糖类结构与功能.－金锄头文库

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2、于糖类？,(1),(2),(3),(4),2 糖的主要生物学作用：重要的生物能源淀粉、糖原。也可转化为生命必需的其它物质，如蛋白质和脂类、核酸等大分子物质。重要的结构物质纤维素。信号识别（大分子及细胞间）糖蛋白、糖脂。,3 糖的分类（据分子的大小分类): 单糖(monsaccharide)：在温和条件下不能水解为更小的单位。寡糖(oligosaccharide)：水解时每个分子产生2-10个单糖残基。多糖(polysaccharide): 能水解成多个单糖分子，属于高分子碳水化合物，分子量可达到数百万。,CHO | (CHOH)n | CH2OH 醛糖通式,CH2OH | C=O

4、Glc,L-(-)-Gly,对映体,单糖具有旋光性：+，-,定量测定糖,异头物,羰基碳上形成的差向异构体,3 构象：一个有机化合物结构中一切原子沿共价键转动而产生的不同空间结构。,异头物,异头物,构象与构型的本质区别：一种构象改变为另一种构象时，不要求共价键的断裂和重新生成；一种构型转变为另一种构型时，则要求共价键的断裂和重新生成。,D-甘油醛 D-赤藓糖 L阿拉伯糖(Ara)、D核糖(Rib)、D脱氧核糖、 D木糖(Xyl) D葡萄糖(Glc)、D果糖(Fru)、 D半乳糖(Gal)、D甘露糖(Man)、L山梨糖,三、重要的单糖,各种甜味剂的相对甜度,1、单糖化学性质,单糖在水溶液中是以

5、链式和环式平衡存在的，单糖的反应有的以环状结构进行，有的则以链式结构进行。,（1）异构化,D-果糖,D-甘露糖,D-葡萄糖在碱溶液中,单糖是多羟基醛或酮，故单糖具有醛、酮和醇的某些性质。还原、氧化、成酯、成醚等。分子内羟基和羰基的相互影响，还具有一些特殊的性质。,酮糖不被溴水氧化, 可用溴水鉴别醛糖和酮糖。,单糖的醛基、酮基可被氧化，表现出还原性。,（2）氧化,酸性溶液中的氧化,醛糖和酮糖都具有还原性，可被Fehling试剂氧化，生成砖红色沉淀，P19。,碱性溶液中的氧化,H2/Ni NaBH4 LiAlH4,还原产物叫糖醇,葡萄糖醇亦称山梨醇,（3）还原反应,单糖与苯肼作用，先羰基与苯肼生成

6、苯腙；苯肼过量时，生成不溶于水的黄色结晶，叫糖脎。,苯肼,（4）成脎反应,醛糖或酮糖的成脎反应，都发生在C1和C2上。同碳数的单糖，只是C1和C2 不同，其它C原子的构型相同，与苯肼反应得到相同的脎。,（5）成酯反应,生物体内，糖在酶的作用下形成一些单酯或二酯。其中最重要的是磷酸酯，它们在生物代谢过程中起着重要的作用。,6-磷酸葡萄糖,1-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖,1，6-二磷酸果糖,甲基-D-葡萄糖苷,-苷键,-D-葡萄糖甲苷,单糖的半缩醛羟基，与其他含羟基的化合物形成环状缩醛，糖化学中叫糖苷（需补充）。糖苷中，非糖部分叫配糖基，连接配糖基与糖苷基的键叫糖苷键。,（6）成苷反应,Moli

7、sch反应（鉴别糖与非糖）又称-萘酚反应，在糖的水溶液中，加入-萘酚的酒精溶液，试管倾斜，然后沿管壁滴入浓硫酸，在两层液面之间会出现一个紫色环。所有糖类都能发生这种颜色反应。原理：糖类在浓酸作用下所形成的糠醛及其衍生物可以与- 萘酚作用，形成红紫色复合物,（7）糖的颜色反应, Seliwanoff反应，又称间苯二酚反应酮糖与浓盐酸和间苯二酚反应，加热很快生成红色物质，醛糖在同样条件下不显色。该反应可以区别醛糖和酮糖。原理：酮糖在酸的作用下较醛糖更易生成羟甲基糠醛。后者与间苯二酚作用生成鲜红色复合物。,蒽酮反应（糖类定量测定）糖类化合物与蒽酮的浓硫酸溶液作用，生成绿色物质。可以定

8、性定量测定糖类。原理：糖在浓硫酸作用下，经脱水反应生成糠醛或羟甲基糠醛,再与蒽酮反应生成蓝绿色糠醛衍生物，,Bial反应戊糖与甲基间苯二酚（地衣酚）在浓盐酸存在下反应，生成蓝色物质。是鉴别戊糖的一种方法。原理：戊糖与浓盐酸加热形成糠醛，在有Fe3+存在下，它与甲基间苯二酚（地衣酚）缩合，形成深蓝色的沉淀物,寡糖：少数单糖（210个）缩合聚合物,自然界中最常见的寡糖是双糖。,四、寡糖,1 蔗糖(Sucrose)非还原糖,葡萄糖-，（12）果糖苷,2 麦芽糖(Maltose)还原糖,葡萄糖-（14）葡糖苷,3 乳糖(Lactose)还原糖,半乳糖-（14）葡萄苷,4 纤维二糖,葡萄糖-（1

9、4）葡糖苷,1 概念：多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物。,2 性质：多糖没有还原性和变旋现象，无甜味，大多不溶于水。,五、多糖,3 结构：一级结构：包括单糖的组成、糖苷键的类型、单糖的排列顺序3个基本结构因素。二级结构：指多糖分子骨架的形状。,4 分类：,均一多糖：由一种单糖缩合而成，如戊糖胶(pentosan)，木糖胶(xylan), 阿拉伯糖胶(arabinan)、己糖胶(淀粉、糖原、纤维素等)。不均一多糖：由不同类型的单体缩合而成,如结缔组织中的透明质酸。,淀粉(Starch),直链淀粉,在天然淀粉中约有20-30%的淀粉为直链淀粉。直链淀粉为250300个D-葡萄糖残基通

10、过D-1,4-糖苷键联接而成的的一条长链。一般可认为直链淀粉的基本组成单位是麦芽糖。直链淀粉的分子量约为50,000左右。文献中也有报导其分子量的范围为10,000至100,000。遇碘显紫蓝色。,支链淀粉,支链淀粉中的一些D-葡萄糖也可同样通过-1,4-糖苷键连接成一条长链，支链淀粉的分支点应具有-1,6-糖苷键的结构。在天然淀粉中约有70-80%的淀粉为支链淀粉。支链淀粉的分子较直链淀粉大得多，一般平均由6000个D-葡萄糖残基组成。其分子量约为1000,000左右。遇碘显紫红色。,糖原(Glycogen),借助于甲基化作用已证明糖原的主链骨架由1-4糖苷键联接的因此糖原分子具有

11、较多的分支结构。糖原的分支结构则平均以12个葡萄糖残基为其分支的长度。遇碘显红紫色。,淀粉与碘的呈色反应与淀粉糖苷链的长度有关：链长小于6个葡萄糖基，不能呈色。链长为20个葡萄糖基，呈红色。链长大于60个葡萄糖基，呈蓝色。,纤维素,由葡萄糖以（14）糖苷键连接而成的直链，天然纤维素为无臭、无味的白色丝状物。纤维素不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂。。,几丁质（壳多糖）,几丁质是由乙酰氨基葡萄糖聚合而成的多糖。因此几丁质(甲壳质)也可称为聚乙酰氨基葡糖(或壳多糖)。比较坚硬，为甲壳动物等的机构材料。,琼脂,是某些海藻(如石花菜属)所含的多糖物质，主要成分是多聚半乳糖，含硫及钙。它是微生

12、物培养基组分。食品工业中常用来制造果冻、果酱等。 l一2%的琼脂在室温下便能形成凝胶，是电泳、免疫扩散的支持物之一。由琼脂糖和琼脂胶两种组分构成。,木聚糖半纤维素,大量存在于植物木质化部分，包括很多高分子的多糖。用稀酸水解则产生己糖和戊糖，所以它是多聚戊糖(如多聚阿拉伯糖、多聚木糖)和多聚己糖(如多聚半乳糠和多聚甘露糖)的混合物。,葡聚糖凝胶血浆替代物,葡聚糖半纤维素,甘露聚糖半纤维素,这类物质存在于软骨、腔等结缔组织中，构成组织间质。各种腺体分泌的润滑粘液，多富有粘多糖。它在组织成长和再生过程中，在受精过程中以及机体与许多传染病原(细菌、病毒)的相互作用上都起着重要作用。,糖胺聚糖

13、,透明质酸,其主要功能是在组织中吸着水，具有润滑剂的作用。它广泛分布于哺乳动物体内，特别是滑液、玻璃样体液中，也存在于关节液、疏松结缔组织、脐带、皮肤、动脉管壁心脏瓣膜、角膜以及雄鸡冠中。,软骨素4-或6-硫酸,硫酸皮肤素,存在于许多动物组织，如猪胃粘膜、脐带、肌腱、脾、脑、心瓣膜、巩膜、肠粘膜、关节囊、纤维性软骨等中。,硫酸角质素,存在于人的主动脉和人、牛的髓核中。,肝素,肝中含量最为丰富，它广泛分布于哺乳动物组织和体液中。肝素的生物意义在于它具有阻止血液凝固的特性。目前输血时，广泛以肝素为抗凝剂，临床上也常用于防止血栓形成。,（一）糖蛋白,多糖以共价键形式与蛋白质连接形成的生物大分子。

14、糖链一般为寡糖链。糖成分占1%-80%。糖链序列多变。,六、糖复合物,糖肽连健类型,N-糖肽键 GlcNAc-Asn-X-Thr/Ser GalNAc-Asn-X-Thr/Ser Glc-Asn-X-Thr/Ser O-糖肽键 GalNAc-Thr/Ser Gal-Hyl、 Ara-Hyp Gal-Cys、Glc-Cys,糖蛋白中糖的组成,N-糖链含有一个共同的核心五糖链末端常常是唾液酸或L-岩藻糖 O-糖链结构简单，形式多样,功能,糖蛋白可被分泌、进入体液或作为膜蛋白。它们包括许多酶、大分子蛋白质激素、血浆蛋白、全部抗体、补体因子、血型物质和粘液组分以及许多膜蛋白。,糖蛋白中寡糖链末端糖基组成的不同决定人体的血型。 O型：Fuc（岩藻糖） A型：Fuc和GNAc（乙酰氨基葡萄糖） B型：Fuc和Gal（半乳糖） AB型：Fuc、GNAc和Gal,（二）蛋白聚糖,由糖胺聚糖和核心蛋白连接而成还有一些寡糖链糖含量可达95% 分布与细胞外基质及细胞表面，具有维持结构及抗压等作用,（三）糖脂与脂多糖,脂类与糖（或低聚糖）结合的一类复合糖。,甘油醇糖脂：甘油二酯与己糖（半乳糖、甘露糖和脱氧葡萄糖）结合而成。,N-酰基神经醇糖脂：,（R为糖基或糖链基；R为脂肪酸链。）,

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