第三章糖的結(jié)構(gòu)與功能

1、第三章第三章 糖類的結(jié)構(gòu)與糖類的結(jié)構(gòu)與功能功能第一節(jié)第一節(jié) 糖類的概述糖類的概述第二節(jié)第二節(jié) 單糖單糖第三節(jié)第三節(jié) 寡糖寡糖 第四節(jié)第四節(jié) 多糖多糖 第五節(jié)第五節(jié) 糖復(fù)合物糖復(fù)合物 第一節(jié)第一節(jié) 糖類概述糖類概述（一）糖的分布與來源（一）糖的分布與來源所有生命機(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%85-90%； 動(dòng)物：動(dòng)物：含糖量不超過含糖量不超過 其干重的其干重的2%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%10-30% 來源：光合作用來源：光合作用（二）糖的生物學(xué)功能（二）糖的生物學(xué)功能1.作為生物體

2、的結(jié)構(gòu)物質(zhì)作為生物體的結(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2.2.作為生物體內(nèi)的主要能源物質(zhì)作為生物體內(nèi)的主要能源物質(zhì)淀粉顆粒淀粉顆粒糖原顆粒糖原顆粒韌帶韌帶結(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 3.作為生物體內(nèi)的碳源物質(zhì)作為生物體內(nèi)的碳源物質(zhì)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糖糖碳來源碳來源七十年代以后糖類化合物研究的新局面：通過對(duì)糖類的研究發(fā)現(xiàn)了許多新通過對(duì)糖類的研究發(fā)現(xiàn)了許多新 的生物合成反應(yīng)與

3、酶調(diào)節(jié)機(jī)理的生物合成反應(yīng)與酶調(diào)節(jié)機(jī)理認(rèn)識(shí)許多基本的生命過程：如細(xì)胞環(huán)境、細(xì)胞識(shí)認(rèn)識(shí)許多基本的生命過程：如細(xì)胞環(huán)境、細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞生長(zhǎng)與分化、免疫、先天缺陷遺傳病、別、細(xì)胞生長(zhǎng)與分化、免疫、先天缺陷遺傳病、藥物的作用等等藥物的作用等等生物信息的攜帶者生物信息的攜帶者糖類化合物（多糖、寡糖）糖類化合物（多糖、寡糖）是第三（核酸、蛋白質(zhì)）大重要的生物高分子化是第三（核酸、蛋白質(zhì)）大重要的生物高分子化合物合物4.作為細(xì)胞識(shí)別的信息分子作為細(xì)胞識(shí)別的信息分子細(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、信息分子糖糖與膜蛋白和膜脂相連的糖與膜蛋白和膜脂相連的糖通信天線通信天線(

4、(三三) ) 糖的化學(xué)本質(zhì)糖的化學(xué)本質(zhì) 俗稱碳水化合物碳水化合物(carbohydrate)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。定義：定義：元素組成及結(jié)構(gòu)通式：元素組成及結(jié)構(gòu)通式：C C n n（H H2 2O O）m m 多羥基的醛類或酮類化合物，及其衍生多羥基的醛類或酮類化合物，及其衍生物和縮聚物物和縮聚物醛糖醛糖 酮糖酮糖丙糖丙糖 ( (甘油醛和二羥丙酮甘油醛和二羥丙酮) ) 丁糖丁糖 戊糖戊糖 己糖己糖 糖類糖類寡糖寡糖多糖多糖同多糖同多糖雜多糖雜多糖復(fù)合糖復(fù)合糖單糖單糖（四）分類（四）分類 單糖

5、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。 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)（220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，包括同多糖和，包括同多糖和雜多糖。雜多糖。 復(fù)合糖復(fù)合糖：指與非糖物質(zhì)結(jié)合的糖，又稱糖復(fù)合：指與非糖物質(zhì)結(jié)合的糖，又稱糖復(fù)合物。如：物。如：糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等。等。 均一性多糖均一性多糖( (同多糖，同多糖，homo

6、polysaccharidehomopolysaccharide) )：相同的單糖組成相同的單糖組成 淀粉、糖原、纖維素、半纖維素、幾丁質(zhì)淀粉、糖原、纖維素、半纖維素、幾丁質(zhì)不均一性多糖不均一性多糖( (雜多糖雜多糖heteropolysaccharideheteropolysaccharide) )：不同的單糖不同的單糖 組成組成 糖胺多糖類糖胺多糖類( (透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、硫酸皮透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素等膚素等) ) 糖衍生物糖衍生物：糖醇、糖酸、糖胺、糖苷：糖醇、糖酸、糖胺、糖苷第二節(jié)第二節(jié) 單糖單糖 (monosaccharides) ( (一一) )單糖的結(jié)構(gòu)單糖的結(jié)構(gòu)

7、1. 單糖的構(gòu)型單糖的構(gòu)型 2. 單糖的結(jié)構(gòu)單糖的結(jié)構(gòu) 1）單糖的鏈狀結(jié)構(gòu)）單糖的鏈狀結(jié)構(gòu) 2）單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)）單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu) 3. 單糖的構(gòu)象單糖的構(gòu)象 (二二 )單糖的性質(zhì)單糖的性質(zhì) (三三 )單糖分類及重要的單糖和衍生物單糖分類及重要的單糖和衍生物（一）單糖的結(jié)構(gòu)（一）單糖的結(jié)構(gòu)1、D/L構(gòu)型：構(gòu)型：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)稱C原子的原子的-OH位置判斷：位置判斷： -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-型糖。型糖。CHOCH2OHHHOCHOCH2OHOHHL()甘油醛 D(+)甘油醛HCHOOHHOHHOHHOHCH

8、2OHCHOOHOHHOHHOHCH2OH D(+)葡萄糖 L()果糖2 2、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)1 1）鏈狀結(jié)構(gòu)：）鏈狀結(jié)構(gòu)：構(gòu)型的表示方法（構(gòu)型的表示方法（ 以葡萄糖為例）：以葡萄糖為例）：HCHOOHHOHHOHHOHCH2OHCHOOHHOOHOHCH2OHCHO使用最多的是使用最多的是Fisher投影式投影式左旋異構(gòu)體左旋異構(gòu)體(levorotary,L(levorotary,L) )，或，或L L型異構(gòu)體。型異構(gòu)體。右旋異構(gòu)體右旋異構(gòu)體(dextrorotary)(dextrorotary)，或，或D D型異構(gòu)體。型異構(gòu)體。D(+)-阿洛糖阿洛糖 D(+)-阿桌糖阿桌糖D(+)-葡萄糖葡萄糖

9、D(+)-甘露糖甘露糖D(+)-古洛糖古洛糖D(-)-艾杜糖艾杜糖D(+)-半乳糖半乳糖D(+)-塔羅糖塔羅糖(allose)(altrose)(glucose)(mannose)(gulose)(idose)(galactose)(talose)D(-)-赤鮮糖赤鮮糖(erythrose)D(-)-蘇糖蘇糖(threose)D(+)-甘油醛甘油醛(allose)D(-)-核糖核糖(ribose)D(-)-阿拉伯糖阿拉伯糖(arabinose)D(+)-木糖木糖(xylose)D(-)-米蘇糖米蘇糖(lysose)D(-)-赤蘚酮糖赤蘚酮糖(erythrulose)D(-)-核酮糖核酮糖(ri

10、bulose)D(+)-核酮糖核酮糖(xylulose)D(+)-阿洛酮糖阿洛酮糖(psicose,allulose)D(-)-果糖果糖(fructose)D(+)-山梨糖山梨糖(sorbose)D(-)-洛格酮糖洛格酮糖(tagalose)二羥丙酮二羥丙酮(dihytroasetone)轉(zhuǎn)折轉(zhuǎn)折旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)成環(huán)成環(huán)成環(huán)成環(huán) -D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 -D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 -OH-OH在下：在下： -； -OH-OH在上：在上：-吡喃型吡喃型（p）呋喃型呋喃型 ( ( f) )糖的構(gòu)型糖的構(gòu)型DL構(gòu)型構(gòu)型（最遠(yuǎn)手性碳與甘油醛比較最遠(yuǎn)手性碳與甘油醛比較）RS構(gòu)型構(gòu)型（手性碳取代基優(yōu)先性旋轉(zhuǎn)手

11、性碳取代基優(yōu)先性旋轉(zhuǎn)）糖的立體結(jié)構(gòu)表示糖的立體結(jié)構(gòu)表示Fischer投影式（鏈狀）投影式（鏈狀）Haworth式（環(huán)狀）式（環(huán)狀）吡喃型呋喃型透視式透視式 注意：注意：糖的構(gòu)型（糖的構(gòu)型（D、L）與旋光方向）與旋光方向 （+、-）并無直接聯(lián)系。）并無直接聯(lián)系。l 構(gòu)型不同旋光性不同構(gòu)型不同旋光性不同l 構(gòu)型與旋光性沒有對(duì)應(yīng)規(guī)律構(gòu)型與旋光性沒有對(duì)應(yīng)規(guī)律l 物質(zhì)的旋光性只能通過實(shí)驗(yàn)確定物質(zhì)的旋光性只能通過實(shí)驗(yàn)確定構(gòu)型與旋光性構(gòu)型與旋光性1、物理性質(zhì)1）、旋光性：除二羥丙酮外所有單糖都含有不對(duì)稱碳原子，都具有旋光性，旋光性是鑒定糖的一個(gè)重要指標(biāo)2）、甜度：各種糖的甜度不一，常以蔗糖的甜度為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比

12、較 3）、溶解度：?jiǎn)翁欠肿佑卸鄠€(gè)羥基，增加了它的水溶性，尤其在熱水中的溶解度極大，但不溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑（二）二） 單糖的理化性質(zhì)單糖的理化性質(zhì)溶液中，鏈狀結(jié)構(gòu)和環(huán)狀結(jié)構(gòu)溶液中，鏈狀結(jié)構(gòu)和環(huán)狀結(jié)構(gòu)( ( 、 ) )相互轉(zhuǎn)變，相互轉(zhuǎn)變，最后達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡最后達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡變旋變旋2 2、化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)1 1）變旋）變旋單糖是多單糖是多羥基羥基的的醛醛或者或者酮酮，以上三種基團(tuán)均能參加反，以上三種基團(tuán)均能參加反應(yīng)應(yīng) （典型的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)）（典型的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)）單糖是多單糖是多的的或者或者，以上三種基團(tuán)均，以上三種基團(tuán)均能參加反應(yīng)能參加反應(yīng) （典型的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)）（典型的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)）(1)

13、單糖的異構(gòu)化作用單糖的異構(gòu)化作用 (2) 單糖的氧化單糖的氧化(即單糖的還原性即單糖的還原性) (3) 單糖的還原單糖的還原 (4) 單糖的成脎作用單糖的成脎作用(5) 成酯成醚作用成酯成醚作用 (6) 成苷作用成苷作用 (7) 脫水作用脫水作用 (8) 糖的高碘酸氧化：多糖結(jié)構(gòu)的測(cè)定（計(jì)算分支數(shù)目）糖的高碘酸氧化：多糖結(jié)構(gòu)的測(cè)定（計(jì)算分支數(shù)目） 氧化斷裂鄰二羥基、氧化斷裂鄰二羥基、 -羥基醛等的碳羥基醛等的碳-碳鍵碳鍵 3. 3. 單糖的氧化單糖的氧化 單糖的氧化產(chǎn)物：?jiǎn)翁堑难趸a(chǎn)物： 氧化劑氧化劑 醛糖醛糖 酮糖酮糖 弱氧化劑弱氧化劑 費(fèi)林（斐林，費(fèi)林（斐林，F(xiàn)ehling）試劑，）試劑，

14、Benedict 試劑試劑 醛糖酸醛糖酸 醛糖酸醛糖酸 溴水溴水 醛糖酸醛糖酸 較強(qiáng)的氧化劑（硝酸）較強(qiáng)的氧化劑（硝酸） 糖二酸糖二酸 羰基處斷裂成羰基處斷裂成兩個(gè)酸（強(qiáng)氧化劑）兩個(gè)酸（強(qiáng)氧化劑） 有些情況下有些情況下 糖醛酸糖醛酸 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5 5、游離羰基與、游離羰基與3 3分子苯肼分子苯肼 成糖脎作用成糖脎作用 葡萄糖葡萄糖 苯腙苯腙 葡糖酮苯腙葡糖酮苯腙 葡糖脎葡糖脎各種糖形成的糖脎結(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,可用于鑒別糖可用于鑒別糖.苯肼苯肼苯肼苯肼苯肼苯肼6 6、形成糖酯與糖醚、形成糖酯與糖醚7 7、 形成

15、糖苷形成糖苷 半縮醛羥基與另一化合物發(fā)生縮合形成糖苷半縮醛羥基與另一化合物發(fā)生縮合形成糖苷糖基糖基; ;配基配基O-O-苷，苷，N-N-苷，苷，S-S-苷，苷，C-C-苷苷8、單糖脫水（無機(jī)酸的作用）、單糖脫水（無機(jī)酸的作用） 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一些特征反應(yīng)一些特征反應(yīng) RRRR （三）單糖分類及重要的（三）單糖分類及重要的 單糖和衍生物單糖和衍生物 1 1、單糖的分類及重要的單糖、單糖的分類及重要的單糖 根據(jù)碳原子數(shù)多少根據(jù)碳原子數(shù)多少 丙糖丙糖, , 丁糖丁糖, , 戊糖戊糖, , 己糖己糖, , 庚糖

16、，辛糖庚糖，辛糖 根據(jù)是否含有醛基或酮基根據(jù)是否含有醛基或酮基 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；重要的己糖重要的己糖 -D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 -L-吡喃山梨糖吡喃山梨糖 -D-吡喃甘露糖吡喃甘露糖 - L -吡喃半乳糖吡喃半乳糖 -D-吡喃半乳糖吡喃半乳糖 -D-呋喃果糖呋喃果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-吡喃木糖吡喃木糖 -D-呋喃核糖呋喃核糖2-脫氧脫氧 -D-呋喃核糖呋喃核糖 -D-芹菜糖芹菜糖 -L-呋喃阿拉伯糖呋喃阿拉伯糖 -D-呋喃阿拉伯糖呋喃阿

17、拉伯糖D-核酮糖核酮糖D-木酮糖木酮糖兩種重要戊糖兩種重要戊糖D-核糖核糖 D-脫氧核糖脫氧核糖重要的庚糖重要的庚糖L -甘油甘油- D-甘露庚糖甘露庚糖D-景天庚酮糖景天庚酮糖D-甘露庚酮糖甘露庚酮糖甘油甘油部分部分甘露糖甘露糖部分部分1 1）、糖醇：由單糖的羰基還原而得，）、糖醇：由單糖的羰基還原而得，較穩(wěn)定，有較穩(wěn)定，有甜味。甜味。一般為生物體內(nèi)的代謝產(chǎn)物，也一般為生物體內(nèi)的代謝產(chǎn)物，也 有不少為工業(yè)原有不少為工業(yè)原料。如：料。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；合成：氧化形成葡、果、山梨糖；合成VitCVitC的的原料

18、。原料。 肌醇肌醇：對(duì)代謝有調(diào)節(jié)作用、屬：對(duì)代謝有調(diào)節(jié)作用、屬B B族族VitVit、可從玉、可從玉米淀粉或微生物發(fā)酵制取。米淀粉或微生物發(fā)酵制取。2 2、重要的單糖衍生物、重要的單糖衍生物1 1）糖酸（醛基被氧化）：常以內(nèi)酯形式存在。）糖酸（醛基被氧化）：常以內(nèi)酯形式存在。 葡萄糖酸內(nèi)酯，葡萄糖酸（鈣），抗壞血酸，葡萄糖酸內(nèi)酯，葡萄糖酸（鈣），抗壞血酸，2 2）糖二酸（醛基）糖二酸（醛基+ +伯醇基被氧化）伯醇基被氧化） 3 3）糖醛酸（伯醇基被氧化成）糖醛酸（伯醇基被氧化成-COOH-COOH）: :葡萄糖葡萄糖醛酸醛酸3）糖胺（氨基糖）：）糖胺（氨基糖）：分子中的一個(gè)羥基被氨基取代。分子

19、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）4）脫氧糖）脫氧糖一個(gè)重要的脫氧戊糖一個(gè)重要的脫氧戊糖幾個(gè)常見的脫氧己糖幾個(gè)常見的脫氧己糖5）單糖磷酸酯）單糖磷酸酯 代謝的重要中間產(chǎn)物代謝的重要中間產(chǎn)物6）糖苷）糖苷 指配基為酚類、甾醇或含氮堿等的糖衍生物。指配基為酚類、甾醇或含氮堿等的糖衍生物。 1 1）多味苦，性質(zhì)穩(wěn)定，不氧化、不變旋、不成脎）多味苦，性質(zhì)穩(wěn)定，不氧化、不變旋、不成脎 2 2）功能各異，有些可作藥用：）功能各異，有些可作藥用： 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

20、血功能；箭毒苷箭毒苷苦杏仁苷苦杏仁苷第三節(jié)第三節(jié) 寡糖寡糖（oligosaccharide） ：2-20個(gè)單糖縮合個(gè)單糖縮合的聚合物的聚合物分布：自然界存在的主要是雙糖、三糖分布：自然界存在的主要是雙糖、三糖一一) )重要的雙糖重要的雙糖1 1、麥芽糖（、麥芽糖（maltose)maltose)：二分子：二分子-D-葡萄糖，葡萄糖， -1，4-糖苷鍵糖苷鍵性質(zhì)：性質(zhì)： 變旋現(xiàn)象變旋現(xiàn)象 具有還原性具有還原性 能成脎能成脎性質(zhì)：性質(zhì)： 無變旋現(xiàn)象無變旋現(xiàn)象 無還原性無還原性 不能成脎不能成脎2 2、蔗糖、蔗糖 葡萄糖葡萄糖- - ， (1-2)-(1-2)-果糖苷果糖苷sucrose)sucro

21、se)結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 兩種異構(gòu)體。兩種異構(gòu)體。 -D-D-半乳糖半乳糖 (1-4)(1-4)糖苷鍵糖苷鍵 ( (或或 )D-)D-葡萄糖葡萄糖性質(zhì)：性質(zhì)： 有變旋現(xiàn)象有變旋現(xiàn)象 具有還原性具有還原性 能成脎能成脎 -Lactose -Lactose -lactose-lactose3 3、乳糖、乳糖性質(zhì)：性質(zhì)： 具有變旋現(xiàn)象具有變旋現(xiàn)象 具有還原性具有還原性 能成脎能成脎纖維二糖纖維二糖 葡萄糖葡萄糖- - (1(1，4)-4)-葡萄糖苷葡萄糖苷 4 4、纖維二糖、纖維二糖(cellobiose(cellobiose) )結(jié)構(gòu)：兩分子結(jié)構(gòu)：兩分子 -D-D-葡萄糖葡萄糖 -(1-(1，4)4)糖

22、苷鍵糖苷鍵5 5、海藻糖、海藻糖兩分子兩分子-D-Glc-D-Glc，在，在C1C1上的兩個(gè)半縮醛羥基之上的兩個(gè)半縮醛羥基之間脫水，間脫水，-1.1-1.1糖苷鍵糖苷鍵二）二）其他簡(jiǎn)單寡糖其他簡(jiǎn)單寡糖三糖：三糖：棉子糖棉子糖(raffinose(raffinose) )見于多種植物，尤其是棉見于多種植物，尤其是棉籽、甜菜中。籽、甜菜中。與酸共熱時(shí)，棉子糖即水解生成葡萄糖、果與酸共熱時(shí)，棉子糖即水解生成葡萄糖、果糖和一分子半乳糖。糖和一分子半乳糖。 棉籽糖棉籽糖 蔗糖酶蔗糖酶 果糖果糖+ +蜜二糖蜜二糖 棉籽糖棉籽糖 半乳糖苷酶半乳糖苷酶 半乳糖半乳糖+ +蔗糖蔗糖龍膽糖、龍膽三糖、松三糖等龍膽

23、糖、龍膽三糖、松三糖等四糖：四糖：水蘇糖（水蘇糖（stachyose） -環(huán)糊精分子結(jié)構(gòu)環(huán)糊精分子結(jié)構(gòu) 環(huán)糊精分子的空間填充模型環(huán)糊精分子的空間填充模型 第四節(jié)多糖第四節(jié)多糖 多個(gè)單糖以糖苷鍵連接而形成的高聚物多個(gè)單糖以糖苷鍵連接而形成的高聚物同多糖雜多糖一、概述一、概述1、性質(zhì)：、性質(zhì)：相對(duì)分子量較大，大多不溶于水；相對(duì)分子量較大，大多不溶于水；無甜味、非還原糖、無變旋現(xiàn)象無甜味、非還原糖、無變旋現(xiàn)象2、多糖的功能：、多糖的功能：1.貯藏和結(jié)構(gòu)支持物質(zhì)。2.抗原性（莢膜多糖）。3.抗凝血作用（肝素）。4.為細(xì)胞間粘合劑（透明質(zhì)酸）。5.攜帶生物信息（糖鏈）。如按其功能的不同：結(jié)構(gòu)多糖、儲(chǔ)存多

24、糖、抗原多糖等如按其功能的不同：結(jié)構(gòu)多糖、儲(chǔ)存多糖、抗原多糖等如按其分布：胞外多糖、胞內(nèi)多糖、胞壁多糖之分如按其分布：胞外多糖、胞內(nèi)多糖、胞壁多糖之分如按其分子有無支鏈如按其分子有無支鏈：支鏈、直鏈多糖：支鏈、直鏈多糖如按其組成分如按其組成分同多糖、雜多糖同多糖、雜多糖1、淀粉、淀粉(starch)： 天然淀粉含有兩種組分天然淀粉含有兩種組分1）直鏈淀粉）直鏈淀粉2）支鏈淀粉）支鏈淀粉 一般淀粉都含有直鏈淀粉和支鏈淀粉，一般淀粉都含有直鏈淀粉和支鏈淀粉， 比例為（比例為（20-25%）：（）：（75-80%） 玉米和馬鈴薯分別含有玉米和馬鈴薯分別含有27%和和20%的直鏈淀粉的直鏈淀粉 糯米幾

25、乎全部為支鏈淀粉糯米幾乎全部為支鏈淀粉豆類幾乎全部是直鏈淀粉。豆類幾乎全部是直鏈淀粉。 直鏈淀粉直鏈淀粉amyloseamylose：長(zhǎng)而緊密的螺旋管形。遇碘顯蘭色：長(zhǎng)而緊密的螺旋管形。遇碘顯蘭色1 1、淀粉（、淀粉（starch)starch)：天然淀粉由直鏈淀粉（以天然淀粉由直鏈淀粉（以-(1,4)糖苷鍵連接）糖苷鍵連接）與支鏈淀粉（分支點(diǎn)為與支鏈淀粉（分支點(diǎn)為-(1,6)糖苷鍵）組成。糖苷鍵）組成。淀粉的降解：淀粉的降解： 在酸或淀粉酶在酸或淀粉酶 作用下可被逐作用下可被逐步降解，生成步降解，生成大小不一的中大小不一的中間物，統(tǒng)稱為間物，統(tǒng)稱為糊精，終產(chǎn)物糊精，終產(chǎn)物為葡萄糖：為葡萄糖：

26、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色糊精無色糊精葡萄糖葡萄糖支鏈淀粉支鏈淀粉 糖原糖原 支鏈淀粉支鏈淀粉amylopectinamylopectin：不能形成螺旋管，不能形成螺旋管，25-3025-30單位一個(gè)單位一個(gè)分支點(diǎn)，遇碘呈紫色。分支點(diǎn)，遇碘呈紫色。2 2、糖元、糖元glycogenglycogen又稱動(dòng)物淀粉，與支鏈淀粉相似，又稱動(dòng)物淀粉，與支鏈淀粉相似， 每每8-128-12個(gè)葡萄糖殘基有一個(gè)分支個(gè)葡萄糖殘基有一個(gè)分支 大量的非原性端，可以被迅速動(dòng)員水解。大量的非原性端，可以被迅速動(dòng)員水解。 遇碘顯紅褐色。遇碘顯紅褐色

27、。淀粉與碘的呈色反應(yīng)與淀粉糖苷鏈的長(zhǎng)度有關(guān)：淀粉與碘的呈色反應(yīng)與淀粉糖苷鏈的長(zhǎng)度有關(guān)：鏈長(zhǎng)小于鏈長(zhǎng)小于6 6個(gè)葡萄糖基，不能呈色。個(gè)葡萄糖基，不能呈色。鏈長(zhǎng)為鏈長(zhǎng)為2020個(gè)葡萄糖基，呈個(gè)葡萄糖基，呈紫色紫色。鏈長(zhǎng)大于鏈長(zhǎng)大于6060個(gè)葡萄糖基，呈個(gè)葡萄糖基，呈藍(lán)色藍(lán)色。2、糖原、糖原 分布：分布： 主要存在于動(dòng)物肝、主要存在于動(dòng)物肝、骨骼肌中。骨骼肌中。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 遇碘呈紅紫色至紅褐遇碘呈紅紫色至紅褐色。色。 功能：功能： 亦稱動(dòng)物淀粉，是動(dòng)亦稱動(dòng)物淀粉，是動(dòng)物體內(nèi)的葡萄糖貯存物體內(nèi)的葡萄糖貯存庫(kù)，其合成與分解取庫(kù)，其合成與分解取決于血糖水平。決于血糖水平。 3 3、纖維素、纖維素cel

28、lulosecellulose -D-D-葡萄糖分子以葡萄糖分子以 -(1-4)-(1-4)糖苷鍵相連而成直鏈。糖苷鍵相連而成直鏈。纖維素纖維素是自然界最豐富的有機(jī)化合物，是一種沒有分支是自然界最豐富的有機(jī)化合物，是一種沒有分支的線性同多糖的線性同多糖, ,不溶于水，不溶于水，-(1,4)-(1,4)糖苷鍵連接糖苷鍵連接功能功能半纖維素半纖維素存在于植物細(xì)胞壁中，并不是纖維素的衍生物，存在于植物細(xì)胞壁中，并不是纖維素的衍生物，是多聚己糖或多聚戊糖。是多聚己糖或多聚戊糖。多數(shù)半纖維素是雜多糖，由多數(shù)半纖維素是雜多糖，由2-4種不同糖基組成。種不同糖基組成。由由-(1,4)-(1,4)糖苷鍵連接糖

29、苷鍵連接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 片層結(jié)構(gòu)：鏈內(nèi)和鏈間氫鍵片層結(jié)構(gòu)：鏈內(nèi)和鏈間氫鍵 片層之間通過氫鍵和范德華力維系片層之間通過氫鍵和范德華力維系糖原糖原 淀粉淀粉 纖維素纖維素4 4、幾丁質(zhì)、幾丁質(zhì)( (殼多糖、甲殼素、甲殼質(zhì)殼多糖、甲殼素、甲殼質(zhì)) )：N-N-乙酰乙酰- - -D-D-葡萄糖胺以葡萄糖胺以 (1(1，4)4)糖苷鏈相連成的直鏈糖苷鏈相連成的直鏈比較堅(jiān)硬，為甲殼、節(jié)肢動(dòng)物等的結(jié)構(gòu)材料。比較堅(jiān)硬，為甲殼、節(jié)肢動(dòng)物等的結(jié)構(gòu)材料。不溶于水、稀酸稀堿和一般有機(jī)溶劑不溶于水、稀酸稀堿和一般有機(jī)溶劑脫去乙酰基轉(zhuǎn)變?yōu)闅ぞ厶敲撊ヒ阴；D(zhuǎn)變?yōu)闅ぞ厶钦辰Y(jié)劑

30、、乳化劑、上光劑、食品增稠劑粘結(jié)劑、乳化劑、上光劑、食品增稠劑 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：主鏈：主鏈：- 1,6糖苷鍵；糖苷鍵； 支鏈：支鏈：- 1,3或或- 1,2、- 1,4糖苷鍵糖苷鍵 功能：功能：可由可由微生物發(fā)酵蔗糖獲得，分子量差別很大，功能微生物發(fā)酵蔗糖獲得，分子量差別很大，功能 與用途差別很大與用途差別很大 如：分子量如：分子量5 5萬萬- 10- 10萬產(chǎn)品可做代為血漿代用品。萬產(chǎn)品可做代為血漿代用品。 利用交聯(lián)劑可獲得立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)葡聚糖，其珠利用交聯(lián)劑可獲得立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)葡聚糖，其珠 狀凝膠商品名為狀凝膠商品名為SephadexSephadex, , 廣泛用于生化分離。廣泛用于生化

31、分離。 菊粉菊粉 (inulin)：一種果聚糖：一種果聚糖(fructan); 香菇多糖：香菇多糖：-1,3葡聚糖，對(duì)腫瘤有抑制葡聚糖，對(duì)腫瘤有抑制 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（二）生物學(xué)上重要的雜多糖（二）生物學(xué)上重要的雜多糖1 1、果膠物質(zhì)、瓊脂、卡拉膠、細(xì)菌雜多糖等、果膠物質(zhì)、瓊脂、卡拉膠、細(xì)菌雜多糖等2 2、糖胺聚糖（、糖胺聚糖（glycosaminoglycanglycosaminoglycan，GAG), GAG), 又稱又稱 糖胺多糖，粘多糖（糖胺多糖，粘多糖（mucopolysaccharidesmuc

32、opolysaccharides) )， 氨基多糖，酸性多糖氨基多糖，酸性多糖: : 由含由含己糖醛酸己糖醛酸（角質(zhì)素除外）和（角質(zhì)素除外）和己糖胺己糖胺成分的重復(fù)成分的重復(fù) 二糖單位構(gòu)成的不分支的長(zhǎng)鏈聚合物。二糖單位構(gòu)成的不分支的長(zhǎng)鏈聚合物。 通式：通式： 己糖醛酸己糖醛酸己糖胺己糖胺 n n 1 1）. . 透明質(zhì)酸透明質(zhì)酸 (hyaluronic(hyaluronic acid acid，HA) HA) 最簡(jiǎn)單的糖胺聚糖，不被硫酸化，不與蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合最簡(jiǎn)單的糖胺聚糖，不被硫酸化，不與蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合2 2）. . 硫酸軟骨素硫酸軟骨素 (chondroitin(chondroitin s

33、ulfate sulfate，CS)CS)3 3）. . 硫酸皮膚素硫酸皮膚素 (dermatan(dermatan sulfate sulfate，DS)DS)4 4）. . 硫酸角質(zhì)素硫酸角質(zhì)素 (keratan(keratan sulfate sulfate，KS) KS) 不含糖醛酸不含糖醛酸5 5）. . 肝素肝素 (heparin(heparin，Hp)Hp)和硫酸類肝素和硫酸類肝素(heparan(heparan sulfate, sulfate,糖與非糖物質(zhì)如脂類、蛋白質(zhì)或多肽共價(jià)結(jié)合，分別形成糖脂糖與非糖物質(zhì)如脂類、蛋白質(zhì)或多肽共價(jià)結(jié)合，分別形成糖脂(glycolipids(

34、glycolipids) )、糖蛋白、糖蛋白(glycoproteins(glycoproteins) )、蛋白聚糖、蛋白聚糖(proteoglycans(proteoglycans) ) 和肽聚糖等總稱為結(jié)合糖或復(fù)合糖和肽聚糖等總稱為結(jié)合糖或復(fù)合糖（complex carbohydrates complex carbohydrates ）。）。一）、糖蛋白一）、糖蛋白 短的寡糖鏈與蛋白質(zhì)共價(jià)相連短的寡糖鏈與蛋白質(zhì)共價(jià)相連 糖含量變化大，性質(zhì)更接近蛋白質(zhì)糖含量變化大，性質(zhì)更接近蛋白質(zhì)寡糖鏈：具分支的雜糖鏈，寡糖鏈：具分支的雜糖鏈，2-102-10個(gè)單體個(gè)單體( (少于少于15)15)組成，未端

35、組成，未端 常唾液酸或常唾液酸或L-L-巖藻糖巖藻糖 種類多：酶、激素、血漿糖蛋白、補(bǔ)體、粘液物質(zhì)及膜蛋白種類多：酶、激素、血漿糖蛋白、補(bǔ)體、粘液物質(zhì)及膜蛋白 功能多：潤(rùn)滑作用、保護(hù)作用、肽鏈加工、運(yùn)輸作用、分子識(shí)功能多：潤(rùn)滑作用、保護(hù)作用、肽鏈加工、運(yùn)輸作用、分子識(shí) 別、臨床鑒定別、臨床鑒定 N-N-糖苷鍵型糖苷鍵型：寡糖鏈羥基與：寡糖鏈羥基與AsnAsn的酰胺基的酰胺基 N-N-末端的末端的 - -氨基氨基 1 1、 糖鏈與蛋白的連接方式糖鏈與蛋白的連接方式 O-O-糖苷鍵型：糖苷鍵型：寡糖鏈羥基與寡糖鏈羥基與SerSer、ThrThr 羥基賴氨酸、羥脯氨酸的羥基相連羥基賴氨酸、羥脯氨酸的羥基相連 S-S-糖苷鍵型：糖苷鍵型：以半胱氨酸為連接點(diǎn)的糖肽鍵。以半胱氨酸為連接點(diǎn)的糖肽鍵。 酯糖苷鍵型：酯糖苷鍵型：以天冬氨酸、谷氨酸的游離羧基為連接點(diǎn)以天冬氨酸、谷氨酸的游離羧基為連接點(diǎn)糖蛋白中寡糖鏈末端糖基末端糖基