生化笔记(4、5、6章).

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1、第四章 糖类定义：糖类是多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。糖的分类 单糖：不能水解的最简单糖类，是多羟基的醛或酮的衍生物（醛糖或酮糖）糖类化合物 寡糖：由210个分子单糖缩合而成，水解后产生单糖多糖: 由多分子单糖或其衍生物所组成，水解后产生原来的单糖或其衍生物。 同多糖多糖 杂多糖 糖复合物糖类的生物学作用: 作为生物体内的主要能源物质 作为生物体的结构成分作为其它生物分子如氨基酸、核苷酸、脂等合成的前体 作为细胞识别的信息分子4.1 单 糖4.1.1单糖的构型 单糖有D-及L-两种异构体。凡在理论上可由D-甘油醛衍生出来的单糖皆为D-型糖。 单糖具有旋光性1. 根据离羰基最远

2、的不对称C原子的-OH位置： -OH 在左：L； -OH 在右：D 天然单糖大多数是 D-型糖。2. 旋光性： 右旋：+； 左旋：。4.1.2 单糖的结构 开链形式葡萄糖的结构 吡喃糖 半缩醛 呋喃糖 环式结构 证明了链式结构后，发现葡萄糖的某些理化性质与醛不同。 实验证明仅能生成半缩醛。 过长氧桥不合理，W.N.Haworth 提出透视式表达糖的环式结构。 变旋现象（因糖分子结构互变而产生）4.1.3 构 象 葡萄糖的构象: a.船式 b.椅式4.2 单糖的性质. 形成糖酯 形成糖苷 氧化作用 还原成糖醇 与苯肼形成糖脎4.2.1 形成糖酯: 葡萄糖内酯4.2.2 半缩醛羟基与醇、酚羟基脱水

3、成苷1）性质稳定，不氧化、不变旋、不成脎 2）功能各异： 毛地黄苷、强心苷：有强心功能; 皂苷：溶血功能。4.2.3 氧化作用 羰基氧化：形成醛酸； 伯醇基氧化：形成糖醛酸。 斐林（Fehling）试剂定量分析 班乃德（Benedict）试剂定量分析 还原糖4.2.4 还原作用4.2.5 游离羰基与3分子苯肼成糖脎作用 苯肼 苯肼 苯肼 葡萄糖 苯腙 葡糖酮苯腙 葡糖脎 4.3 重要单糖及其衍生物4.3.1 糖醇性质稳定、甜。如： 甘露醇：降压、药物、药物辅料。 山梨醇：氧化形成葡、果、山梨糖；VitC的原料 肌醇：对糖脂代谢有调节作用、B族Vit、从玉米淀粉或微生物发酵制取。4.3.2 糖醛

4、酸单糖伯醇基氧化而得。葡萄糖醛酸:肝脏解毒剂;半乳糖醛酸:存在果胶中。4.3.3 糖胺 糖分子中的一个羟基被氨基取代。如：D-氨基葡萄糖（几丁质）半乳糖胺（软骨素）4.4 寡 糖（oligosaccharide）从单糖单位的种类和糖苷键的类型了解一下面几个简单寡糖的结构式。蔗糖 纤维二糖 海藻糖 麦芽糖 异麦芽糖 乳糖#糖苷键在多数情况下只涉及一个单糖的异头碳，另一个单糖的异头碳是游离的。这样，分子的两个末端可以根据化学反应性的不同而区分开来，例如乳糖中葡萄糖残基有一个游离的异头碳，并因此具有一个潜在的游离醛基，能被Fehling溶液氧化，但半乳糖残基则不能。乳糖是一种还原糖，葡萄糖残基处于还

5、原端，另一端称非还原端。在蔗糖中任一残基都不具有潜在的游离醛基，因此蔗糖是一种非还原糖。两个单糖残基之间的连接可以有多种方式，但最常见的有1 1（如海藻糖中）、l 2（如蔗糖中）、1 4（如纤维二糖中）和1 6（如龙胆二糖中）；1 3和1 5较少见。注意所有的二糖至少有一个单糖的异头碳参与成键。常见的二糖、三糖 蔗糖 麦芽糖 乳糖 纤维二糖 棉子糖蔗糖：常用食糖，甜度大，易结晶，易溶于水，甘蔗、甜菜中丰富。分子式C12H22O11，不能还原Fehling试剂（无还原性），不能成脎（无异头物形式），不变旋，由一分子a-D-Glc和一分子b-D-Fru组成，既是葡萄糖苷，又是果糖苷，结构为：a-D

6、-Glc基b-D-Fru。蔗糖水解反应中伴随有从+到-的旋光符号的变化，这种水解称为（+）蔗糖的转化，所以称蔗糖水解产物为转化糖。麦芽糖：又称饴糖，分子式：C12H22O11，有变旋（存在a、b形式），能还原Fehling试剂（具还原性），与苯肼成脎C12H20O9C=NNH(C6H5)2（一个半缩醛羟基），被溴水氧化为一元羧酸（一个半缩醛羟基），稀酸、麦芽糖酶水解，产物为D-(+)-Glc乳糖：存在于人乳（5-7%）和牛乳（4%）中，分子式C12H22O11，还原糖，能成一个脎，脎水解产物是D(+)-Gal和D-葡萄糖脎，有变旋（有a、b形式）酸或酶（苦杏仁酶，只水解b连接糖苷键）水解得到D

7、(+)-Glc及Gal，乳糖酶缺乏，小肠乳糖升高引起渗透性腹泻，肠道细菌使乳糖发酵产生大量气体。纤维二塘：纤维素的结构单位，分子式C12H22O11，还原糖，能成脎，有变旋，水解为2分子b-D-（+）-葡萄糖，可为苦杏仁酶水解（b连接），结构为4-O-（b-吡喃葡萄糖基）-D-吡喃葡萄糖。 棉子糖(raffinose)：分子式C18H32O16，许多植物中存在，棉籽与桉树分泌物中尤多。at=105.2，不能还原Fehling试剂，与酸共热水解生成Glc、Fru及Gal。 4.5 多 糖（polysaccharide）4.5.1 多糖的概念1）概念：由多个单糖以糖苷键相连而成的高分子聚合物。2）

8、方向：左：非还原端；右：还原端。 4.5.2 多糖的性质一般不溶于水，溶于水可形成胶体溶液; 无甜味;无还原性; 有旋光性，但无变旋现象。4.5.3 多糖的结构 一级结构： 单糖的组成； 糖苷键的类型； 单糖的排列顺序而异。 二级结构:取决于一级结构，指其分子骨架4.5.4 多糖的种类1) 同多糖（homoglycan） 由一种单糖缩合而成。2) 杂多糖（heterglycan） 由不同类型单糖缩合而成。4.5.5 主要功能 1)作为动植物结构的骨架物质；2)作为储存物质；3)机体的防御功能；4)抗凝作用。4.6 生物学上重要的多糖4.6.1淀粉 有两种分子组成 1）直链淀粉：葡萄糖分子以（1

9、4）糖苷键缩合而成的多糖链。（直链淀粉的二级结构呈螺旋形） 2）支链淀粉：分子中除有（14）糖苷键 外，还在分支点处有（16 ）糖苷键。每一分支有20-30个葡萄糖基，各分支卷曲成螺旋。 淀粉的降解：在酸或淀粉酶作用下被降解，终产物为葡萄糖： 淀粉 蓝紫色 红色糊精 红色遇碘呈 无色糊精 不显色 麦芽糖 不显色葡萄糖4.6.2 糖原 -D-葡萄糖多聚物 结构：同支链淀粉；区别在于分支频率及分子量为其二倍。 分布：主要存在于动物肝、肌肉中。 特点：遇碘呈红色。功能：同淀粉，亦称动物淀粉。其合成与分解取决于血糖水平。4.6.3 纤维素1）纤维中纤维素分子以氢键构成微晶束2）性质： 具亲水性； 游离

10、-OH中的H可被其它基团取代，构成各种高分子化合物： 羧甲基纤维素、DEAE-纤维素等层析载体。 纤维素酶解成葡萄糖4.6.4 几丁质(Chitin) （基本单位是乙酰氨基葡萄糖） 具亲水性； 游离-OH中的H可被其它基团取代，构成各种高分子化合物：羧甲基纤维素、DEAE-纤维素等层析载体。 纤维素酶解成葡萄糖。4.6.5 右旋糖苷人工合成的葡聚糖 结构：主链：- 1,6糖苷键； 支链： - 1,3和- 1,4糖苷键 功能：降低血粘度、抗血栓、改善微循 环、利尿 4.6.6 糖胺聚糖 1) 透明质酸葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖以-1,3和-1,4糖苷键交替连接而成。 在皮肤、眼玻璃体、脐带等

11、组织及卵子表面，起保护作用。 2)硫酸软骨素 由N-乙酰半乳糖胺硫酸酯与葡糖醛酸组成。是软骨、腱和骨的主要结构成分。3)肝素由2-硫酸艾杜糖醛酸与二硫酸氨基葡糖以-（14）和-（14）糖苷键交替连接而成。 抗血凝剂。其它多糖：香菇多糖：-1,3葡聚糖，对肉瘤有抑制 茯苓多糖：-1,3葡聚糖，对肉瘤有抑制 4.7 糖复合物（糖与非糖物质结合而成）4.7.1 糖与蛋白质的复合物 种类：糖 蛋 白：主要性质接近蛋白质； 蛋白多糖：性质以多糖为主。糖类与蛋白质的连接方式： N-糖苷键：Asn的氨基与糖半缩醛-OH间形成； O-糖苷键：Thr、Ser等的-OH与糖半缩醛-OH间形成。糖蛋白： 种类多：酶

12、、激素、血浆糖蛋白、补体、粘液物质及膜蛋白。 特 点：高粘度。 功能多：润滑作用、保护作用、肽链加工、运输作用、分子识别、临床鉴定。血浆糖蛋白： 除清蛋白外，余均含糖。 糖的种类：唾液酸、葡糖胺、半乳糖、甘露糖为多；少数是半乳糖胺、岩藻糖。 功能：运输功能、参与凝血酶原和纤维蛋白原。 病理：降低：肝实质性障碍；升高：胆汁性肝硬变和肝癌。蛋白聚糖： 组成：糖胺聚糖与核心蛋白以共价键连接而成。 功能各异：结缔组织的组分；抗凝血作用；保护作用等。 4.7.2 糖脂类 脂类与糖的缩合物。 种类：脑苷脂、神经节苷脂等脂多糖 功能：主要在细胞膜表面，是细胞识别的分子基础。 第五章 脂类和生物膜Lipids and Biomembranes基本定义脂类：指脂肪、类脂及其衍生物的总称。是一类一般不溶于水而溶于脂溶性溶剂的化合物。 脂类的化学成分及结构差异极大，脂类定义的特点就是脂溶性（fat-soluble）。因此，多数脂类都易溶于乙醚、氯仿、己烷、苯等有机溶剂，而不溶于水。一般由醇和脂肪酸组成。醇包括甘油、鞘胺醇、高级醇、固醇等。脂类的功能a.脂肪和油是很多生物主要的能量贮存形式；b.磷脂及固醇组成了生物膜结构约一半的分； c.脂类有防止机械损伤及防止热量散发的保护作用；d.与细胞识别、种特异性、组织免疫等密切相关；e