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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