硫酸角質素怎麼分離

A. 聚糖的種類及結構

氨基聚糖可根據其二糖單位的組成、結構及糖－肽連接方式大致分為五種：透明質酸（HA）、硫酸軟骨素(CS)、硫酸皮膚素(DS)、肝素(HEP)和硫酸乙醯肝素（或稱硫酸類肝素,HS）以及硫酸角質素(KS)。
①透明質酸。存在於大多數結締組織中，是唯一存在於某些細菌（如A型鏈球菌）的氨基聚糖。是結構最簡單的氨基聚糖。其重復二糖單位由葡萄糖醛酸及N-乙醯氨基葡萄糖組成，是唯一不發生硫酸化的氨基聚糖。亦不與蛋白質共價結合，因此不參與構成蛋白聚糖單體；但可與蛋白聚糖單體的核心蛋白質通過連接蛋白質借非共價鍵結合，故可作為多聚蛋白聚糖的聚合軸線。
②硫酸軟骨素。是哺乳動物體內最豐富的氨基聚糖，除大量存在於軟骨外，亦存在於皮膚、角膜、鞏膜、骨、動脈、心瓣膜及臍帶中。其重復二糖單位由葡萄糖醛酸及N-乙醯氨基半乳糖組成。硫酸化發生在乙醯氨基半乳糖的4或6位碳原子（即C-4或C-6）的-OH基上，分別稱為4-硫酸軟骨素、6-硫酸軟骨素（舊稱硫酸軟骨素A及硫酸軟骨素C）。
③硫酸皮膚素。不僅存在於皮膚中，亦出現在血管、心臟、心瓣膜、肌腱、關節囊、纖維軟骨、韌帶及臍帶等組織中。其二糖單位艾杜糖醛酸及N-乙醯氨基半乳糖的C-4發生硫酸化。硫酸皮膚素與核心蛋白質的連接方式與硫酸軟骨素接近，因此曾被稱為硫酸軟骨素B。
④肝素及硫酸乙醯肝素。雖列為同一類，但其分布、結構及功能頗具差異。肝素由緊靠血管的肥大細胞產生，並貯存於肥大細胞的顆粒中，應一定的刺激而釋放，具有抗凝血作用。硫酸乙醯肝素則普遍存在於各種細胞的表面，參與膜結構以及細胞之間和細胞與基質之間的相互作用。肝素和硫酸乙醯肝素的共同結構特點是由艾杜糖醛酸或葡萄糖醛酸和乙醯氨基葡萄糖組成二糖單位，此類氨基聚糖的硫酸化程度高。但肝素中艾杜糖醛酸多於葡萄糖醛酸，而在硫酸乙醯肝素中則二者大致相等。硫酸乙醯肝素與肝素相比其硫酸化程度較低而乙醯化程度較高。二者的核心蛋白質卻全然不同。肝素常以蛋白聚糖單位的形式存在。肝素的分子量范圍很寬，肝素的抗凝血活性與其分子量有關。由於肝素的抗凝血作用是通過與抗凝血酶結合，從而使某些凝血因子失去作用，而肝素與抗凝血酶的親和力在一定范圍內隨分子量的加大而增加。此外,肝素的抗凝活性還與N硫酸基及糖醛酸的羧基有關。硫酸乙醯肝素的核心蛋白質的肽鏈中存在疏水性區域，可嵌入細胞膜的脂雙層中，因此可作為細胞膜的結構成分。硫酸乙醯肝素分子暴露於質膜外表面的糖鏈及肽段可與細胞外基質中的某些成分，如膠原、纖粘連蛋白及層粘連蛋白相結合；其伸入胞質中的肽段可與細胞骨架成分如肌動蛋白相結合。因此,硫酸乙醯肝素既參與細胞之間和細胞－基質之間的相互作用，又可從細胞外向細胞內傳遞信息，但幾乎沒有抗凝血作用。
⑤硫酸角質素。具有兩種不同的類型。來自角膜的硫酸角質素Ⅰ是角膜中唯一的氨基聚糖，來自骨、軟骨及髓核等支架組織的硫酸角質素Ⅱ常與硫酸軟骨素一起構成蛋白聚糖。硫酸角質素在單糖組成及糖－肽連接方式上皆與糖蛋白相似，但因具有重復二糖序列及多硫酸化，故仍歸入氨基聚糖類。

B. 硫酸軟骨素的理化性質

1956年，Meyer等首先開始對不同組織中的酸性黏多糖的種類和含量的研究，鑒定出結締組織中存在CS和透明質酸、硫酸角質素等黏多糖。 CS在酸性、鹼性及酶解條件下生成的不飽和糖，包括低分子CS和CS的寡糖或雙糖均與β-消除反應有關。
CS在酸性、鹼性和和中性條件下的降解程度以232nm處的紫外吸光度值表示，紫外吸光度值越大表示降解程度越大，從而反映出CS在不同條件下的穩定性。 1、在醫學上主要的應用途徑是作為治療關節疾病的葯品，與氨基葡萄糖配合使用，具有止痛，促進軟骨再生的功效，可以從根本改善關節問題。
提供墊襯作用，緩和行動時的沖擊和摩擦，能將水分吸入蛋白多糖分子內，使軟骨變厚，並增加關節內的滑液量。軟骨素的重要功能之一就是作為輸送管道，把重要的氧供和營養素輸送至關節，幫助清除關節內的廢物，同時把二氧化碳和廢物加以排除。由於關節軟骨並無血液供應，因此所有的充氧、滋養及潤滑作用皆來自滑液。
2、硫酸軟骨素對角膜膠原纖維具有保護作用，能促進基質中纖維的增長，增強通透性，改善血液循環，加速新陳代謝，促進滲透液的吸收及炎症的消除；其聚陰離子具有強的保水性，能改善眼角膜組織的水分代謝，對角膜有較強的親和力，能在角膜表面形成一層透氣保水膜，改善眼部乾燥症狀。通過促進基質的生成，為細胞的遷移提供構架，有利於角膜上皮細胞的遷移，從而促進角膜創傷的癒合，滲出液的吸收及炎症的消除。
3、通過高科技深加工，可以治療神經性頭疼、三叉神經痛、冠心病、心絞痛、心肌缺氧、心腦血管疾病、關節痛、動脈粥樣硬化及肝炎等症，其中CS還具有抗凝和抗血栓形成的作用，也可用於因鏈黴素引起的聽覺障礙和肝臟功能受損的輔助治療以及高血脂的輔助治療。
4、可以作為保健品、食品中的添加劑，具有增強人體體質及抗病菌、美容、抗衰老等作用。改善聽力和肌膚乾燥。在體內可抑制小腸對脂質和葡萄糖的吸收以達到減肥作用。 CS廣泛存在於人和動物軟骨組織中。其葯用制劑主要含有硫酸軟骨素A和硫酸軟骨素C兩種異構體，不同品種、年齡等動物的軟骨中硫酸軟骨素的含量不同。其葯理作用表現為：
1、CS可以清除體內血液中的脂質和脂蛋白，清除心臟周圍血管的膽固醇，防治動脈粥樣硬化，並增加脂質和脂肪酸在細胞內的轉換率。
2、CS能有效地防治冠心病。對實驗性動脈硬化模型具有抗動脈粥樣硬化及抗致粥樣斑塊形成作用；增加動脈粥樣硬化的冠狀動脈分技或側支循環，並能加速實驗性冠狀動脈硬化或栓塞所引起的心肌壞死或變性的癒合、再生和修復。
3、 能增加細胞的信使核糖核酸(mRNA)和脫氧核糖核酸(DNA)的生物合成以及具有促進細胞代謝的作用。
4 、抗凝血活性低。硫酸軟骨素具有緩和的抗凝血作用，每lmg硫酸軟骨素A相當於0.45U肝素的抗凝活性。這種抗凝活性並不依賴於抗凝血酶III而發揮作用，它可以通過纖維蛋白原系統而發揮抗凝血活性。
5 、硫酸軟骨素還具有抗炎，加速傷口癒合和抗腫瘤等方面的作用。 長期的臨床應用發現，在動脈和靜脈壁上沉積的脂肪等脂質可以被有效地去除或減少，能顯著降低血漿膽固醇，從而防止動脈粥樣硬化的形成。
硫酸軟骨素用於治療神經痛、神經性偏頭痛、關節痛、關節炎以及肩胛關節痛，腹腔手術後疼痛等。
預防和治療鏈黴素引起的聽覺障礙以及各種噪音引起的聽覺困難、耳鳴症等，效果顯著。
對慢性腎炎、慢性肝炎、角膜炎以及角膜潰瘍等有輔助治療作用。
鯊魚軟骨中的軟骨素有抗腫瘤的作用。此外，硫酸軟骨素還應用於化妝品以及外傷傷口的癒合劑等。硫酸軟骨素為一種酸性粘多糖，是眼組織中的重要成份之一，具有促進角膜水分代謝和改善，適用於視疲勞，乾眼症。

C. 黏多糖症有辦法治療嗎

黏多糖貯積症 (mucopolysaccharidoses ， MPS) 是一類由於遺傳性酶缺乏，引起各組織中溶酶體內酸性黏多糖 (acid mucopolysaccharide) 的積聚而引起進行性損害的遺傳病。酸性黏多糖又稱糖胺多糖 (glycosaminoglycan) ，是一種長鏈復合糖分子，由己糖醛酸和氨基己糖或中性糖組成的二糖單位彼此相連而形成，可與蛋白質相連形成蛋白多糖 (proteoglycan) 。蛋白多糖是結締組織基質、線粒體、核膜、質膜等的重要組成成分。糖胺多糖因組成二糖單位的成分不同 , 主要包括 4- 硫酸軟骨素、 6- 硫酸軟骨素、硫酸乙醯肝素、硫酸皮膚素、硫酸角質素和透明質酸等。生物體內糖胺多糖是在溶酶體內一系列酶如葡萄糖苷酶、半乳糖苷酶、艾杜糖苷酸酶等的作用下逐步降解，最後釋放出多糖。

溶酶體酶的缺乏可導致部分降解的糖胺多糖分子堆積，沉積於溶酶體內，影響細胞的正常功能。糖胺多糖堆積的直接結果造成面容粗糙、皮膚增厚、角膜混濁、器官增大，細胞功能的損害可導致智力低下、生長遲緩、骨骼發育不良等，若同時伴膠原或纖維連接素的積聚，可引起關節僵硬和疝形成。不同的黏多糖貯積症是由於不同的酶缺乏所引起，導致不同的糖胺多糖降解產物堆積。一般而言，硫酸乙醯肝素的受損常與智力障礙有關，硫酸軟骨素和硫酸角質素的受損常導致間質異常。下表歸納了 7 種 MPS 的主要臨床症狀、酶缺陷和基因定位等。目前已基本明確 MPS 的分子機制，並用於產前診斷和雜合子的鑒定。除 MPS Ⅱ型為 X 連鎖外，其餘各型均為常染色體隱性遺傳

北京友誼醫院內科王潤華主任醫師認為，根據您介紹的資料分析，當地醫院診斷正確，您的確患的是粘多糖病。這是一種遺傳性疾病，有家族遺傳性。粘多糖是一類蛋白多糖，主要有透明質酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、硫酸乙醯肝素和硫酸角質素5種，它們在體內要進行一系列降解，最後釋出多糖。在降解過程中，任何一種酶發生遺傳性缺陷，便可導致代謝中斷。由於硫酸軟骨素、硫酸角質素分解不完全逐漸貯積在軟骨、角膜等組織細胞內，可導致身高不增、骨骼畸形、心臟病、脊髓損傷等。多數因心衰、呼衰死亡，輕型可活至60歲。因是遺傳性疾病，無特殊治療措施，臨床上一般採取對症治療。
案例：
昨日，廣東省第二人民醫院血液科對兩歲患粘多糖病的患兒健健進行的骨髓移植終於獲得了成功（時報9月1日A17版報道《姐姐捐骨髓救「萎縮」小弟》），患兒姐姐的造血細胞已在患兒體內植入並開始替代患兒自身造血。
據悉，利用骨髓移植的方法治療粘多糖病，在國內尚屬首例。

據省醫二院血液科主任王玲博士介紹，粘多糖病是一種罕見的代謝性遺傳疾病，發病率大概只在十萬分之一。因遺傳基因的變異，導致體內缺少蛋白酶，無法降解身體里的粘多糖物質，患兒在兩歲前長得特別快，但兩歲一過就開始逐漸出現智力障礙、生長緩慢、耳聾等症狀，並且多在10周歲前死亡，迄今尚無有效治療方法。

通過文獻檢索，健健是我國首例通過骨髓移植獲得初步治癒的粘多糖病人。

D. 分子識別聚合物 概述

糖蛋白、蛋白聚糖和細胞外基質

大多數真核細胞都能合成一定類型的糖蛋白和蛋白聚糖,它們分布於細胞表面、細胞內分泌顆粒和細胞核內，也可被分泌出細胞，構成細胞外基質成分。糖蛋白和蛋白聚糖都由共價鍵相連接的蛋白質和糖兩部分組成。糖蛋白分子中的蛋白質重量百分比大於糖，而蛋白聚糖中多糖鏈所佔重量在一半以上，甚至高達95%，兩者的糖鏈結構也不同。因此糖蛋白和蛋白聚糖在合成途徑和功能上存在顯著差異。

第一節 糖蛋白

一、糖蛋白的結構

組成糖蛋白分子中糖的單糖有7種：葡萄糖、半乳糖、甘露糖、N一乙醯半乳糖胺、N一乙醯葡糖胺、岩藻糖和N一乙醯神經氨酸。由這些單糖構成各種各樣的寡糖可經兩種方式與蛋白部分連接即N-連接寡糖和 O一連接寡糖，因此糖蛋白也相應分成N-連接糖蛋白和O-連接糖蛋白

（－）N-連接糖蛋白

1.糖基化位點：寡糖中的N-乙醯葡糖胺與多肽鏈中天冬醯胺殘基的醯胺氮連接，形成N-連接糖蛋白。但是並非糖蛋白分子中所有天冬醯胺殘基都可連接寡糖。只有特定的氨基酸序列，即Asn-X-Ser/Thr（其中x可以是脯氨酸以外的任何氨基酸）3個氨基酸殘基組成的序列子才有可能，這一序列於被稱為糖基化位點。l個糖蛋白子可存在若干個Asn-X-Ser/Thr序列子,這些序列子只能視為潛在糖基化位點。能否連接上寡糖還取決於周圍的立體結構。

2 .N-連接寡糖結構N－連接寡糖可分為三型；

①高甘露糖型

②復雜型

③雜合型：這三型N-連接寡糖都有一個五糖核心，高甘露糖型在核心五糖上連接了2－9個甘露糖，復雜型在核心五糖上可連接入3、4或5個分支糖鏈，宛如天線狀，天線末端常連有N-乙醯神經氨酸。雜合型則共有二者的結構。

（二）O-連接糖蛋白

1. O-連接寡糖結構：寡糖中的N-乙醯半乳糖胺與多肽鍵的絲氨酸或蘇氨酸殘基的羥基連接形成O一連接糖蛋白。它的糖基化位點的確切序列子還不清楚，但通常存在於糖蛋白分子表面絲氨酸和蘇氨酸比較集中且周圍常有脯氨酸的序列中。O-連接寡糖常由N-乙醯半乳糖胺與半乳糖構成核心二糖，核心二糖可重復延長及分支，再連接上岩藻糖、N-乙醯葡萄糖胺等單糖。

二、糖蛋白寡糖鏈的功能

許多執行不同功能的蛋白質都是糖蛋白，糖蛋白中的寡糖鏈不但能影響蛋白部分的構象、聚合、溶解及降解還參與糖蛋白的相互識別和結合等，這些作用是蛋白質和核酸不能取代的。

（－）寡糖鏈對新生肽鏈的影響

1.不少糖蛋白的N-連接寡糖鏈參與新生肽鏈的折疊並維持蛋白質正確的空間構象。如用核酸點突變的方法，去除某一病毒G蛋白的2個糖基化位點後，此G蛋白就不能形成正確的鏈內二硫鍵而錯配成鏈間二硫鍵，空間構象也發生改變。運鐵蛋白受體有3個N-連接寡糖鏈，分別位於Asn251， Asn317和Ans727。已發現Ans727連接有高甘露糖型寡糖鏈，與肽鍵的折疊和運輸密切相關，Asn251連接有三天線復雜型寡糖鏈，此寡糖鏈對於形成正常二聚體起重要作用。可見寡糖鏈能影響亞基聚合。

2.很多糖蛋白的寡糖鏈可影響糖蛋白在細胞內的分揀和投送。溶酶體酶合成後被運輸至溶酶體內就是一個典型的例子。溶酶體酶在內質網合成後，其寡糖鏈末端的甘露糖在高爾基體內被磷酸化成6-磷酸甘露糖，然後與存在於溶酶體膜上的6-磷酸甘露糖受體識別並結合，定向轉移至溶酶體內。若寡糖鏈末端甘露糖不被磷酸化，那麼溶酶體酶只能分泌至血漿，而溶酶體內幾乎沒有酶，導致疾病產生。

（二）寡糖鏈對糖蛋白生物活性的影響

一般來說，去除寡糖鏈的糖蛋白，容易受蛋白酶水解，說明寡糖鏈可保護肽鏈，延長半衰期。不少酶屬於糖蛋白，若去除寡糖鏈，並不影響酶的活性，但也有些酶的活性依賴其寡糖鏈，如β-羥β-甲戊二醯輔酶A還原酶去糖鏈後其活性降低90％以上，脂蛋白脂酶N-連接寡糖的核心五糖為酶活性所必需。

免疫球蛋白G也是N-連接糖蛋白，其糖鏈主要存在於Fc段,IgG的寡糖鏈與IgG結合於單核細胞或巨噬細胞上的Fc受體，對補體C1q的結合和激活以及誘導細胞毒等過程有關。若IgG去除糖鏈，其絞鏈區的空間構象進到破壞，上述與Fc受體和補作的結合功能就丟失。

（三）寡糖鏈的分子識別作用

寡糖鏈中單糖間的連接方式有l 2，1 3，1 4，l 6幾種，又有α和β之分，這種結構的多樣性是寡糖鏈起到分子識別作用的基礎。如豬卵細胞透明帶中分子量為5.5萬的ZP-3蛋白，含有O-連接寡糖能識別精子並與之結合。受體與配體識別和結合也需寡糖鏈的參與。紅細胞的血型物質含糖達80％-90%。ABO系統中血型物質A和B均是在血型物質O的糖鏈非還原端各加GalNAC或Gal僅一個糖基之差，使紅細胞能分別識別不同的抗體，產生不同的血型可見糖鏈功能之奇妙。細菌表面存在各種凝集素樣蛋白，可識別人體細胞表面的寡糖鏈結構，而侵襲細胞。

第二節 蛋白聚糖

蛋白聚糖是一類非常復雜的大分子糖復合物。主要由糖胺聚糖共價連接於核心蛋白所組成。一種蛋白聚糖可含有一種或多種糖胺聚糖。糖胺聚糖是因為其中必含有糖胺而得名，可以是葡萄糖胺或半乳糖胺。糖胺聚糖是由二糖單位重復連接而成，不分支。二糖單位中除了一個是糖胺外，另1個是糖醛酸可以是葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸。除糖胺聚糖外，蛋白聚糖還含有一些N-或O-連接寡糖鏈。

一、重要的糖胺聚糖

體內重要的糖胺聚糖有6種；硫酸軟骨素類、硫酸皮膚素、硫酸角質素、透明質酸、肝素和硫酸類肝素。除透明質酸外其他的糖胺聚糖都帶有硫酸。

硫酸軟骨素的二糖單位由N-乙醯半乳糖胺和葡糖醛酸組成。硫酸角質素的二糖單位由半乳糖和N-乙醯葡糖胺組成。它所形成的蛋白聚糖可分布於角膜中，也可與硫酸軟骨素共同組成蛋白聚糖聚合物分布於軟骨和結締組織。硫酸皮膚素分布廣泛，其二糖單位與硫酸軟骨素很相似，僅一部分萄糖醛酸為艾杜醛酸所取代，所以硫酸皮膚素含有兩種葡糖醛酸。葡糖醛酸轉變為艾杜糖醛酸是在糖鏈合成後進行，由差問異構酶催化。肝素的二糖單位為葡糖胺和艾杜糖醛酸，。肝素所連的核心蛋白幾乎僅由絲氨酸和甘氨酸組成。肝素分布於肥大細胞內，有抗凝作用。硫酸類肝素是細胞膜成分，突出於細胞外。透明質酸的二糖單位為葡糖醛酸和N-乙醯萄糖胺。1個透明質酸分子可由50000個二糖單位組成，但它所連的蛋白部分很小。透明質酸分布於關節滑液、眼的玻璃體及疏鬆的結締組織中。

二、核心蛋白

與糖胺聚糖鏈共價結合的蛋白質稱為核心蛋白。核心蛋白均含有相應的糖胺聚糖取代結構域，一些蛋白聚糖通過核心蛋白特殊結構域錨定在細胞表面或細胞外基質的大分子中。核心蛋白最小的蛋白聚糖稱為絲甘蛋白聚糖，含有肝素，主要存在於造血細胞和肥大細胞的貯存顆粒中，是一種典型的細胞內蛋白聚糖。

在溶液內蛋白聚糖象瓶刷：中心是核心蛋白，由於糖胺聚糖上羧基或硫酸根均帶有負電荷，彼此相斥，糖胺聚糖鏈呈直線狀，如鬃毛共價連接到核心蛋白的多肽鏈上。

蛋白聚糖聚合物是細胞外基質的重要成分之一,由透明質酸長糖鏈兩側經連接蛋白而結合許多蛋白聚糖而成。

三、蛋白聚糖的功能

1.蛋白聚糖最主要的功能是構成細胞間的基質 ，在基質中蛋白聚糖與彈性蛋白和膠原蛋白以特殊的方式相連而賦予基質以特殊的結構。基質中含有大量透明質酸，可與細胞表面的透明質酸受體結合，影響細胞與細胞的粘附、細胞遷移、增殖和分化等。

2.由於蛋白聚糖中的糖胺聚糖是多陰離子化合物，結合Na+、K+，從而吸收水分子，糖的羥基也是親水的，所以基質內的蛋白聚糖可以吸引、保留水而形成凝膠，①容許小分子化合物自由擴散而阻止細菌通過，起保護作用。②在結締組織中能起機械性保護作用對於維持組織正常形態及抗局部壓力也起著重要作用。

3.硫酸肝素蛋白聚糖主要分布在細胞膜表面，也是細胞膜的成分，在細胞與細胞，細胞與環境識別中起重要作用。

4.有些細胞還存在絲甘蛋白聚糖，它的主要功能是與帶正電荷的蛋白酶、羧肽酶及組胺等相互作用，參與這些生物活性分子的貯存和釋放。

5. 蛋白聚糖的特殊作用：肝素是重要的抗凝劑，能使凝血酶原失活，抑制血小板聚集而起抗凝作用。肝素能促進毛細血管壁的脂蛋白脂肪酶釋放人血，後者能水解血漿脂蛋白中的脂肪，促進血漿脂質的清除。在軟骨中硫酸軟骨素含量豐富，維持軟骨的機械性能。角膜的膠原纖維間充滿硫酸角質素和硫酸皮膚素，使角膜透明。
高分子化合物（Macro Molecular Compound）：所謂高分子化合物，是指那些由眾多原子或原子團主要以共價鍵結合而成的相對分子量在一萬以上的化合物。
定義：由千百個原子彼此以共價鍵結合形成相對分子質量特別大、具有重復結構單元的有機化合物。
是由一類相對分子質量很高的分子聚集而成的化合物，也稱為高分子、大分子等。一般把相對分子質量高於10000的分子稱為高分子。高分子通常由103～105個原子以共價鍵連接而成。由於高分子多是由小分子通過聚合反應而製得的，因此也常被稱為聚合物或高聚物，用於聚合的小分子則被稱為「單體」。
舉例：纖維素、蛋白質、蠶絲、橡膠、澱粉等天然高分子化合物，以及以高聚物為基礎的合成材料，如各種塑料，合成橡膠，合成纖維、塗料與粘接劑等。
有機高分子化合物可以分為天然有機高分子化合物（如澱粉、纖維素、蛋白質天然橡膠等）和合成有機高分子化合物（如聚乙烯、聚氯乙烯等等），它們的相對分子質量可以從幾萬直到幾百萬或更大，但他們的化學組成和結構比較簡單，往往是由無數（n）結構小單元以重復的方式排列而成的。
高分子化合物（又稱高聚物）的分子比低分子有機化合物的分子大得多。一般有機化合物的相對分子質量不超過1000，而高分子化合物的相對分子質量可高達104～106。由於高分子化合物的相對分子質量很大，所以在物理、化學和力學性能上與低分子化合物有很大差異。
高分子化合物的相對分子質量雖然很大，但組成並不復雜，它們的分子往往都是由特定的結構單元通過共價鍵多次重復連接而成。
同一種高分子化合物的分子鏈所含的鏈節數並不相同，所以高分子化合物實質上是由許多鏈節結構相同而聚合度不同的化合物所組成的混合物，其相對分子質量與聚合度都是平均值。
高分子化合物幾乎無揮發性，常溫下常以固態或液態存在。固態高聚物按其結構形態可分為晶態和非晶態。前者分子排列規整有序；而後者分子排列無規則。同一種高分子化合物可以兼具晶態和非晶態兩種結構。大多數的合成樹脂都是非晶態結構。
組成高分子鏈的原子之間是以共價鍵相結合的，高分子鏈一般具有鏈型和體型兩種不同的形狀。
當今世界上作為材料使用的大量高分子化合物，是以煤、石油、天然氣等為起始原料製得低分子有機化合物，再經聚合反應而製成的。這些低分子化合物稱為「單體」，由它們經聚合反應而生成的高分子化合物又稱為高聚物。通常將聚合反應分為加成聚合和縮合聚合兩類，簡稱加聚和縮聚。
由一種或多種單體相互加成，結合為高分子化合物的反應，叫做加聚反應。在該反應過程中沒有產生其他副產物，生成的聚合物的化學組成與單體的基本相同。
縮聚反應是指由一種或多種單體互相縮合生成高聚物，同時析出其他低分子化合物（如水、氨、醇、鹵化氫等）的反應。縮聚反應生成的高聚物的化學組成與單體的不同。