解 106
7.8 总结 108
8 细胞和生物体中的糖蛋白穿行 110
8.1 动物凝集素具有多种多样的结构和功能 110
8.2 凝集素在分泌途径中具有重要功能 111
8.3 钙连蛋白和钙网蛋白帮助糖蛋白在内质网折叠 112
8.4 凝集素参与错折叠糖蛋白的降解 113
8.5 L-型凝集素从内质网运送糖蛋白到高尔基体 114
8.6 甘露糖-6-磷酸残基将溶酶体酶靶向溶酶体 116
8.7 两类甘露糖-6-磷酸受体参与溶酶体酶靶向 118
8.8 脱唾液酸糖蛋白受体将变更的血清糖蛋白清除到肝脏 119
8.9 甘露糖受体从循环系统去除天然发生的糖蛋白 121
8.10 甘露糖受体也调控硫酸化激素的活性 123
8.11 某些胞内凝集素在细胞核内起作用 124
8.12 总结 125
9 细胞黏附和信号传导中的糖识别 127
9.1 选凝素是白细胞的黏附分子 128
9.2 选凝素的特异性糖配体已被确认 130
9.3 选凝素也是信号传导分子 132
9.4 C-型凝集素参与抗原呈递过程 133
9.5 DC-SIGN和DC-SIGNR增强对T细胞的人免疫缺陷病毒感染 135
9.6 siglec是细胞黏附和信号传导分子 136
9.7 唾液酸黏附素是巨噬细胞上的黏附受体 138
9.8 髓磷脂相关糖蛋白在中枢神经系统和外周神经系统中具有作用 140
9.9 CD22是B细胞的信号传导分子 141
9.10 胞外半乳凝素具有细胞黏附和细胞信号传导作用 142
9.11 甘露糖结合蛋白是宿主的防御分子 144
9.12 甘露糖结合蛋白启动凝集素补体激活途径 147
9.13 甘露糖受体协助巨噬细胞内化病原体 149
9.14 总结 151
10.1 凝集素依据一级结构分类 154
10 动物凝集素中的糖识别机制 154
10.2 C-型糖识别域以Ca2＋配合物形式与单糖两羟基结合 155
10.3 C-型糖识别域中少数残基确定结合的配体型 157
10.4 单糖结合的一些特性在糖识别域的所有型中是类似的 159
10.5 寡糖配体与选凝素的结合需要附加的与糖识别域的相互作用 160
10.6 很多凝集素中都发现延伸的结合位点 162
10.7 化合价和寡聚体几何结构决定凝集素对寡糖的特异性和亲和力 164
10.8 总结 167
11.1 植物和微生物聚糖具有哺乳动物中未发现的功能 168
11 植物、细菌和病毒糖生物学 168
11.2 植物利用寡糖作信号传导分子 169
11.3 常见的植物凝集素是生物学家的有用工具 171
11.4 有些植物凝集素是毒素 173
11.5 许多细菌毒素是凝集素 176
11.6 细菌利用凝集素与宿主细胞表面结合 177
11.7 病毒利用凝集素靶向细胞表面 179
11.8 凝集素在进化早期出现，但在高等生物中有多样功能 181
11.9 总结 184
12 糖基化与疾病 186
12.1 N-连接聚糖合成中酶的突变导致糖基化先天性失常 186
12.2 糖基转移酶的反常表达造成血凝缺陷 188
12.3 糖尿病中出现的蛋白质化学糖化 189
12.4 糖的抗体能引发疾病 190
12.5 类风湿关节炎中IgG糖基化的变更 192
12.6 糖基化的改变与癌症相关 193
12.7 糖基化改变的监测可能对癌症的检测和治疗有用 195
12.8 总结 197
13 糖生物学前景 199
13.1 特异性聚糖作用的重要线索将继续来自生化和基因的研究 199
13.2 基因组学开始为糖生物学提供新的洞察力 201
13.3 糖组学将对糖生物学提出全面看法 201
13.4 模式生物对糖基化的原始功能分析最为有用 202
13.5 从分子基础上了解聚糖的作用需要进一步阐明结构和功能间的关系 203
13.6 有关糖生物学的不断增加的知识正用于解决实际问题 203
13.7 总结 204
索引 205