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锵之
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1 生物大分子夏玉琼 2015/11/18

2 提纲生物大分子概述蛋白质蛋白质的结构几种蛋白质多糖糖蛋白 2

3 生物大分子胶原蛋白丝素蛋白弹性蛋白纤维素几丁质 RNA DNA

4 生物大分子的优缺点优点生物相容性好细胞粘附和生长性能强毒性小能够被天然酶降解缺点易产生免疫排斥反应温度高 ( 超过熔点 ) 时易分解或变性化学性质因来源不同而差异较大 4

5 提纲生物大分子概述蛋白质蛋白质的结构几种蛋白质多糖糖蛋白 5

氨基酸的手性一般是把最小的基团放在最后的位置, 依次看其它三个基团的次序, 比如左图,NH2-COOH-R, 逆时针, 即为左旋 6 http://www.nbcnews.

6 氨基酸的手性一般是把最小的基团放在最后的位置, 依次看其它三个基团的次序, 比如左图,NH2-COOH-R, 逆时针, 即为左旋 6 science/t/how life became left handed/#.vuexs_nf8pw

7 天然氨基酸 7

7 nm 富含 β-sheet 的稳定性差 http://www.nslc.wustl.

8 蛋白质的二级结构 α-helix: 每个周期 0.54 nm, 3.6 个氨基酸 ; 每个氨基酸沿螺旋线上升 0.15 nm 旋转 100 o β-sheet: 平行的, 两个残基间距 0.65 nm; 反平行的, 间距 0.7 nm 富含 β-sheet 的稳定性差 helix.gif cloud.com/pages/b/beta sheet antiparallel vs parallel/ 8

蛋白质的二级结构 β- 转角 : 球蛋白的重要结构 http://classconnection.s3.

9 蛋白质的二级结构 β- 转角 : 球蛋白的重要结构 9

10 蛋白质的结构 10

11 提纲生物大分子概述蛋白质蛋白质的结构几种蛋白质多糖糖蛋白 11

12 胶原蛋白概述含量哺乳动物所含蛋白的 30% 分布皮肤骨腱软骨血管牙齿的主要纤维成分细胞骨架的重要成分特点耐湿热生物相容性良好生物可降解经过处理可消除抗原性促进组织恢复无异物反应 12

13 胶原蛋白的结构 I 型胶原蛋白三股螺旋, 两条 α1 和一条 α2 链每条链约 1000 个氨基酸, 氨基酸三个一组, 每组第三个总是甘氨酸螺旋长 280 nm, 宽 1.5 nm, 分子量约 content/uploads/2013/06/triple helical structure of collagen.png?resize=338%2c203

14 胶原蛋白的降解与交联胶原蛋白的降解因为天然胶原酶攻击其特定位置而逐步降解降解后自发变性, 成为明胶胶原蛋白的交联化学交联 : 化学修饰脱水交联 : 诱发肽链之间形成肽键, 降低胶原蛋白或明胶的溶解性 14

胶原蛋白的交联化学交联脱水交联 http://publish.uwo.ca/~jkiernan/formglut.htm http://www.

15 胶原蛋白的交联化学交联脱水交联 f10.jpg 15

16 丝素蛋白概述来源广泛蜘蛛蚕等通过丝腺分泌力学性能优良稳定性好不溶于绝大多数溶剂, 包括水稀酸稀碱强度和韧性好, 尤其是蜘蛛丝血液相容性好改性后, 抗凝血可缓慢降解 1 年后丧失主要的拉伸性能 16

螺旋的六角型堆积晶体, 每圈 3.2 残基 http://upload.wikimedia.

17 丝素蛋白的结构一级结构 Silk III Silk II Silk I 型 : 天然的未经处理的丝素蛋白, 无规线团或螺旋态 Silk II 型 : 人工加工的丝素蛋白, 反平行 β 折叠 Silk III 型 :I 到 II 的中间体,3 2 - 螺旋的六角型堆积晶体, 每圈 3.2 残基

18 丝素蛋白的加工 f2.2.jpg 18

19 弹性蛋白分布心脏附近主动脉的弓形结构韧带结构红色短肽负责交联绿色短肽赋予弹性 content/uploads/2010/07/elastin.jpg 19

20 提纲生物大分子概述蛋白质蛋白质的结构几种蛋白质多糖糖蛋白 20

单糖葡萄糖果糖半乳糖 Iduronic acid 艾杜糖醛酸 Glycosamine 氨基葡萄糖 Galatosamine 氨基半乳糖 N-Acetyl glycosamine N- 乙酰葡萄糖 http://cnx.

21 单糖葡萄糖果糖半乳糖 Iduronic acid 艾杜糖醛酸 Glycosamine 氨基葡萄糖 Galatosamine 氨基半乳糖 N-Acetyl glycosamine N- 乙酰葡萄糖 3efb 44c9 8ace is glucosamine benefits and arthritis/ Iduronic_acid.svg %28%2B%29 Galactosamine_Structural_Formulae_V.1.svg21 Acetylglucosamine.svg

22 二糖蔗糖乳糖麦芽糖 3efb 44c9 8ace 22

23 纤维素及其衍生物结构 D- 吡喃葡萄糖经 β-1,4 糖苷键连接分布植物细胞壁应用硝酸纤维素 : 血液透析膜材料醋酸纤维素 : 人工脏器

24 几丁质 / 甲壳素 / 壳聚糖分布昆虫和甲壳类动物的甲壳应用人造皮肤骨缺损填充材料药物缓释制剂结构几丁质 / 甲壳素壳聚糖 24

25 卡拉胶分布角叉莱, 一种红藻结构 κ 型仅在钾离子或钙离子的存在下形成凝胶凝胶具有热可逆性 : 高温溶解低温成胶生物活性抗凝血降血脂刺激结缔组织的生长 25

海藻酸钠分布褐藻的细胞膜, 以钙盐或镁盐存在结构应用 G 单元 M 单元与钙离子形成凝胶 ( 主要是 G 单元 ) 用于药物食品添加剂药物载体活细胞和酶的固定物 https://encrypted tbn1.gstatic.com/images?

26 海藻酸钠分布褐藻的细胞膜, 以钙盐或镁盐存在结构应用 G 单元 M 单元与钙离子形成凝胶 ( 主要是 G 单元 ) 用于药物食品添加剂药物载体活细胞和酶的固定物 tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcqc pxp2kdrc24gzqvi_w7mdra7d9bnewavndclieic6qyoqp46cq 26

27 氨基聚糖 ( 重复二糖单位构成,GAG) 透明质酸硫酸皮肤素硫酸角质素硫酸软骨素肝素 Heparan sulfate 硫酸乙酰肝素 27

28 蛋白聚糖 GAG 蛋白质和糖胺聚糖用共价键 ( 透明质酸除外 ) 连接成的复合物连接部分多数为 : 四个糖单位, 以 O- 糖苷键与蛋白质的丝氨酸相连

29 透明质酸分布关节滑液眼玻璃体性质水溶液能形成网状结构流变性质 : 低剪切速率下粘性, 高剪切速率下弹性应用眼科粘弹性保护剂 : 眼科手术滴眼液人工皮肤缺点力学性能较低 29

30 肝素分布广泛分布动物组织和体液中性质具有强酸性抗凝血, 输血时使用增加血管壁的通透性, 调控血管新生抗血栓 30

31 提纲生物大分子概述蛋白质蛋白质的结构几种蛋白质多糖糖蛋白 31

32 糖蛋白结构寡糖链作为辅基的蛋白分布结蹄组织中基质成分一切细胞外基质的成分分类膜结合糖蛋白可溶性糖蛋白结构糖蛋白 32

膜结合糖蛋白包括疏水肽段和亲水肽段, 常参与细胞识别常见的膜结合糖蛋白 : 酶受体凝结素运载蛋白 http://www.erin.

33 膜结合糖蛋白包括疏水肽段和亲水肽段, 常参与细胞识别常见的膜结合糖蛋白 : 酶受体凝结素运载蛋白 33

34 可溶性糖蛋白分布细胞内液体液腔道腺体分泌的粘液血浆中除白蛋白之外, 都是糖蛋白常见的可溶性糖蛋白酶 ( 核酸酶蛋白酶糖苷酶 ) 肽类激素 ( 绒毛膜促性腺激素 HCG 促黄体激素 LH 促红细胞生成素 EPO) 抗体补体某些生长因子干扰素抑素凝集素毒素 34

35 结构糖蛋白分布细胞外基质中的不溶性大分子糖蛋白常见的结构糖蛋白胶原纤粘连蛋白层粘连蛋白功能结构支撑连接和缓冲细胞的识别粘着与迁移细胞的增殖与分化 35

36 糖蛋白分子连接肽链和糖链的 N- 糖链方式肽链中的天冬酰胺通过酰胺基和糖链末端的 N- 乙酰氨基葡糖形成 N- 连接的糖苷键 36

37 糖蛋白分子连接肽链和糖链的 O- 糖链方式肽链中的丝氨酸或苏氨酸, 通过 -OH 与 N- 乙酰基半乳糖形成 O- 糖苷键 37

38 小结生物大分子 : 蛋白质核酸多糖蛋白质蛋白质的一级二级三级和四级结构胶原蛋白的结构丝素蛋白的结构弹性蛋白的结构多糖纤维素的结构几丁质的结构海藻酸钠的结构氨基聚糖的结构蛋白聚糖的结构糖蛋白的结构 38

39 思考题按照带电性质 ( 正电中性负电 ) 对以下多糖进行分类 : 纤维素壳聚糖海藻酸钠透明质酸肝素糖蛋白和蛋白聚糖有什么不同? 39

细胞外基质

细胞外基质 Extracellular Matrix, ECM 北京大学医学部细胞生物学系甄红英 hyzhen@bjmu.edu.cn 内容第一节细胞外基质的主要成分第二节细胞外基质的主要受体第三节细胞外基质的降解第四节细胞外基质的功能第五节细胞外基质相关疾病 ECM 的基本概念存在于细胞外间隙中概述 (Overview) 由蛋白质和糖类组装成的结构精细复杂的不溶性大分子纤维网络和凝胶