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1、第一篇第一篇 生命的分子基础生命的分子基础第一章第一章 糖的化学糖的化学（一）糖的概念、分布（一）糖的概念、分布 由由C、H、O组成的，组成的，多羟基醛多羟基醛或或多羟基酮多羟基酮及其及其聚合物聚合物和和衍衍生物生物的总称。的总称。 糖在生物界分布广、含量多；糖在生物界分布广、含量多； 可与蛋白质、脂类结合之复合糖形式存在。可与蛋白质、脂类结合之复合糖形式存在。（二）糖的主要生物学作用（二）糖的主要生物学作用 1.1.能源利用、储存形式。糖原，葡萄糖能源利用、储存形式。糖原，葡萄糖 2.2.细胞结构。纤维素，糖胺聚糖等细胞结构。纤维素，糖胺聚糖等 3.3.生物活性物质及药物作用物质。生物活性物
2、质及药物作用物质。 第一节第一节 概述概述一、糖的概念、分布及主要生物学作用一、糖的概念、分布及主要生物学作用 1.单糖单糖(monosaccharide)结构最简单结构最简单 （1）丙糖）丙糖:甘油醛甘油醛 二羟丙酮二羟丙酮 （2）丁糖：）丁糖：D-赤藓糖赤藓糖 D-赤藓酮糖赤藓酮糖 （3）戊糖：）戊糖：D-核糖，核糖，D-木糖木糖 （4）己糖：数量最多，机体代谢最密切）己糖：数量最多，机体代谢最密切 D-葡萄糖、葡萄糖、D-半乳糖、半乳糖、D-甘露糖；甘露糖；D-果糖（酮糖）果糖（酮糖） 除葡萄糖外，多以多糖形式存在除葡萄糖外，多以多糖形式存在 （5）庚糖）庚糖: D-景天庚酮糖，以磷酸酯
3、形式存在景天庚酮糖，以磷酸酯形式存在二、糖的分类二、糖的分类4 蔗糖蔗糖(sucrose) G+F麦芽糖麦芽糖(maltose)GG乳糖乳糖(lactose)G+Gal 2.寡糖寡糖(oligosaccharide) 单糖缩合的单链结构（单糖缩合的单链结构（26单糖分子）单糖分子）(1)二糖二糖:两分子单糖以糖苷键连接而成两分子单糖以糖苷键连接而成（2）三糖）三糖: 棉子糖棉子糖（半乳糖、葡萄糖、果糖组成）（半乳糖、葡萄糖、果糖组成） 棉子、桉树，甜菜中存在棉子、桉树，甜菜中存在3.多糖多糖(polysaccharide) 多个单糖分子缩合而成的长链结构，分子多个单糖分子缩合而成的长链结构，分
4、子量很大，均无甜味和还原性。有旋光性。量很大，均无甜味和还原性。有旋光性。 淀粉淀粉(starch)、 糖原糖原(glycogen)、 纤维素纤维素(cellulose) 复合糖（非糖物质结合的）：复合糖（非糖物质结合的）： 糖蛋白、糖脂糖蛋白、糖脂7n还原性糖种类：还原性糖种类： 还原性糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖等。还原性糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖等。 非还原性糖有蔗糖、淀粉、纤维素等，但它们都可以通过水解非还原性糖有蔗糖、淀粉、纤维素等，但它们都可以通过水解生成相应的还原性单糖。生成相应的还原性单糖。n还原性糖概念：还原性糖概念： 指具有还原性的糖类。指具有还原
5、性的糖类。 在糖类中，分子中含有游离醛基或酮基的单糖和含有游离醛在糖类中，分子中含有游离醛基或酮基的单糖和含有游离醛基的二糖都具有还原性。基的二糖都具有还原性。 葡萄糖分子中含有游离醛基，果糖分子中含有游离酮基，乳葡萄糖分子中含有游离醛基，果糖分子中含有游离酮基，乳糖和麦芽糖分子中含有游离的醛基，故它们都是还原糖。糖和麦芽糖分子中含有游离的醛基，故它们都是还原糖。 斐林试剂和班氏试剂都是检验还原性糖的试剂，二者的使用斐林试剂和班氏试剂都是检验还原性糖的试剂，二者的使用方法及原理、成分有区别，与还原糖均生成砖红色（沉淀）。方法及原理、成分有区别，与还原糖均生成砖红色（沉淀）。 第二节第二节 多糖
6、的化学多糖的化学一、多糖的分类一、多糖的分类（一）多糖（一）多糖（按来源）按来源）分类分类 1.植物多糖植物多糖:水溶性多糖水溶性多糖：（如当归、枸杞、大黄、艾叶等）多糖。：（如当归、枸杞、大黄、艾叶等）多糖。水不溶性多糖水不溶性多糖：淀粉、纤维素等：淀粉、纤维素等 2.动物多糖：为水溶性粘多糖。动物多糖：为水溶性粘多糖。 肝素、硫酸软骨素、透明质酸、猪胎盘脂多糖等肝素、硫酸软骨素、透明质酸、猪胎盘脂多糖等 3.微生物多糖：微生物多糖： 香菇、茯苓、银耳等的多糖香菇、茯苓、银耳等的多糖 4.海洋生物多糖：海洋生物多糖： 甲壳素、螺旋藻多糖等。甲壳素、螺旋藻多糖等。（二）多糖（二）多糖（生理功能
7、生理功能）分类）分类 1.储能多糖：储能多糖： 淀粉、糖原（供能用）淀粉、糖原（供能用） 2.结构多糖：结构多糖： 具有硬性和韧性，支撑组织。具有硬性和韧性，支撑组织。 几丁质（甲壳素）、纤维素几丁质（甲壳素）、纤维素 1.均一多糖：同聚多糖，单一单糖组成。均一多糖：同聚多糖，单一单糖组成。homopolysaccharide 淀粉、糖原、糖胶类、几丁质等。淀粉、糖原、糖胶类、几丁质等。 2.不均一多糖：不均一多糖：杂聚多糖，由不同类型单糖缩合而成杂聚多糖，由不同类型单糖缩合而成 heterpolysaccharide 肝素、透明质酸、植物中的多糖肝素、透明质酸、植物中的多糖 3.粘多糖粘多糖
8、(糖胺聚糖糖胺聚糖) mucopolysaccharide,glycosaminoglycan 含氮的不均一多糖，通常为糖醛酸及氨基己糖或其衍含氮的不均一多糖，通常为糖醛酸及氨基己糖或其衍生物，有的含有硫酸。生物，有的含有硫酸。 透明质酸，肝素，硫酸软骨素透明质酸，肝素，硫酸软骨素（三）多糖（三）多糖（组成成分组成成分）分类）分类 （1）糖蛋白）糖蛋白glycoproteins 糖与蛋白质共价结合的复合分子糖与蛋白质共价结合的复合分子,糖少于糖少于Pr连接方式：连接方式： 1）O连接：与连接：与AA(ser,thr,Hlys）OH连接为糖苷连接为糖苷 2）N连接：与连接：与Aln的酰胺基连接，
9、多为糖胺链连接的酰胺基连接，多为糖胺链连接（2）蛋白聚糖）蛋白聚糖proteoglycan 糖胺聚糖链共价连接于核心蛋白组成，多、复杂。糖胺聚糖链共价连接于核心蛋白组成，多、复杂。 软骨蛋白聚糖、动脉蛋白聚糖、角膜蛋白聚糖软骨蛋白聚糖、动脉蛋白聚糖、角膜蛋白聚糖4.结合糖：糖复合物结合糖：糖复合物glycoconjugate（3）糖脂：）糖脂：glycolipids 糖类通过其还原端以糖苷键与脂类连接的化合物糖类通过其还原端以糖苷键与脂类连接的化合物 各种衍生糖脂（鞘糖脂、甘油糖脂、磷酸多萜醇衍生的糖各种衍生糖脂（鞘糖脂、甘油糖脂、磷酸多萜醇衍生的糖脂、类固醇衍生的糖脂脂、类固醇衍生的糖脂）（
10、4）脂多糖）脂多糖Lipopolysaccharide； 糖为主体的糖脂复合物。胎盘脂多糖等糖为主体的糖脂复合物。胎盘脂多糖等二、重要多糖的化学结构与生理功能二、重要多糖的化学结构与生理功能（一）淀粉（一）淀粉 starch 植物多糖，存在于种子、块根与果实中，植物多糖，存在于种子、块根与果实中，大米淀粉达大米淀粉达70%80%。天然淀粉天然淀粉： 均为均为 - D-葡萄糖缩合的同聚多糖葡萄糖缩合的同聚多糖 直链淀粉直链淀粉： -1，4糖苷键直链结构，空间结构为空心螺糖苷键直链结构，空间结构为空心螺旋状，旋状，6个葡萄糖单位个葡萄糖单位/圈螺旋圈螺旋 支链淀粉支链淀粉 ： -1，4糖苷键形成多
11、个较短的分子，其之间糖苷键形成多个较短的分子，其之间连接键为连接键为 -1，6糖苷键糖苷键（糯米含支链淀粉比例高（几乎达（糯米含支链淀粉比例高（几乎达100%），粘稠），粘稠） 淀粉的性质淀粉的性质： 冷水中不溶解，加热淀粉膨胀成糊状冷水中不溶解，加热淀粉膨胀成糊状 碘反应碘反应： 直链淀粉遇碘产生兰色直链淀粉遇碘产生兰色 支链淀粉遇碘产生紫红色支链淀粉遇碘产生紫红色淀粉水解与碘反应淀粉水解与碘反应： 淀粉淀粉 大小不一多糖（糊精）大小不一多糖（糊精） 淀粉糊精淀粉糊精 红糊精红糊精 无色糊精无色糊精 麦芽糖麦芽糖 G 碘反应碘反应： 兰色兰色 红色红色 无色无色 班氏试剂： 阳性 （二）糖原
12、（二）糖原glycogen 动物淀粉（肝、肌肉）动物淀粉（肝、肌肉） -D-葡萄糖构成的同聚多糖葡萄糖构成的同聚多糖 与支链淀粉相似，为带有与支链淀粉相似，为带有1，6分支点的分支点的 -1，4-葡萄葡萄糖多聚物。但分支多（短链约含糖多聚物。但分支多（短链约含810个葡萄糖单位）个葡萄糖单位） 遇碘产生红色，彻底水解产生遇碘产生红色，彻底水解产生 D-葡萄糖葡萄糖（三）葡聚糖（三）葡聚糖dextran 右旋糖酐右旋糖酐 酵母菌及其某些细菌的储存多糖酵母菌及其某些细菌的储存多糖 为为-1，6-葡萄糖同聚多糖葡萄糖同聚多糖 （偶有（偶有-1，2， -1，3， -1，4连接）连接）（四）纤维素（四）
13、纤维素cellulose 植物胞壁成分。植物胞壁成分。 结构：结构： D-葡萄糖以葡萄糖以-1,4-糖苷键糖苷键连接的连接的直链同聚多糖直链同聚多糖 不溶于水、稀酸及稀碱（不溶于水、稀酸及稀碱（-1,4键对酸较强抵抗力），键对酸较强抵抗力）， 强强酸酸水解产生水解产生D-葡萄糖葡萄糖及及纤维二糖纤维二糖。 哺乳动物无哺乳动物无-1，4糖苷键的水解酶，反刍动物（牛羊）糖苷键的水解酶，反刍动物（牛羊）消化道细菌存在水解纤维素的酶。消化道细菌存在水解纤维素的酶。17反应反应： 成酯：纤维素中葡萄糖的自由羟基与酸成酯成酯：纤维素中葡萄糖的自由羟基与酸成酯 纤维素与浓硝酸纤维素与浓硝酸-硝化纤维素（酯）
14、硝化纤维素（酯） 医药化学工业原料医药化学工业原料（火棉胶，炸药原料）（火棉胶，炸药原料） 纤维素与醋酸成纤维素与醋酸成醋酸纤维素醋酸纤维素： 多种塑料的原料多种塑料的原料 ，生化试，生化试剂等。剂等。 琼胶能吸水膨胀，不溶于冷水，但可热水成溶胶，冷却后成琼胶能吸水膨胀，不溶于冷水，但可热水成溶胶，冷却后成凝胶。不易被细菌分解，所以作细菌培养基的凝固剂凝胶。不易被细菌分解，所以作细菌培养基的凝固剂. D-半乳糖半乳糖（ 9个个D-半乳糖单位以半乳糖单位以-1，3-糖苷键连接糖苷键连接）与与L-半乳糖半乳糖以以1,4-糖苷糖苷键相连键相连,L-半乳糖半乳糖C6结合一硫酸结合一硫酸基基.结构结构：
15、（五）琼胶（五）琼胶agar 琼脂（海藻多糖）琼脂（海藻多糖）(六六)几丁质几丁质chitin 甲壳素或壳多糖甲壳素或壳多糖 虾蟹昆虫夹壳的主要成分、虾蟹昆虫夹壳的主要成分、 植物、菌类藻类植物细胞壁植物、菌类藻类植物细胞壁亦含有。亦含有。 其量仅次于纤维其量仅次于纤维素素组成组成： N-乙酰氨基葡萄糖乙酰氨基葡萄糖通过通过-1，4糖苷键糖苷键连接起连接起来的来的同聚多糖同聚多糖。 为医药、化工及食品为医药、化工及食品行业辅料行业辅料 （七）黏多糖（七）黏多糖 1，透明质酸，透明质酸hyaluronic acid 存在于动物的结缔组织、眼球的玻璃体、角膜、关节液中。存在于动物的结缔组织、眼球的
16、玻璃体、角膜、关节液中。 具强吸水性，形成粘度很大胶状液，具黏结与保护细胞的作具强吸水性，形成粘度很大胶状液，具黏结与保护细胞的作用。用。 透明质酸酶（细菌、蜂毒）水解透明质酸（异物侵入或药透明质酸酶（细菌、蜂毒）水解透明质酸（异物侵入或药物扩散）物扩散）组成组成： D-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸和和N-乙酰氨基葡萄糖乙酰氨基葡萄糖交替组交替组成线性结构成线性结构(以以1,3糖苷键连接成糖苷键连接成二糖单位二糖单位,再再以以1,4糖苷键同另一二糖单位连接）糖苷键同另一二糖单位连接）.2.硫酸软骨素硫酸软骨素chondroitin sulfate 体内最多的黏多糖体内最多的黏多糖,为软骨主要成分为软骨
17、主要成分结构结构: 二糖的聚合物二糖的聚合物(ABC三种三种) A:葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸-1,3-N-乙酰氨基乙酰氨基半乳半乳糖糖？ -4-硫酸酯硫酸酯 B:艾杜糖醛酸艾杜糖醛酸-1,3-N-乙酰氨基乙酰氨基半乳半乳糖糖？ -4-硫酸酯硫酸酯 C:葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸-1,3-N-乙酰氨基乙酰氨基半乳半乳糖糖？ -6-硫酸酯硫酸酯 硫酸软骨素硫酸软骨素B-硫酸皮肤素硫酸皮肤素(存在于皮肤的黏多糖存在于皮肤的黏多糖) 半乳？半乳？葡萄糖葡萄糖 降血脂和缓和的抗凝血作用。降血脂和缓和的抗凝血作用。3.肝素肝素heparin 存在于肝、肺、血管壁、肠粘膜中天然抗凝血物质存在于肝、肺、血管壁、肠粘膜中
18、天然抗凝血物质组成组成: 硫酸氨基葡萄糖、葡萄糖醛酸和艾杜糖醛酸的硫硫酸氨基葡萄糖、葡萄糖醛酸和艾杜糖醛酸的硫酸酯。酸酯。 氨基葡萄糖苷为氨基葡萄糖苷为 型，糖醛酸糖苷为型，糖醛酸糖苷为型。型。 肝素中为肝素中为四糖重复单位四糖重复单位。粘多糖的组成成分及分布粘多糖的组成成分及分布 名称名称 主要组成成分主要组成成分 分布分布透明质酸透明质酸 乙酰葡萄糖胺，乙酰葡萄糖胺，D-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸 眼球玻璃体脐带关节眼球玻璃体脐带关节硫酸软骨素硫酸软骨素A 乙酰葡萄糖胺，乙酰葡萄糖胺，D-葡萄糖醛酸，硫酸葡萄糖醛酸，硫酸 软骨、骨软骨、骨硫酸软骨素硫酸软骨素B 乙酰葡萄糖胺，乙酰葡萄糖胺，L-艾
19、杜糖醛酸，硫酸艾杜糖醛酸，硫酸 皮肤腱心瓣膜皮肤腱心瓣膜硫酸软骨素硫酸软骨素C 乙酰葡萄糖胺，乙酰葡萄糖胺，D-葡萄糖醛酸，硫酸葡萄糖醛酸，硫酸 皮肤脐带腱皮肤脐带腱软骨素软骨素 乙酰葡萄糖胺，乙酰葡萄糖胺，D-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸 皮肤皮肤硫酸角质素硫酸角质素 乙酰葡萄糖胺，乙酰葡萄糖胺，D-半乳糖，硫酸半乳糖，硫酸 角膜，肋骨角膜，肋骨肝素肝素 磺酰葡萄糖胺，磺酰葡萄糖胺，D-葡萄糖醛酸，硫酸葡萄糖醛酸，硫酸 肝肺肾、肠粘膜肝肺肾、肠粘膜 硫酸类肝素硫酸类肝素 乙酰葡萄糖胺，乙酰葡萄糖胺，D-葡萄糖醛酸，硫酸葡萄糖醛酸，硫酸 肝肝 肺等肺等硫酸软骨素硫酸软骨素硫酸角质素硫酸角质素硫酸软骨素
20、硫酸软骨素B透明质酸透明质酸（八）细菌多糖（八）细菌多糖 1，肽聚糖，肽聚糖peptidoglycan 又称胞壁质又称胞壁质murein 构成细菌细胞壁基本骨架的主要成分构成细菌细胞壁基本骨架的主要成分 结构：多糖与氨基酸链相连的多糖复合物结构：多糖与氨基酸链相连的多糖复合物 结构中糖以结构中糖以-1,4键连接成二糖键连接成二糖重复单位重复单位. AA为为D-AA。 形成的聚合物形成的聚合物肽聚糖肽聚糖 DAA肽有抵抗肽水解酶的作用，故对细菌细胞有肽有抵抗肽水解酶的作用，故对细菌细胞有保护作用。保护作用。 溶菌酶水解肽聚糖结构中溶菌酶水解肽聚糖结构中1,4糖苷键，而导致细糖苷键，而导致细菌细胞
21、膨胀破裂。（该酶溶解菌细胞膨胀破裂。（该酶溶解革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌机制）机制） 青霉素抗菌作用：青霉素抗菌作用： 抑制肽聚糖的生物合成，使得细胞壁不完整，从而导抑制肽聚糖的生物合成，使得细胞壁不完整，从而导致细菌死亡。致细菌死亡。2.脂多糖脂多糖 革兰氏阴性菌除含有革兰氏阴性菌除含有10%肽聚糖外，含有肽聚糖外，含有十分复杂的脂多糖。十分复杂的脂多糖。组成组成： 外层低聚糖链；核心多糖；及脂质。外层低聚糖链；核心多糖；及脂质。 细菌脂多糖的外层低聚糖是使人致病的部分（单细菌脂多糖的外层低聚糖是使人致病的部分（单糖组分随菌株而不相同），各种菌核心多糖链均相糖组分随菌株而不相同），各种菌核心多
22、糖链均相似。似。27三、多糖提取、分离和纯化的原理三、多糖提取、分离和纯化的原理（一）多糖的提取与分离（一）多糖的提取与分离 来源不同，提取方法各异来源不同，提取方法各异第一类第一类 难溶于水，可溶于稀碱液。难溶于水，可溶于稀碱液。 主要是胶类，如木聚糖、半乳聚糖主要是胶类，如木聚糖、半乳聚糖 原料粉碎后用原料粉碎后用0.5mol/LNaOH水溶液提取，后中水溶液提取，后中和、浓缩，最后加入乙醇，得粗糖沉淀物和、浓缩，最后加入乙醇，得粗糖沉淀物第二类第二类 易溶于温水，难溶于冷水的多糖。易溶于温水，难溶于冷水的多糖。 可用可用7080C热水抽提，提取液用氯仿：正丁热水抽提，提取液用氯仿：正丁醇
23、（醇（4:1)混合去蛋白质，经透析，浓缩后再加入乙混合去蛋白质，经透析，浓缩后再加入乙醇即得粗多糖产物醇即得粗多糖产物第三类第三类黏多糖的提取黏多糖的提取 （组织中黏多糖与蛋白质共价结合）（组织中黏多糖与蛋白质共价结合） 用蛋白酶水解蛋白或用碱处理，使之间共价键断用蛋白酶水解蛋白或用碱处理，使之间共价键断裂，促使粘多糖释放，以便于提取。裂，促使粘多糖释放，以便于提取。(1)碱液抽提法碱液抽提法： 原料经预处理后，用原料经预处理后，用0.5mol/LNaOH溶液于溶液于4C提取，酸中和。蛋白质用调节提取，酸中和。蛋白质用调节pH、加热或用白、加热或用白陶土吸附去除。最后以乙醇沉淀即可获成品。软骨
24、陶土吸附去除。最后以乙醇沉淀即可获成品。软骨中提取软骨素即用此法。中提取软骨素即用此法。(2)蛋白水解酶蛋白水解酶消化法消化法 组织中释出粘多糖的方法组织中释出粘多糖的方法 蛋白水解酶：木瓜蛋白酶及链霉蛋白酶蛋白水解酶：木瓜蛋白酶及链霉蛋白酶 经酶消化的提取液用经酶消化的提取液用5%三氯醋酸去蛋白（或透三氯醋酸去蛋白（或透析），乙醇沉淀粘多糖。析），乙醇沉淀粘多糖。（二）多糖的纯化二）多糖的纯化 方法多，根据条件适当选择，多种方法同时使用以方法多，根据条件适当选择，多种方法同时使用以达到理想的分离结果达到理想的分离结果 1.分级沉淀法分级沉淀法：乙醇分级沉淀分离各种硫酸软骨素。：乙醇分级沉淀分
25、离各种硫酸软骨素。 2.季铵盐络合法季铵盐络合法： 表面活化剂与粘多糖聚阴离子形成络合物，水不溶。表面活化剂与粘多糖聚阴离子形成络合物，水不溶。 3.离子交换层析：离子交换层析： 利用利用pH及盐浓度梯度分离各种多糖及盐浓度梯度分离各种多糖 4.制备性区带电泳制备性区带电泳： 利用分子大小、形状、电荷区分利用分子大小、形状、电荷区分 5.固定化凝集素的亲和层析法固定化凝集素的亲和层析法： 特异结合单糖和寡糖（可逆）特异结合单糖和寡糖（可逆） 如刀豆凝集素如刀豆凝集素ConA专一与甘露糖基结合。（半乳糖干专一与甘露糖基结合。（半乳糖干扰素等）扰素等）31（三）多糖的降解（三）多糖的降解 制备低聚
26、糖制备低聚糖 1.化学降解法化学降解法：常用亚硝酸控制降解法。污染：常用亚硝酸控制降解法。污染 2.酶法降解酶法降解：特异性强。：特异性强。 产量低，成本高产量低，成本高 3.辐射降解法辐射降解法：使分子电离或激发，分子间形：使分子电离或激发，分子间形成化学键辐射交联，导致分子链断裂辐射降成化学键辐射交联，导致分子链断裂辐射降解。解。四、多糖理化性质测定四、多糖理化性质测定（一）多糖的一）多糖的含量含量测定测定：方法多种：方法多种 硫酸蒽酮法，硫酸苯酚法硫酸蒽酮法，硫酸苯酚法 （己糖基、戊醛糖、己糖醛酸）（己糖基、戊醛糖、己糖醛酸） 硫酸卡唑法（硫酸卡唑法（糖醛酸）糖醛酸） 乙酰丙酮显色法乙酰
27、丙酮显色法（氨基葡萄糖）（氨基葡萄糖）（二）多糖（二）多糖纯度纯度测定测定 1.电泳法（高压电泳）电泳法（高压电泳） 2.凝胶柱层析法：呈现一个峰为标准凝胶柱层析法：呈现一个峰为标准 3.紫外扫描法：多糖紫外扫描法：多糖200nm。纯度。纯度 4.其它方法：特殊基团，纸层析等其它方法：特殊基团，纸层析等33（三）多糖（三）多糖分子量分子量测定（物理方法）测定（物理方法） 1.凝胶柱层析法：凝胶柱层析法： 已知分子量的多糖作标准已知分子量的多糖作标准 2.特性黏度法特性黏度法 相似结构多糖决定相似结构多糖决定K值，测出粘数，值，测出粘数，计算分子量。计算分子量。性质分析：比旋度测定、溶解度测定。
28、性质分析：比旋度测定、溶解度测定。五、多糖的结构分析五、多糖的结构分析 复杂（结构与种类多有关），但迄今无一种方法复杂（结构与种类多有关），但迄今无一种方法可单独完成结构分析，需结合应用。可单独完成结构分析，需结合应用。 物理方法：物理方法： 红外光谱、核磁共振谱、质谱、红外光谱、核磁共振谱、质谱、X射线衍射；射线衍射；化学降解法、酶解法、免疫化学法和放射免疫法化学降解法、酶解法、免疫化学法和放射免疫法（一）多糖组成成分的分析（一）多糖组成成分的分析 了解何种单糖组成及之间的比例了解何种单糖组成及之间的比例 以片段为单位分析。以片段为单位分析。1.酸水解酸水解（完全酸水解，部分酸水解）（完全酸
29、水解，部分酸水解） 13mol/L硫酸或硫酸或2mol/L三氟乙酸，三氟乙酸，80100C密闭加热密闭加热68小时完全水解得到小时完全水解得到单糖；单糖；0 C或室温下水解得到较低分子量的或室温下水解得到较低分子量的寡聚糖。寡聚糖。 水解产物用层析法（纸层析、薄层层析、气水解产物用层析法（纸层析、薄层层析、气相层析）鉴定。相层析）鉴定。 水解测出多糖中水解测出多糖中单糖的组成单糖的组成，并计算，并计算各单糖成各单糖成分间分子比。分间分子比。2.乙酰解乙酰解 乙酐：乙酸：水（乙酐：乙酸：水（10:10:1)混合液中加热，使一定混合液中加热，使一定的糖苷键处断裂。的糖苷键处断裂。 （为酸水解的补充
30、，特异水解（为酸水解的补充，特异水解16糖苷键）糖苷键） 生成生成乙酰化单糖和乙酰化寡糖乙酰化单糖和乙酰化寡糖。 用层析法鉴定，从另一角度获得用层析法鉴定，从另一角度获得糖链结构糖链结构信息信息。3.甲醇解甲醇解 多糖链多糖链80100C与无水甲醇氯化氢反应，使与无水甲醇氯化氢反应，使糖链变成单糖的甲基糖苷。将其转化为糖链变成单糖的甲基糖苷。将其转化为三甲基硅醚衍三甲基硅醚衍生物或乙酰基衍生物生物或乙酰基衍生物，气相层析分子（与标准对照），气相层析分子（与标准对照），可得到多糖中可得到多糖中单糖成分的定量数据单糖成分的定量数据（二）多糖结构的甲基化分析（二）多糖结构的甲基化分析 为结构分析最有
31、力的手段之一为结构分析最有力的手段之一 1.部分甲基化的糖醇乙酰衍生物产生部分甲基化的糖醇乙酰衍生物产生：单糖（多糖中）单糖（多糖中） （OH全部生成甲醚）全部生成甲醚） （甲基化试剂）游离羟基生成甲醚，水解、释放（甲基化试剂）游离羟基生成甲醚，水解、释放 （Hakomori法）法）甲基化单糖甲基化单糖 硼氢化钠还原硼氢化钠还原糖醇糖醇 乙酰化乙酰化部分甲基化的糖醇乙酰衍生物（气相色谱质谱分析）部分甲基化的糖醇乙酰衍生物（气相色谱质谱分析） 阐明单糖种类和比例，及阐明单糖种类和比例，及连接方式（键型，糖苷键位置连接方式（键型，糖苷键位置）。）。（三）多糖结构的过碘酸氧化及三）多糖结构的过碘酸氧
32、化及Smith降解降解过碘酸氧化反应过碘酸氧化反应： 一种选择性的氧化降解反应，作用于多糖分子中一种选择性的氧化降解反应，作用于多糖分子中1,2二二羟基和羟基和1,2,3-三羟基生成相应的醛或甲醛、甲酸。三羟基生成相应的醛或甲醛、甲酸。定量反应：高碘酸的消耗与甲醛甲酸的生成，判断定量反应：高碘酸的消耗与甲醛甲酸的生成，判断糖苷键位糖苷键位置，直链多糖的缔合度、支链多糖的分支数目置，直链多糖的缔合度、支链多糖的分支数目等。等。 1,2-糖苷键糖苷键1,3糖苷键糖苷键1,4糖苷键糖苷键1,6糖苷键糖苷键高碘酸高碘酸过程过程产物产物氧化后氧化后硼氢化钠（钾）还硼氢化钠（钾）还原原生成多羟基化合物生成
33、多羟基化合物 HCl稀水解稀水解甘油甘油甘油醛甘油醛 还原还原水解水解原单糖原单糖氧化氧化还原还原水解水解赤藓糖赤藓糖乙醇醛乙醇醛 氧化氧化还原还原水解水解甘油甘油 乙醇醛乙醇醛Smith降解：降解： 将过碘酸将过碘酸氧化产物氧化产物进行还原，进行酸水解或部进行还原，进行酸水解或部分酸水解。（改良过碘酸氧化）分酸水解。（改良过碘酸氧化） （室温下用稀无机酸水解还原产物）（室温下用稀无机酸水解还原产物） 结果得到具有特征性的糖链的重复单元，获取结果得到具有特征性的糖链的重复单元，获取多糖多糖结构信息结构信息。（四）多糖结构的酶降解测定法四）多糖结构的酶降解测定法 不同性质的不同性质的糖苷酶糖苷酶
34、或称多糖酶能作用于不或称多糖酶能作用于不同性质的糖苷键，通过顺序降解，阐明多糖同性质的糖苷键，通过顺序降解，阐明多糖链的一级结构。酶的来源不同，作用有差异。链的一级结构。酶的来源不同，作用有差异。糖苷酶：外切糖苷酶，内切糖苷酶糖苷酶：外切糖苷酶，内切糖苷酶411.外切糖苷酶外切糖苷酶：只能切下多糖：只能切下多糖非还原末端非还原末端的的一个单糖。对单糖组成和糖苷键有专一性。一个单糖。对单糖组成和糖苷键有专一性。 (1) -D-半乳糖苷酶半乳糖苷酶( -D-galactosidase） (2) -D-半乳糖苷酶半乳糖苷酶( -D-galactosidase） (3) -D-甘露糖苷酶甘露糖苷酶(-
35、D-mannosidase） (4) -D-甘露糖苷酶甘露糖苷酶(-D mannosidase) (5) -L-岩藻糖苷酶（岩藻糖苷酶（-L-fucosidase) (6) N-乙酰乙酰-D-氨基己糖酶（氨基己糖酶（N-acetyl-D-hexosaminidase) (7) N-乙酰乙酰-D-氨基半乳糖苷酶（氨基半乳糖苷酶（N-acetyl-D-galactosaminidase) 2.内切糖苷酶内切糖苷酶 水解糖链内部的糖苷键，释放多糖链片段水解糖链内部的糖苷键，释放多糖链片段常见内切糖苷酶：常见内切糖苷酶：(1)内切内切-N-乙酰乙酰- -D-氨基葡萄糖酶氨基葡萄糖酶(endo-N-ac
36、etyl- -D-glucosaminidase)(2)内切内切- -D-半乳糖苷酶半乳糖苷酶(endo- -D-galactosidase)(3) 内切内切-N-乙酰乙酰-D-氨基半乳糖苷酶氨基半乳糖苷酶 (endo-D-galactosaminidase)(4)肽肽-N-聚糖水解酶聚糖水解酶分为两类分为两类： 水解糖糖之间连接键，释放片段水解糖糖之间连接键，释放片段(2)； 水解单糖氨基酸或单糖多肽之间的连接键，释水解单糖氨基酸或单糖多肽之间的连接键，释放完整的糖链结构。放完整的糖链结构。(1,4)43六、糖链与糖蛋白的生物学活性六、糖链与糖蛋白的生物学活性 1. 糖链与酶活性糖链与酶活性
37、: 糖链在酶的新生肽链折叠、转运和保护方面起作用；糖链在酶的新生肽链折叠、转运和保护方面起作用；有些酶活性与糖链无关，有些酶活性依赖糖链的存在。有些酶活性与糖链无关，有些酶活性依赖糖链的存在。 2. 糖链与激素糖链与激素: 糖蛋白类激素活性（受体亲和力和半衰期）与糖链糖蛋白类激素活性（受体亲和力和半衰期）与糖链有关；有关； 3. 糖链与糖链与IgG活性活性: IgG结构中糖链与其功能有关；某些位点糖链的缺失结构中糖链与其功能有关；某些位点糖链的缺失可导致自身免疫性疾病。可导致自身免疫性疾病。 4. 糖链与介导的细胞识别功能糖链与介导的细胞识别功能: 膜受体蛋白多为糖蛋白，此类蛋白中糖链结构影响
38、蛋膜受体蛋白多为糖蛋白，此类蛋白中糖链结构影响蛋白质结构，从而影响其识别功能。白质结构，从而影响其识别功能。44第三节第三节 以糖类为基础的药物研究以糖类为基础的药物研究一、以糖类为基础的药物（一）以糖类为基础的药物（二）糖类药物的设计与应用 糖库的建立和糖链的合成；设计多价的糖药物；以糖类导向和定位的药物；用糖类提高药物在体内的寿命（三）糖类药物的模拟 糖类模拟物，模拟糖链，拟糖多肽，随机肽库45二、糖基化工程（一）糖基化及其对重组蛋白质性质的影响 溶解性，稳定性，生物活性，药代动力学，免疫原性（二）糖基化工程概念 通过人为地操作蛋白质上的寡糖链，使之产生合适的糖型，而达到改变糖蛋白的生物学
39、功能（的技术）。（三）糖基化工程的研究方法 选择特异的宿主细胞、应用哺乳动物糖基化突变型、利用突变来删除或增加糖基化位点、利用糖基化抑制剂处理纯化糖蛋白。（四）糖基化工程在糖蛋白药物研制中的应用 化学修饰，糖基化工程46思考题：1.糖的概念及生物学作用糖的概念及生物学作用2.糖的分类（单糖，寡糖，多糖）糖的分类（单糖，寡糖，多糖） *掌握几种二糖中单糖成分，多糖种类掌握几种二糖中单糖成分，多糖种类3.多糖分类（来源分类）多糖分类（来源分类）*4.淀粉、糖原、葡聚糖、纤维素中单糖单位？连接方式？构象。淀粉、糖原、葡聚糖、纤维素中单糖单位？连接方式？构象。*5.代表性的粘多糖有几种？成分特点？分布
40、。代表性的粘多糖有几种？成分特点？分布。6.多糖提取方法分几类来进行？多糖提取方法分几类来进行？*7.多糖基本纯化方法有几种？原理？多糖基本纯化方法有几种？原理？*8.多糖降解方法有几种？其优缺点。多糖降解方法有几种？其优缺点。9.多糖理化性质的测定主要包括几方面？多糖理化性质的测定主要包括几方面？10.多糖结构需要多种方法结合起来应用。在所介绍的方法中，各多糖结构需要多种方法结合起来应用。在所介绍的方法中，各种方法的用途请你总结一下。种方法的用途请你总结一下。 当你需要对一种多糖进行结构分析时，你的思路如何？当你需要对一种多糖进行结构分析时，你的思路如何？*11.了解目前糖基化工程的概念，研究范畴，研究方法。了解目前糖基化工程的概念，研究范畴，研究方法。
