生物競(jìng)賽糖類

1、NFSCNFSC九四學(xué)社九四學(xué)社第一章 糖類一、糖的一般概念一、糖的一般概念( (一一) ) 概念概念 俗稱碳水化合物碳水化合物Cn(H2O)m（不夠全面）（不夠全面） 化學(xué)定義多羥基醛或酮及其縮聚物和多羥基醛或酮及其縮聚物和衍生物的總稱。衍生物的總稱。（二）分布（二）分布所有生命機(jī)體中，其中：所有生命機(jī)體中，其中： 植物植物：含糖量占其干：含糖量占其干 重的重的85-90%； 動(dòng)物：動(dòng)物：含糖量不超過(guò)含糖量不超過(guò) 其干重的其干重的2% 微生物微生物：含糖量占其菌體干重的：含糖量占其菌體干重的10-30%（三）功能（三）功能 能源物質(zhì)、結(jié)構(gòu)物質(zhì)能源物質(zhì)、結(jié)構(gòu)物質(zhì)細(xì)胞壁中細(xì)胞壁中結(jié)結(jié)構(gòu)糖構(gòu)糖儲(chǔ)備

2、儲(chǔ)備能源能源糖糖植物干重90DNADNA、RNA RNA 結(jié)構(gòu)糖結(jié)構(gòu)糖昆蟲外昆蟲外骨骼骨骼糖糖韌帶韌帶結(jié)構(gòu)糖結(jié)構(gòu)糖結(jié)締組織結(jié)締組織結(jié)構(gòu)糖結(jié)構(gòu)糖 肌糖原肌糖原能源能源動(dòng)物干重動(dòng)物干重2 碳源碳源光合光合作用作用糖一切含碳物質(zhì)一切含碳物質(zhì)合成合成代謝代謝分解分解代謝代謝COCO2 2糖糖碳來(lái)源碳來(lái)源細(xì)胞識(shí)別和信息傳遞的重要參與者。細(xì)胞識(shí)別和信息傳遞的重要參與者。 生物活性物質(zhì)生物活性物質(zhì)細(xì)胞表面細(xì)胞表面識(shí)別標(biāo)記識(shí)別標(biāo)記糖糖糖糖蛋白、蛋白、糖糖脂、信息分子脂、信息分子糖糖（四）分類（四）分類 按其水解情況分類：按其水解情況分類： 單糖單糖：凡不能被水解為更小分子的糖稱：凡不能被水解為更小分子的糖稱。

3、 如：如： 核糖、葡萄糖核糖、葡萄糖。 寡糖寡糖：凡能被水解成少數(shù)（：凡能被水解成少數(shù)（210個(gè)）單個(gè)）單 糖分子的糖稱糖分子的糖稱。 如：如：蔗糖蔗糖 = 葡萄糖葡萄糖+果糖果糖 多糖多糖：凡能被水解成多個(gè)單糖分子的糖稱：凡能被水解成多個(gè)單糖分子的糖稱。 如：如：淀粉淀粉 n葡萄糖葡萄糖 復(fù)合糖復(fù)合糖：與非糖物質(zhì)結(jié)合的糖。：與非糖物質(zhì)結(jié)合的糖。 如：如：糖蛋白糖蛋白等。等。 衍生糖衍生糖：糖的衍生物。：糖的衍生物。 如：如：糖酸、糖胺等糖酸、糖胺等 。二、單糖二、單糖（一）單糖的構(gòu)型、結(jié)構(gòu)及構(gòu)象（一）單糖的構(gòu)型、結(jié)構(gòu)及構(gòu)象1 1、構(gòu)型：、構(gòu)型：1）根據(jù)離羰基最遠(yuǎn)的不對(duì)稱）根據(jù)離羰基最遠(yuǎn)的不對(duì)

4、稱C原子原子的的-OH位置：位置： -OH 在左：在左：L； -OH 在右：在右：D 天然單糖大多數(shù)是天然單糖大多數(shù)是 D-D-型糖。型糖。2）旋光性：）旋光性： 右旋：右旋：+； 左：；左：；2 2、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)1 1）鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)：）鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)：2 2）環(huán)式結(jié)構(gòu)）環(huán)式結(jié)構(gòu) 證明了鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)后，發(fā)現(xiàn)葡萄糖的某些證明了鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)后，發(fā)現(xiàn)葡萄糖的某些理化性質(zhì)與醛不同理化性質(zhì)與醛不同。 實(shí)驗(yàn)證明僅能生成實(shí)驗(yàn)證明僅能生成半縮醛半縮醛。 過(guò)長(zhǎng)氧橋不合理，過(guò)長(zhǎng)氧橋不合理，W.N.Haworth 提出透提出透視式表達(dá)糖的視式表達(dá)糖的環(huán)式結(jié)構(gòu)環(huán)式結(jié)構(gòu)。 變旋現(xiàn)象（因糖分子結(jié)構(gòu)互變而產(chǎn)生）變旋現(xiàn)象（因糖分子結(jié)構(gòu)互變而產(chǎn)生

5、）葡萄糖的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變葡萄糖的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變D-鏈?zhǔn)芥準(zhǔn)?-D-葡萄糖葡萄糖實(shí)驗(yàn)表明：葡萄糖在無(wú)水甲醇中受濃實(shí)驗(yàn)表明：葡萄糖在無(wú)水甲醇中受濃HCl作用作用生成生成2種糖苷，即種糖苷，即C1有有2種不對(duì)稱結(jié)構(gòu)。種不對(duì)稱結(jié)構(gòu)。呋喃糖呋喃糖吡喃糖吡喃糖葡萄糖與葡萄糖與葡萄糖葡萄糖 -OH -OH在下：在下： -； -OH-OH在上：在上：-3 3、構(gòu)象、構(gòu)象 X-衍射表明，糖分子中的衍射表明，糖分子中的C-C鍵不在鍵不在一個(gè)平面上，有一個(gè)平面上，有椅式椅式和和船式船式兩種。兩種。 X-衍射、紅外光譜、旋光性數(shù)據(jù)表明衍射、紅外光譜、旋光性數(shù)據(jù)表明環(huán)己烷及其衍生物環(huán)己烷及其衍生物主要以椅式構(gòu)象存主要以椅式構(gòu)象存在

6、在。椅式椅式 船式船式（二）單糖的性質(zhì)（二）單糖的性質(zhì)1 1、與強(qiáng)酸共熱生成糠醛：、與強(qiáng)酸共熱生成糠醛： 戊糖戊糖 糠醛糠醛 +濃濃HCl 己糖己糖 羥甲基糠醛羥甲基糠醛生成糠醛生成糠醛 -萘酚萘酚 糠醛糠醛 紫紅紫紅 羥甲基糠醛羥甲基糠醛 紫紅紫紅 間苯二酚間苯二酚 酮糖酮糖 紅紅 醛糖醛糖 淺紅淺紅 用于鑒定。用于鑒定。 糠醛與酚有顏色反應(yīng)糠醛與酚有顏色反應(yīng)2 2、與酸成酯、與酸成酯磷酸酯磷酸酯葡萄糖內(nèi)酯葡萄糖內(nèi)酯3 3、 遇遇堿堿分分解解成成不不同同物物質(zhì)質(zhì)4 4、半縮醛羥基與醇、酚羥基脫水成苷、半縮醛羥基與醇、酚羥基脫水成苷1）性質(zhì)穩(wěn)定，不氧化、不變旋、不成脎）性質(zhì)穩(wěn)定，不氧化、不變旋

7、、不成脎2）功能各異：）功能各異： 毛地黃苷、強(qiáng)心苷毛地黃苷、強(qiáng)心苷：有強(qiáng)心功能；：有強(qiáng)心功能； 皂苷皂苷：溶血功能；溶血功能；箭毒苷箭毒苷苦杏仁苷苦杏仁苷5 5、氧化作用、氧化作用 羰基氧化：形成醛酸；羰基氧化：形成醛酸； 伯醇基氧化：形成糠醛酸。斐林（伯醇基氧化：形成糠醛酸。斐林（Fehling）試劑定量）試劑定量6 6、還原作用、還原作用 羰基還原成醇基：羰基還原成醇基：葡萄糖還原成葡萄糖還原成山梨醇山梨醇果糖還原果糖還原山梨醇、山梨醇、甘露醇甘露醇7 7、游離羰基與、游離羰基與3 3分子苯肼成糖脎作用分子苯肼成糖脎作用葡萄糖葡萄糖 苯腙苯腙 葡糖酮苯腙葡糖酮苯腙 葡糖葡糖脎脎各種糖形成

8、的糖脎結(jié)晶和熔點(diǎn)不同各種糖形成的糖脎結(jié)晶和熔點(diǎn)不同,可鑒別糖可鑒別糖.苯肼苯肼苯肼苯肼苯肼苯肼（三）重要的單糖及其衍生物（三）重要的單糖及其衍生物1、單糖：、單糖： 1）醛糖：有醛基的糖；）醛糖：有醛基的糖； 2）酮糖：有酮基的糖；）酮糖：有酮基的糖；四種重要的己糖四種重要的己糖葡萄糖葡萄糖 甘露糖甘露糖 半乳糖半乳糖 果糖果糖 重要的戊糖重要的戊糖D-核糖核糖 D-脫氧核糖脫氧核糖2、單糖的重要衍生物、單糖的重要衍生物1）糖醇：）糖醇：性質(zhì)穩(wěn)定、甜。如：性質(zhì)穩(wěn)定、甜。如： 甘露醇甘露醇：降壓、藥物、藥物輔料。：降壓、藥物、藥物輔料。 山梨醇山梨醇：氧化形成葡、果、山梨糖；：氧化形成葡、果、山

9、梨糖； VitC的原料的原料 肌醇肌醇：對(duì)糖脂代謝有調(diào)節(jié)作用、：對(duì)糖脂代謝有調(diào)節(jié)作用、B族族Vit、 從玉米淀粉或微生物發(fā)酵制取。從玉米淀粉或微生物發(fā)酵制取。2）糖醛酸：）糖醛酸：?jiǎn)翁遣蓟趸?。單糖伯醇基氧化而得。葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸：肝臟解毒劑；：肝臟解毒劑；半乳糖醛酸半乳糖醛酸：存在果膠中。：存在果膠中。3）糖胺：）糖胺：氨基葡萄糖氨基葡萄糖糖分子中的一個(gè)羥基被氨基取代。糖分子中的一個(gè)羥基被氨基取代。如：如：D-氨基葡萄糖氨基葡萄糖（幾丁質(zhì)）幾丁質(zhì)） 半乳糖胺半乳糖胺（軟骨素）（軟骨素）三、寡糖三、寡糖1、概念：、概念：少數(shù)單糖（少數(shù)單糖（2-10個(gè)）縮合的聚合物。個(gè)）縮合的聚合物。

10、2、分布：、分布：自然界分布的主要是雙糖、三糖，自然界分布的主要是雙糖、三糖， 3、結(jié)構(gòu)：、結(jié)構(gòu)：?jiǎn)翁堑慕M成；單糖的組成； 糖苷鍵的連接方式；糖苷鍵的連接方式； 糖苷鍵的連接位置。糖苷鍵的連接位置。4、生物學(xué)功能、生物學(xué)功能 重要生物分子重要生物分子的組分；的組分； 結(jié)構(gòu)成分；結(jié)構(gòu)成分； 信號(hào)分子；信號(hào)分子；5、糖苷鍵的形成、糖苷鍵的形成糖苷鍵與肽鍵糖苷鍵與肽鍵6、寡糖的種類、寡糖的種類麥芽糖麥芽糖葡萄糖葡萄糖+葡萄糖（葡萄糖（-1，4糖苷鍵）糖苷鍵）乳糖乳糖半乳糖半乳糖+葡萄糖葡萄糖蔗糖蔗糖葡萄糖葡萄糖+果糖果糖，(12) 糖苷鍵糖苷鍵7、寡糖的一般性質(zhì)：、寡糖的一般性質(zhì)： 還原糖：還原糖：

11、有游離半縮醛羥基有游離半縮醛羥基的寡糖；的寡糖； 如：麥芽糖、乳糖。如：麥芽糖、乳糖。 非還原糖：非還原糖：無(wú)游離半縮醛羥基無(wú)游離半縮醛羥基的寡糖；的寡糖； 如：蔗糖。如：蔗糖。四、多糖四、多糖（一）多糖的概念：（一）多糖的概念： 1、概念：、概念：由多個(gè)由多個(gè)單糖單糖以以糖苷鍵糖苷鍵相連而成相連而成 的高分子聚合物。的高分子聚合物。 方向：方向：左：非還原端；左：非還原端； 右：還原端右：還原端。2、多糖的性質(zhì)：、多糖的性質(zhì)：膠體溶液、膠體溶液、無(wú)甜味、無(wú)甜味、無(wú)還原性、無(wú)還原性、 有旋光性，但無(wú)變旋現(xiàn)象。有旋光性，但無(wú)變旋現(xiàn)象。3、多糖的結(jié)構(gòu)： 一級(jí)結(jié)構(gòu)：?jiǎn)翁堑慕M成； 糖苷鍵的類型； 單糖

12、的排列順序而異。 二級(jí)結(jié)構(gòu)：取決于一級(jí)結(jié)構(gòu)，指其分子骨架。4、多糖的種類：1）均一多糖：由一種單糖縮合而成。）均一多糖：由一種單糖縮合而成。糖原糖原 淀粉淀粉 纖維素纖維素不均一多糖：不均一多糖：由不同類型單糖縮合而成。由不同類型單糖縮合而成。肝素肝素5、主要功能：1）作為動(dòng)植物結(jié)構(gòu)的骨架物質(zhì)；）作為動(dòng)植物結(jié)構(gòu)的骨架物質(zhì)；2）作為儲(chǔ)存物質(zhì)；）作為儲(chǔ)存物質(zhì)；3）機(jī)體的防御功能；）機(jī)體的防御功能；4）抗凝作用等等。）抗凝作用等等。（二）生物學(xué)上重要的多糖（二）生物學(xué)上重要的多糖1、淀粉：、淀粉：有兩種分子組成；有兩種分子組成；1）直鏈淀粉）直鏈淀粉2）支鏈淀粉支鏈淀粉1）直鏈淀粉）直鏈淀粉：葡萄糖

13、分子以葡萄糖分子以（1-4） 糖苷鍵縮合而成的多糖鏈。糖苷鍵縮合而成的多糖鏈。直直鏈鏈淀淀粉粉 一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu) （1 14 4）葡萄糖葡萄糖苷鍵苷鍵可溶于熱水可溶于熱水250300個(gè)糖分子個(gè)糖分子遇碘呈遇碘呈紫藍(lán)色紫藍(lán)色空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)淀粉的降解：淀粉的降解：在酸或淀粉酶在酸或淀粉酶作用下被降解作用下被降解，終產(chǎn)物為葡，終產(chǎn)物為葡萄糖：萄糖：麥芽糖麥芽糖遇碘呈藍(lán)紫色遇碘呈藍(lán)紫色 紅色紅色 不顯色不顯色不顯色不顯色淀粉淀粉紅色糊精紅色糊精無(wú)色糊精無(wú)色糊精葡萄糖葡萄糖2、糖原：、糖原：-D-葡萄糖多聚物葡萄糖多聚物 結(jié)構(gòu)：同支鏈淀粉；區(qū)別在于結(jié)構(gòu)：同支鏈淀粉；區(qū)別在于分支頻率分支頻率及及分子量分

14、子量為其為其二倍二倍。 分布：分布： 主要存在于動(dòng)物肝、主要存在于動(dòng)物肝、肌肉中。肌肉中。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 遇碘呈遇碘呈紅色紅色。 功能：功能： 同淀粉，亦稱動(dòng)物同淀粉，亦稱動(dòng)物淀粉。其淀粉。其合成與分合成與分解取決于血糖水平解取決于血糖水平。 3、纖維素、纖維素1）結(jié)構(gòu)：）結(jié)構(gòu)：由由D-葡萄糖以葡萄糖以（1-4）糖苷鍵）糖苷鍵 連接起來(lái)的線形聚合物。連接起來(lái)的線形聚合物。纖維中纖維素分子以氫鍵構(gòu)成微晶束纖維中纖維素分子以氫鍵構(gòu)成微晶束植物細(xì)胞壁植物細(xì)胞壁中的纖維素中的纖維素2）性質(zhì)：）性質(zhì)： 具親水性具親水性； 游離游離-OH中的中的H可被其它基團(tuán)取代可被其它基團(tuán)取代，構(gòu)成各種高分子化合物：構(gòu)

15、成各種高分子化合物： 羧甲基纖維素、羧甲基纖維素、DEAE-纖維素等層纖維素等層析載體。析載體。 纖維素酶纖維素酶解成葡萄糖。解成葡萄糖。4、殼聚糖：、殼聚糖： N-乙酰乙酰D-氨基葡萄糖以氨基葡萄糖以（1，4）糖苷鍵縮）糖苷鍵縮合而成。合而成。 結(jié)構(gòu)與纖維素類似，但氫鍵比其多。結(jié)構(gòu)與纖維素類似，但氫鍵比其多。 藻類、昆蟲及甲殼類動(dòng)物的結(jié)構(gòu)組分。藻類、昆蟲及甲殼類動(dòng)物的結(jié)構(gòu)組分。 目前研究開發(fā)在：黏結(jié)劑、藥物輔料等。目前研究開發(fā)在：黏結(jié)劑、藥物輔料等?；締挝皇且阴０被咸烟腔締挝皇且阴０被咸烟?、右旋糖苷、右旋糖苷人工合成的葡聚糖人工合成的葡聚糖 結(jié)構(gòu)：主鏈：結(jié)構(gòu)：主鏈：- 1,6糖苷鍵

16、；糖苷鍵； 支鏈：支鏈： - 1,3和和- 1,4糖苷鍵糖苷鍵 功能：降低血粘度、抗血栓、改善功能：降低血粘度、抗血栓、改善 微循環(huán)、利尿微循環(huán)、利尿 其它多糖：其它多糖： 香菇多糖：香菇多糖：-1,3葡聚糖，對(duì)肉瘤有抑制葡聚糖，對(duì)肉瘤有抑制 茯苓多糖：茯苓多糖：-1,3葡聚糖，對(duì)肉瘤有抑制葡聚糖，對(duì)肉瘤有抑制 昆布多糖：昆布多糖：-1,3葡聚糖，可治療動(dòng)脈粥葡聚糖，可治療動(dòng)脈粥 樣硬化。樣硬化。香菇多糖香菇多糖五、糖復(fù)合物五、糖復(fù)合物 糖與非糖物質(zhì)結(jié)合而成。糖與非糖物質(zhì)結(jié)合而成。（一）糖與蛋白質(zhì)的復(fù)合物（一）糖與蛋白質(zhì)的復(fù)合物 種類：糖蛋白種類：糖蛋白：主要性質(zhì)接近蛋白質(zhì)；：主要性質(zhì)接近蛋白

17、質(zhì)； 蛋白多糖蛋白多糖：性質(zhì)以多糖為主。：性質(zhì)以多糖為主。糖類與蛋白質(zhì)的連接方式：糖類與蛋白質(zhì)的連接方式：N-糖苷鍵糖苷鍵：Asn的氨基與糖半縮醛的氨基與糖半縮醛-OH間形成；間形成；O-糖苷鍵糖苷鍵：Thr、Ser等的等的-OH與糖半縮醛與糖半縮醛-OH 間形成。間形成。1 1、糖蛋白、糖蛋白 種類多：種類多：酶、激素、血漿糖蛋白、補(bǔ)體、酶、激素、血漿糖蛋白、補(bǔ)體、 粘液物質(zhì)及膜蛋白。粘液物質(zhì)及膜蛋白。 特特 點(diǎn)：點(diǎn)：高粘度高粘度 功能多：功能多：潤(rùn)滑作用、保護(hù)作用、潤(rùn)滑作用、保護(hù)作用、 肽鏈加工、運(yùn)輸作用、肽鏈加工、運(yùn)輸作用、 分子識(shí)別、臨床鑒定。分子識(shí)別、臨床鑒定。ABO血型物質(zhì)血型物質(zhì)

18、O型型:分泌分泌H型物質(zhì)型物質(zhì)(Fuc)A型型:在在H型上加型上加N-乙酰氨乙酰氨 基半乳糖基半乳糖(GalNAc)B型型:在在H型上加半乳糖型上加半乳糖(Gal)血漿糖蛋白血漿糖蛋白 除清蛋白外，余菌含糖。除清蛋白外，余菌含糖。 糖的種類：糖的種類：唾液酸、葡糖胺、半乳糖、唾液酸、葡糖胺、半乳糖、 甘露糖為多；甘露糖為多； 少數(shù)是半乳糖胺、巖藻糖。少數(shù)是半乳糖胺、巖藻糖。 功能：功能：運(yùn)輸功能、運(yùn)輸功能、 參與凝血酶原和纖維蛋白原。參與凝血酶原和纖維蛋白原。 病理：病理：降低：肝實(shí)質(zhì)性障礙；降低：肝實(shí)質(zhì)性障礙； 升高：膽汁性肝硬變和肝癌升高：膽汁性肝硬變和肝癌2 2、蛋白聚糖、蛋白聚糖 組成：組成： 糖胺聚糖糖胺聚糖與與核心蛋白核心蛋白以共價(jià)鍵連接而成。以共價(jià)鍵連接而成。 功能各異：功能各異： 結(jié)締組織的組分；結(jié)締組織的組分； 抗凝血作用；抗凝血作用； 保護(hù)作用保護(hù)作用 等。等。 1 1）透明質(zhì)酸）透明質(zhì)酸 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以以-1,3和和-1,4糖苷鍵交替連接而成糖苷鍵交替連接而成在皮膚、眼玻璃體、臍帶等組織及卵子表面，在皮膚、眼玻璃體、臍帶等組織及卵子表面， 起保護(hù)作用。起保護(hù)作用。2 2）硫酸軟骨素）硫酸軟骨素 由由N-乙酰半乳糖胺硫酸酯乙酰半乳糖胺硫酸酯與與葡糖醛酸葡糖醛酸組成。組成。 是軟骨、腱和骨的主要結(jié)構(gòu)成分。是軟骨、腱和