chap7-植物和微生物糖类课件.ppt

1、GPI化蛋白的结构GPI锚由哪几部分组成？（）GPI化的蛋白质与GPI锚中的哪部分共价连接？（）A.磷脂酰肌醇 B.甘油 C.糖链 D.磷脂酰乙醇胺 E.脂肪酸 F.神经酰胺锥虫表面的抗原（）A.是GPI化的蛋白质 B.可以从锥虫表面转移到宿主红细胞表面 C.可变性来自抗原蛋白结构域的重排 D.活性抗原基因总是位于染色体的端粒附近 E.抗原蛋白原的C端有一段短肽决定了蛋白质是否与GPI锚相连接阵发性夜间血红蛋白尿症的患者体内的一些补体调节蛋白不能正常GPI化，这是因为：A.患者体内补体调节蛋白的基因发生突变 B.患者体内缺乏酶将GlcNAc转移到磷脂酰肌醇上 C.患者体内缺乏酶将GlcNAc转

2、移到磷脂酰乙醇胺上 D.患者体内缺乏酶将Man转移到磷脂酰肌醇上第六章 植物和微生物糖类全球碳循环的重要环节全球碳循环与糖CO2糖有机体煤、石油与天然气合成代谢碳的固定：植物（光合作用）和微生物（光能、化能固定）复杂漫长的生物和化学转化燃烧分解呼吸全球能源需求1972-2005年：初年：初級能源需求成長級能源需求成長86.7%；初級能源中化石初級能源中化石能源占能源占80%以上以上；再生能源中以再生能源中以生生物质能物质能(約佔約佔79.4%)及水力及水力(約約16.7%)為主為主全球能源危机与碳排放危机由于持续高速的经济发展和能源对化石燃料的单一依赖性，造成碳的释放远远大于碳的固定，全球化石

3、燃料碳库资源告急！预计全球石油可开采約41年、天然气67年、煤192年、鈾53年。寻求新的替代能源日益殷切。改善全球气候和生态呼吁减少碳排放（增加碳固定）。植物糖生物学的几个有趣问题植物细胞壁的结构和功能？如何适应植物自身生长？细胞壁除了支持植物形体还有什么功能？如何利用植物细胞壁中的能源物质？固氮菌为何专一性感染豆科植物并结瘤？如何让植物更高效的固碳和固氮？利用转基因植物表达哺乳哺乳动物糖蛋白存在什么问题？对植物细胞壁认识的过程1665年，Robert hook 发现细胞壁；60年代前，细胞壁被认为是无生命的盒子；70年代，发现细胞壁内的酶和蛋白质；80年代，发现细胞壁对侵入病原有反应；90

4、年代，发现细胞壁在植物生长和分化中有重要的信号功能。植物细胞壁结构纤维素微原纤维-(1,4Glc)n-半纤维素网格：杂聚多糖果胶（半乳糖醛酸或半乳糖醛酸甲酯聚合物）结构糖蛋白木质素：芳香族化合物交联和修饰有关的酶类有花植物 初级细胞壁结构模型纤维素原纤维木葡聚糖果胶伸展蛋白半纤维素主要结构：单子叶植物（如禾谷类）：阿拉伯木聚糖 双子叶植物（如豆类）：木葡聚糖主要单糖成分：Glc、Gal、GalA、Rha、Fuc、Ara、Xyl结构糖蛋白Gly rich glycoproteinPro rich glycoproteinHyp rich glycoprotein(HRGP)伸展蛋白：含Ara的短

5、O-糖链 阿拉伯半乳聚糖蛋白(AGP)：含糖量90%以上植物细胞的生长植物细胞生长需要蛋白质和寡糖介导的木葡聚糖网络的松开过程。由膨胀蛋白、内切葡聚糖酶、木葡聚糖内切转移糖苷酶等催化完成。寡糖素植物自卫系统的激活及其机制在植物和病原体的相互作用中，任何一方的细胞 壁寡糖均可作为诱导子，引发植物的防御反应。寡糖激活剂 葡七聚糖 半乳糖醛酸寡聚糖 几丁质寡聚糖寡糖类植物生长调节剂解开木葡聚糖网络 木葡寡聚糖：(XXFG)半乳糖醛酸寡聚糖Oligosaccharides from fungal and plant cell walls that elicit plant defense respon

6、sesProposed model for the signaling leading to the activation of defense genes(PK)Protein kinase;(LOX)lipoxygenase;(JA)jasmonic acid.植物的天然防御体系小结保护性形态结构：蜡质、毛、刺、胶质等植保素phytoalexin：类萜和异黄酮木质素：木质化作用防止病原菌进一步扩展抗病蛋白：抵御病原的伤害，包括几丁质酶、体)、植物凝集素、病原相关蛋白。寡糖素RNAi凝集素根瘤菌与宿主共生的信息分子根瘤的形成是一个植物和根瘤菌共同参与的复杂过程。由豆科植物根系释放的类黄酮可以

7、诱导细菌nod基因表达 合成LCO结瘤因子 壳寡糖脂(LCO)结瘤基因 共同基因 调控基因 宿主专一性基因Structures of LCOs produced by Rhizobium strainsLCO由四聚或五聚壳寡糖主链组成，主链的非还原端连接有一长链不饱和脂肪酸。豆科寄主和根瘤菌间的识别具有种专一性。LCO可在极低浓度下可引起根尖敏感区大量基因应答，引发根瘤形成。植物糖蛋白中复杂型N-聚糖结构特点结构的不同导致植物N-糖链具有高免疫原性 核心1,3岩藻糖基 1,2木糖基转基因植物的糖基化工程改造 缺失GlcNAcT-1基因 敲除某些糖基转移酶Man-1,4-GlcNAc-1,4-G

8、lcNAc-AsnMan-1,3Man-1,6Fuc-1,3Fuc-1,6Xyl1,2发展和思考植物ECM如何合成和组装？ECM如何适应细胞体积变化而生长？糖基化对于植物的作用？植物凝集素在生理和发育中的作用?植物中的淀粉和纤维素可以被生物转化制造乙醇，从而对抗能源危机能源危机，其功与过？新能源生物燃料 淀粉乙醇 纤维素乙醇 生物柴油 沼气生物质能风能生物氢能光伏电池、燃料电池和温差热发电每种能源都有其优缺点，应仔细权衡，因地制宜的开发，不宜一窝蜂发展节能减排，从我做起，威力不可小视充分发展可再生能源，力争构筑全产业链。微生物糖生物学的几个有趣问题病原微生物的细胞壁多糖、凝集素与抗感染药物开发

9、微生物多糖的应用 微生物纤维素 黄原胶 透明质酸细菌中是否有糖蛋白？细菌多糖肽聚糖膜衍生寡糖(MDO)脂多糖荚膜多糖G+/G-细菌细胞壁结构的差异古细菌和某些细菌可使蛋白质糖基化细菌抵御补体和噬菌体攻击的第一道防线大肠杆菌的细胞壁G+和G-细菌细胞壁的差异细胞壁结构革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌厚度厚，2060薄，1015肽聚糖含量多，占胞壁干重5080%少，占胞壁干重10%左右脂类含量少，约14%多，约1122%磷壁酸有无外膜无有脂蛋白无有脂多糖无有肽聚糖的合成荚膜某些细菌细胞壁外存在的厚度不定的胶状物质。主要成分为多糖、多肽或蛋白质，也有DNA。同质多糖：葡聚糖（肠膜状明串珠菌等）、纤维素（木醋

10、杆菌）杂多糖：一些链球菌（如透明质酸的发酵制取）黄原胶(Xanthan)黄单胞杆菌Xanthomonas Campestris发酵产生的细胞外酸性杂多糖，由D-葡萄糖，D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸，以及丙酮酸和乙酸所组成的“重复单元”组成。可广泛应用于石油开采、印染、食品添加剂、医药和化妆品等。细菌糖蛋白古细菌和细菌的某些种可使蛋白糖基化，这些糖蛋白包括：表层蛋白、鞭毛蛋白、细胞分泌的多糖降解酶等。古细菌中发现了新型的糖复合物，如糖基化的多聚谷氨酸。细菌中发现与哺乳动物类似的糖复合物，如沙眼衣原体中高甘露糖型N-糖蛋白，肝素样分子。可能产生于基因的横向转移，与病原菌逃避宿主免疫系统有关。发展与思考病原微生物基因组的破译使得针对如Lipid A或KDO和庚糖合成为靶位的药物开发非常具有吸引力。细菌多糖的组装部位仍相当神秘。真菌细胞壁多糖甘露聚糖、葡聚糖、纤维素、几丁质等。蜗牛酶含有纤维素酶、甘露聚糖酶、葡糖酸酶、几丁质酶和脂酶等30余类酶，可用来制备酵母原生质体。