生物化學(xué) 糖類

第

八

章

糖

類

代

謝第一部分糖類第一節(jié)概述第

節(jié)

單

糖

第

三

節(jié)

寡

糖

第

四節(jié)

多糖第

一

節(jié)

概

述一

、

糖

類

的

概

念

與

分

類

P11.糖的概念■

糖類物質(zhì)是含多羥基的醛類或多羥基酮類化合物?！?/p>

大多數(shù)糖類物質(zhì)主要由C、H和O

三種元素組成，其

分子式通常以Cn(H?O)m

表示，所以過(guò)去人們一

直認(rèn)為糖類是碳與水的化合物，稱為碳水化合物。

現(xiàn)

在

這

種

稱呼并

不

恰當(dāng)，

只

是

沿

用已

久，

仍

有

許

多

人稱之為碳水化合物。2.

糖

的

分

類(1)根據(jù)分子中含醛基還是酮基可分為醛糖和酮糖(2)根據(jù)分子中所含的碳原子數(shù)目(3-7)

可分為丙

糖，丁糖，戊糖、

已糖和庚糖，其中，丙糖(甘

油醛和二羥丙酮)是最簡(jiǎn)單的糖類；(

3

)

根

據(jù)糖的結(jié)構(gòu)單元數(shù)目多少分為單糖、寡糖和

多糖■

單糖：不能被水解成更小分子的糖類；■

寡糖：水解時(shí)產(chǎn)生2-6個(gè)單糖分子的糖類，如雙糖、

三糖，其中雙糖最為普遍，意義也較大；■

多糖：

水解時(shí)產(chǎn)生20

個(gè)以上單糖分子的糖類，包括

同多糖和雜多糖。同多糖：水解后只產(chǎn)生一種單糖或單糖衍生物L(fēng)雜多糖：水解后產(chǎn)生一種以上單糖或/和單糖衍生物

、

糖

類的

分

布

及

其

生

物

學(xué)

功能1.

糖類的分布糖類物質(zhì)是生物界中分布極廣，含量較多的一類有機(jī)物質(zhì)，幾乎存在于所有的生命機(jī)體中，它們以糖

或與蛋白質(zhì)、脂類結(jié)合成結(jié)合糖的形式存在?！龃嬖谟谥参锝绲淖疃啵s占其干重的85-90

%■人和動(dòng)物的臟器、組織中含糖不超過(guò)其干重的2%■

微生物含糖量約

占菌體干重的10—30

%。

、

糖

類的

分

布

及

其

生

物

學(xué)

功

能2.糖類的生

物

學(xué)

功能(1)作為生物體的結(jié)構(gòu)成分；(2)作為生物體內(nèi)的主要能源物質(zhì)；(3)在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì)；(4)作為細(xì)胞識(shí)別的信息分子。第

節(jié)

單

糖一、

單糖的分子結(jié)構(gòu)1.葡

萄

糖的

鏈

狀

結(jié)

構(gòu)■

葡萄糖分子

式：

C?

H??O?■鏈

狀

結(jié)

構(gòu)

包

含6

個(gè)

碳

原

子

、

5

個(gè)羥

基

和1個(gè)

醛

基，

因

此

稱

為己

醛

糖

。葡萄糖P6一、

單糖的分子結(jié)構(gòu)■

果糖分子式：C?

H??O?■鏈

狀

結(jié)

構(gòu)

包

含

6

個(gè)

碳

原

子、

5

個(gè)羥基和1個(gè)酮基

，

因

此

稱

為已酮糖。果糖2.單

糖分

子的構(gòu)型葡萄

糖

的

投

影

式

和

透

視

式

：B透

視

式A投

影

式葡萄

糖

含

4

個(gè)

手

性

碳

原

子，

果

糖

含

3

個(gè)

手

性

碳

原

子

。葡

萄糖果

糖H,

—)H■

通常

所

謂的

單

糖

構(gòu)型

是

指

分

子中

離

羰

基

碳

最

遠(yuǎn)

的

那個(gè)

手

性

碳原

子的

構(gòu)

型，

如

果

在

投

影

式中

此

碳

原

子

上

的羥基具有與D(+)-甘油醛C2-OH相同的取向，

則

為D型糖，反之

為L(zhǎng)型

糖

。D(-)-

葡

萄

糖D(+)-

甘

油

酸D(+)-

果

糖D-Aldoses僅一個(gè)

手

性

碳

原

子的

構(gòu)

型

不同的非

對(duì)

映

異

構(gòu)

體

稱

為

差向

異

構(gòu)

體

。D(+)-葡萄糖的對(duì)映體只有L(-)-

葡萄糖，其余的旋光

異

構(gòu)

體

都

是

它的

非

對(duì)映

體，

物理化學(xué)性

質(zhì)

會(huì)

發(fā)

生

改

變

。主D-GalactosemD-Altrose"onD-MannoseSix

earbonsD-GlucaseD-GuloseD-Allosep-Talaseo-ldose”"DH3.

葡萄糖

的環(huán)狀結(jié)

構(gòu)

P8(1)葡萄糖環(huán)狀結(jié)構(gòu)的確立■葡萄糖不僅以鏈狀結(jié)構(gòu)存在，還以環(huán)狀結(jié)構(gòu)存

在

，因?yàn)槠咸烟堑哪承┪锢硇再|(zhì)和化學(xué)性質(zhì)不能用糖的

鏈狀結(jié)

構(gòu)

來(lái)

解

釋

?！?893年

，F(xiàn)ischer.E

提出了葡萄糖分子環(huán)狀結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)

。葡萄糖分子中的羥基能與醛基可逆縮合成環(huán)狀的

半縮醛。環(huán)

化

后，羰

基

碳

上

形

成的

差

向

異

構(gòu)

體

稱

為異頭物。半

縮醛碳原子也稱為異頭碳原子或者異頭中心。異頭碳的羥基與最末的手性碳原子的羥基具有相同取

向的稱為α異頭物，具有相反取向的稱為β異頭物。β異頭物

開(kāi)鏈葡萄糖

異頭物(2)

Hawort

h透視式表示葡萄糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)1926年

，

H

aworth

認(rèn)

為

過(guò)長(zhǎng)

的氧橋

是

不

合

理

的

，

他采用透

視

式

表

達(dá)

葡

萄

糖

的環(huán)狀結(jié)構(gòu)

。Haworth透

視

式比

Fische

r投

影

式

更

能

合

理

的表

達(dá)

單糖

的

存

在

形

式

。“CH?OH(HOH#’HP-D-Olucopyranosex-D-GlucopyranoseHHò■氧

環(huán)

上的碳

原

子

順

序

按

順

時(shí)

針

排

列

時(shí)，

羥甲基

在

環(huán)

平面上方的為D型糖，在環(huán)平面下方的為L(zhǎng)型糖；■無(wú)論是D

型糖還是L型糖，異頭碳羥基與末端羥甲基

是反式的為α異頭物，

順式的為β異頭物?！鲩_(kāi)

鏈的單

糖

形

成

環(huán)

狀

半

縮

醛

時(shí)，

最

容易出

現(xiàn)

五

元

環(huán)

和六元環(huán)的結(jié)構(gòu)。D-葡萄糖主要以吡喃糖存在，呋

喃糖次之。D-果糖也以兩種形式存在?！?/p>

構(gòu)象：

由于分子中原子(基團(tuán))繞C-C

單鍵自由旋轉(zhuǎn)

而形成的不同的空間結(jié)構(gòu)形式，不同的構(gòu)象之間轉(zhuǎn)

變不需要共價(jià)鍵的斷裂與重新生成。在各種構(gòu)象形

式中，勢(shì)能最低、最穩(wěn)定的構(gòu)象是優(yōu)勢(shì)構(gòu)象。■吡喃糖只用一個(gè)簡(jiǎn)單的平面式表示還是不夠合理的

。一

個(gè)分

子

處

在自由穩(wěn)定

狀

態(tài)時(shí)

要

求

盡

可能

保

持

正

常鍵角，盡可能減少基團(tuán)間空間排斥，

以降低內(nèi)能(3

)

葡

萄

糖

的

構(gòu)

象P11對(duì)環(huán)己烷來(lái)說(shuō)，有椅式和船式兩種構(gòu)象，船式構(gòu)象

的擁擠，因此，椅式構(gòu)象是最穩(wěn)定的構(gòu)象。船式構(gòu)象椅式構(gòu)象吡喃糖環(huán)正好類似于環(huán)己烷。對(duì)于D-吡喃葡萄糖來(lái)說(shuō)，有椅式和船式兩種構(gòu)象，其

中椅

式構(gòu)

象

是

優(yōu)

勢(shì)

構(gòu)

象。丁

Ⅱβ-D-

吡喃葡糖的兩種椅式構(gòu)象(I和Ⅱ)環(huán)轉(zhuǎn)向1.物

理

性

質(zhì)(1)

旋

光

性幾

乎

所

有

的

單

糖

及

其

衍

生

物

都

有

旋

光

性(

二

羥

丙

酮

除外),許多單糖在水溶液中發(fā)生變旋現(xiàn)象。

、單糖

的性質(zhì)P13■

變旋現(xiàn)象：一種新配制的溶液旋光度改變的現(xiàn)象。

其本質(zhì)是由于分子立體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化?！?/p>

單

糖

溶

液

產(chǎn)

生

變

旋

現(xiàn)象的原

因：

單

糖

溶

于

水

后

，即

產(chǎn)生環(huán)式與鏈?zhǔn)疆悩?gòu)體間的互變，所以新配成的單

糖溶液在放置的過(guò)程中其旋光度會(huì)逐漸改變，但經(jīng)

過(guò)一定時(shí)間，幾種異構(gòu)體達(dá)成平衡后，旋光度就不

再

變

化

。(2)

甜

度各種糖的甜度不一，常以蔗糖甜度為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。設(shè)蔗糖甜度為100,則果糖、葡萄糖、

麥芽糖、

半乳糖和乳糖甜度分別為175,70,35,30和16。(3)

溶解度■單糖分子中有多個(gè)羥基，增加了它的水溶性，

除甘

油醛微溶于水，其它單糖均易溶于水，尤其在熱水

中溶解度極大。■微溶于乙醇，但不溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑。2.

化

學(xué)

性質(zhì)單糖是多羥基醛或酮，因此具有醇羥基和羰基的性

質(zhì)，如具有醇羥基的成酯、成醚、成縮醛等反應(yīng)和

羰基的一些加成反應(yīng)，又具有由于它們互相影響而

產(chǎn)生的一些特殊反應(yīng)。H

(b)—H-H-OH-OHOHCH?OHHD

-

甘

露

糖DH4CH?OH5C=OCH?OHHO-

HH

OHH

OHCH?OH(

1)異構(gòu)化在弱

堿性

溶

液中，D-

葡萄

糖、

D-

甘露糖和D-果糖可以

通

過(guò)

烯

醇

式結(jié)

構(gòu)

相

互

轉(zhuǎn)

化

。H-HO—H—H

一OHCH?OH〇—H—OHOH烯

醇

式

中

間

體D

-

葡

萄

糖b)

C)D

·

果

糖(a)(a)H-HO2|3HHHH(c)6HH■D-葡萄糖和D-甘露糖就是C2

差向異構(gòu)體，這種變

化又稱

為差

向異

構(gòu)

化?！銎咸烟强梢援悩?gòu)化成為果糖的原理在工業(yè)上被用來(lái)

制備高甜度的果葡糖漿。先利用廉價(jià)的谷物淀粉經(jīng)

酶水解成葡萄糖，再經(jīng)過(guò)葡萄糖異構(gòu)化酶的催化作

用，使葡萄糖轉(zhuǎn)化為甜度高的果糖，從而制得含

40%以上果糖的果葡糖漿，俗稱人造蜂蜜。(2)

氧化

反

應(yīng)在氧化劑、金屬離子和酶的作用下，單糖可以發(fā)生

幾種類型的氧化反應(yīng)：■醛基氧化成醛糖酸；■伯醇基氧化成糖醛酸；■醛基、伯醇基同時(shí)氧化成醛糖二酸■氧化成醛糖酸弱的氧化劑如Fehling試劑和Benedict試劑能使醛糖

的醛基氧化成羧基，產(chǎn)物稱醛糖酸，金屬離子自身

被還原

。Fehling

試劑：酒石酸鉀鈉、NaOH、CuSO4Benedict

試劑：檸檬酸、

Na?CO?

、

CuSO?H

.O文

C2Cu2MT—

(

)

上H—C"CHHp-Glucose(linearform)單糖轉(zhuǎn)化成開(kāi)鏈形式才能發(fā)生上述反應(yīng)β-D-GlucoseD-GluconateCH-OHDHO、O能還原Fehling試劑等弱氧化劑的性質(zhì)稱為還原性。具

有還原性的糖稱為還原糖，不具有還原性的糖稱為

非還原糖。在堿性溶液中，醛糖和酮糖能夠通過(guò)烯醇式中間體發(fā)

生異構(gòu)化，所以，酮糖也同樣能夠發(fā)生上述反應(yīng)，

也是還原糖。因此，

單糖都是還原糖。Fehling反應(yīng)和Benedict反應(yīng)可被用作還原糖的檢驗(yàn)，

但不能定量，因?yàn)樗玫膲A性條件會(huì)引起糖碳架的

斷裂與分解，產(chǎn)物非常復(fù)雜。氧化成

糖

醛

酸有些醛糖如

葡萄

糖、半

乳

糖

等

在

生

物

體內(nèi)特定

脫

氫酶的作用下可以只氧化伯

醇

基

而

保留醛

基，生成

糖

醛酸。氧化成醛糖二酸在較強(qiáng)的氧化劑如稀硝酸的作用下，醛糖醛基和伯

醇基均被氧化成羧基，形成的二羧酸稱為醛糖二酸集D-葡萄糖二酸D.勤萄鐘C+T1(3)

單糖的還原在

催

化

加

氫

或

酶的

作

用下，

羰

基

可

還

原

成

羥

基，

糖還

原

生

成

相

應(yīng)的

糖

醇，

主

要

用

于

食品

和

藥品的

加

工甘

露甘蒸

鶘(

4

)

酯

化

作

用單糖

環(huán)

狀結(jié)

構(gòu)中

所

有的

羥

基

都

可以酯

化，

生

物

體內(nèi)的

單

糖能

與

磷

酸

作

用

生

成

各

種

磷

酸

酯

。a·D-1-

研

酸

葡

萄

糖H?O?

POH?

,C

CH?OHA

HG

DPO?H?AH

Ha,D.2,6

·

二

磷

酸

果

熵這些

糖的

磷

酸

酯

都

是

糖

代

謝

過(guò)

程中的

重

要中間

產(chǎn)

物a,B1,二

磷

酸

果

糖n-D-6-

酸

葡

苗

糖0=B·6

·

酸

果

糖3-研酸甘

消

醛磺

酸

二

羥

丙

酮(5)形

成

糖

苷單糖的半縮醛羥基與另一化

合

物的羥

基

縮

合

、脫水

生

成

的

縮

醛

(

或

縮酮

)

式衍生物

稱

為糖

苷

。其中

，提供半縮醛羥

基的糖

部

分稱為糖

基，非糖部分稱為配

基，

這兩部分之間的連鍵稱為Maltoseα-D-glucopyranosyl-(1→4)-D-glucopyranose糖苷

鍵。β-D-Glucosea-D-Glucose■半縮醛

部

分是

葡

萄

糖，

稱

葡

糖

苷。半縮

醛

部

分

是

果

糖，稱

果

糖

苷

?！?/p>

也可根據(jù)糖苷鍵的類型來(lái)命名，如O-

苷

、

N-苷

、

S-

苷

或C-苷。■由于單糖有α-和β-兩種型式，生成的糖苷也有α-

和β-型之分。天然存在的糖苷多為β-型。甲

基

-α

-D-吡

喃

葡

糖

苷甲

基

-β

-D-吡喃葡糖苷糖苷與糖的性質(zhì)很不相同：·糖是

半

縮

醛，容易

變

成

游

離

醛，從

而

給出醛的各

種反應(yīng)

?！?/p>

糖苷

屬于

縮

醛，

一

般

不

顯

示

醛的性

質(zhì)，

例

如

無(wú)

變

旋

現(xiàn)象，不能還原Fehling試劑等?！ぬ擒諏?duì)堿溶液穩(wěn)定，但易被酸水解成原來(lái)的糖和配基

。三、重要的單糖和單

糖

衍

生

物P221.

丙糖

(

三

碳

糖

)D-甘油醛和二羥丙酮■所有的單糖都是由D-甘油醛和二羥丙酮派生而來(lái)?！龆u丙酮

無(wú)

光

學(xué)

活

性，甘

油

醛

是

具

有

光

學(xué)

活

性的最

簡(jiǎn)單的單糖，常被

用

作

確定

生

物

分

子DL

構(gòu)型的標(biāo)準(zhǔn)

物

?！鏊鼈兊牧姿狨ジ视腿?3-磷酸和二羥丙酮磷酸是糖酵

解的重要中間物。2.

丁糖

(四碳糖)■

D-赤蘚糖是戊糖磷酸途徑的重要中間物■

D-赤蘚酮糖是聯(lián)系D系酮糖立體化學(xué)的重要一員。3.戊糖

(

五

碳

糖

)自然界中存在

的戊

醛

糖

主

要

有D-核

糖

、

2

-

脫

氧

-D-核糖、

D-

木

糖

和L-阿拉伯糖。戊酮糖主要有核酮糖

和

木酮

糖

。a-D-2-

脫氧核糖β-D-2-脫氧核糖D-2-

脫氧核糖β-D-

核糖a-D-

核糖D-

核糖4.已糖

(六碳糖)常見(jiàn)的已糖有D-葡萄糖、

D-果糖、D-半乳糖、

D-甘露糖

和L-山

梨

糖

等

。α-L-

吡喃山梨糖β-L-

毗喃半乳糖a-D-

吡喃甘露糖β-D-

吡備葡糖β-D-呋喃果糖a-D-

吡喃半乳糖5.庚

糖天然存在的庚糖和辛糖已

發(fā)現(xiàn)

的不多，對(duì)功能的了解也較少

。主

要

有D-景天庚酮糖、

D-

甘

露庚酮糖。其

中

，D-景

天

庚

酮

糖的7-磷

酸

酯

是

戊

糖

磷

酸

途

徑

的重要中間物。D-

景天庚酮糖6.單糖衍

生

物包括

糖

醇、

糖

酸、

糖

苷、

糖

胺、

脫

氧

糖

和

單

糖

磷

酸酯等

?！鎏?/p>

胺

又

稱

氨

基

糖，是

分

子中的

一

個(gè)

羥

基

被

氨

基

取

代的單糖。廣

泛

存

在的是C2

上

的

羥

基

被

氨

基

取

代

的

2

-

脫氧

氨

基

糖。氨

基

糖的

氨

基

有

游

離的，

但多

數(shù)

是以乙

酰

氨

基的形式

存

在

。β-D-N-

乙

酰

葡

糖

胺

β-D-N-

乙

酰

半

乳

糖

胺β-D-

半

乳

糖

胺β-D-

葡

糖

胺第

三

節(jié)

寡

糖■兩個(gè)單

糖

殘

基

之間的連鍵

稱

為

糖

苷

鍵，

由一單糖單

位的半縮醛羥基與另一單糖單位的羥基縮合而成?！鲂问接卸喾N，但最常見(jiàn)的有1-1、1-2、

1-4、

和1-6。根據(jù)異頭碳的構(gòu)型可

分

為

α-糖

苷鍵

(

如

蔗

糖

和

麥

芽糖)和β

-

糖苷鍵(如乳糖和纖維二糖)一

、

糖

苷

鍵P341.蔗

糖■蔗糖是最重要的二糖，它形成并廣泛存在于植物的

根、莖、

葉、花和果實(shí)中，不存在于動(dòng)物中。蔗糖

的主要來(lái)源是甘蔗，甜菜和糖楓。二、

常見(jiàn)

的二糖P36結(jié)

構(gòu)

：■蔗糖分子

是

由葡萄糖

殘

基和

果

糖

殘

基通

過(guò)

兩

個(gè)

異

頭碳連接而

成。糖苷

鍵

類型

為α(1-2)

糖

苷

鍵。Sucrose■其正規(guī)全稱為O-α-D-

吡喃葡糖基-

(1-

2)-

β-D-

呋喃果糖，可簡(jiǎn)寫(xiě)為：

Glc(α1-β2)Fru性

質(zhì)

：■溶解度很大，在水溶液中不能轉(zhuǎn)化成開(kāi)鏈形式，故

不能發(fā)生互變異構(gòu)，

因此，無(wú)變旋現(xiàn)象，無(wú)還原性(非還原糖)

?！稣崽峭耆夂?，生成等摩爾的葡萄糖和果糖，

比

旋由正值變?yōu)樨?fù)值，旋光度的這一變化稱為轉(zhuǎn)化，所得的葡萄糖和果糖的混合物稱為轉(zhuǎn)化糖。2.乳

糖■主要存在于哺乳動(dòng)物的乳汁中?！鼋Y(jié)構(gòu)：

由

一分子半乳

糖和

一分子葡萄糖通

過(guò)β(1-

4)

糖

苷

鍵連

接

而

成

。Lactose(βform)■

其正規(guī)全稱為，

O-β-D

-

吡喃半乳糖基-(1-4)-α-

D-吡喃葡糖，可簡(jiǎn)寫(xiě)為，

Gal

β

(1-4)Glc。性

質(zhì)

：溶解度遠(yuǎn)比蔗糖小，結(jié)晶時(shí)以α-乳糖和β-乳糖存

在，兩者的差別在于分子還原端殘基的異頭碳構(gòu)型

。乳糖分子中存在游離的半縮醛羥基，

因此具有還

原性，

有

變

旋

現(xiàn)象

。3.

麥

芽

糖■麥芽糖主要是作為淀粉和其

他

葡聚糖的酶促降解產(chǎn)

物存

在

?！?/p>

結(jié)構(gòu)：

由

兩分子葡萄糖通

過(guò)α

(

1

-

4

)

糖

苷

鍵連

接

而成?！?/p>

其正規(guī)全稱為，

O-α-D-

吡喃葡糖基-(1-4)-β-D-

吡喃葡糖，可簡(jiǎn)寫(xiě)為，Glcα

(1-4)Glc。性

質(zhì)

：■麥芽糖分

子中存

在

游

離的半

縮

醛

羥

基，

因此具有還原性，

有

變

旋

現(xiàn)象

?！鍪称饭I(yè)中麥芽

糖用

作

膨

松

劑，防止

烘

烤

食

物

干

癟

,以及用作冷凍食品的填充劑和穩(wěn)定劑。4.

纖

維

二糖■是纖維素的降解產(chǎn)物和基本的結(jié)構(gòu)單位，

自然界中

不存在游離的纖維二糖?！鼋Y(jié)構(gòu)

：由兩分

子

的

葡

萄

糖

單

位

通

過(guò)

β(1-4)糖苷

鍵連接而成?！?/p>

其正規(guī)名稱為，

O-β-D

-

吡喃葡糖基-(1-4)-β-D-

吡喃葡糖，簡(jiǎn)寫(xiě)為Glcβ(1-4)Glc?！鼍哂羞€原性，有變旋現(xiàn)象?！隼w維二糖與麥芽糖不

同

，它沒(méi)

有

甜

味

，

不

能被

人

體

消

化。性

質(zhì)

：

、

糖■棉

籽

糖

廣

泛

分

布

于

高

等

植

物

界

?！?/p>

由葡萄糖、果糖和半

乳

糖各一分子連接而成。半乳

糖和葡萄

糖

之

間

是

α

(

1-6)糖苷鍵，葡萄糖

和

果

糖之

間是

α

(1

-

2

)

糖

苷

鍵

。β-D-Frufx-D-Galpa-D-Glep四

、

環(huán)

糊

精■

環(huán)糊精也稱為環(huán)直鏈淀粉。■通常含有6～12

個(gè)D-吡喃葡萄糖單元。其中研究的

較多的是含有6、7、8個(gè)葡萄糖單元的分子，分別

稱

為α-、

β

-

和γ-

環(huán)糊精，

或環(huán)六、環(huán)七、環(huán)八直

鏈

淀粉?！?/p>

葡萄糖單位之間通過(guò)α

(1-4)糖苷鍵首尾連接。β-環(huán)糊精的分子結(jié)構(gòu)：性質(zhì)

：■環(huán)糊精無(wú)游離的半縮醛羥基，

因此無(wú)還原性，屬于非還原

糖

?！霏h(huán)糊精

分

子內(nèi)

部

是

疏

水

環(huán)

境，

外

部

是

親

水

的，

因

此

,它既能很好的溶于水，又能像酶一樣提供一個(gè)疏

水的結(jié)合部位?！霏h(huán)糊精是迄

今

所

發(fā)

現(xiàn)的類

似于

酶的理想宿主

分

子

，并且其本身就有酶的特性，

因此是

研

究模

擬

酶的材

料

。第

四節(jié)

多

糖多糖的性質(zhì)

：■多糖是高分子化合物，相對(duì)分子質(zhì)量極大，大多不

溶

于

水

?！鲇捎诤艽蟮囊粋€(gè)多糖分子只有一個(gè)還原末端，

因此

多糖屬于非還原糖，無(wú)變旋現(xiàn)象，無(wú)甜味，

一般不

能

結(jié)晶

。P40一

、

同

多

糖■同多糖：水解后只產(chǎn)生一種單糖或單糖衍生物?！鲎匀唤缰凶钬S富的同多糖是淀粉、糖原和纖維素，

它們都是由葡萄糖組成?！龅矸酆吞窃謩e是植物和動(dòng)物中葡萄糖的貯存形式

,

纖維素是植物細(xì)胞主要的結(jié)構(gòu)組分。1.

淀

粉■淀粉以淀粉粒形式貯存于植物細(xì)胞中，是植物營(yíng)養(yǎng)

物質(zhì)的一種貯存形式。■天然淀粉一般含有兩種組分：

直鏈淀粉和支鏈淀粉

,前

者

一

般占

20-25%,

后者占

7

5

-

8

0

%。(

1)直鏈淀粉■

一級(jí)結(jié)構(gòu)

：直

鏈

淀

粉

是

由葡

萄糖單

位

通

過(guò)α

(

1

-

4

)

糖

苷

鍵連接而成的線形分子，一端是1’端

(還原端)

,

另

一端是

4端

(非還

原

端

),書(shū)寫(xiě)

時(shí)通

常

1端

在

右

邊

，4

端在左

邊

。非還原端還原端(b)碘分子(l?)正好能嵌入螺旋中心，每圈容納一個(gè)碘分子。產(chǎn)生特征性的藍(lán)色需要約36個(gè)即6

圈

葡萄

糖

殘

基

。(

1)直鏈

淀粉■二

級(jí)

結(jié)

構(gòu)

：是

一

個(gè)

左

手

螺

旋,

每

圈

螺

旋

含6

個(gè)殘基,螺

距0.8

nm,

直

徑1.4

nmHò(a1→4)-linkedD-glucose

units(a)OHCH?OHCH?OHHOZHO(2)支鏈淀粉支鏈淀粉高度分

支，約每25-30單位有一個(gè)分支點(diǎn)。線形糖鏈?zhǔn)铅?/p>

(1-4)

糖苷鍵連接

，分支點(diǎn)處還

存

在α

(1-6)連接

。

因

此

，

支

鏈

淀

粉只

有

一

個(gè)

還

原端，但有多個(gè)非還原端。chain支鏈淀粉的性質(zhì)與直鏈淀粉有明顯不同：■直鏈淀粉分子量約10萬(wàn)-200

萬(wàn)，支鏈淀粉的分子量

比直鏈淀粉大得多，約100萬(wàn)-600萬(wàn)?！鲋ф湹矸勐菪械亩檀夥肿颖戎辨湹矸勐菪械?/p>

長(zhǎng)串碘分子吸收更短波長(zhǎng)的光，因此支鏈淀粉遇碘

呈

紫

色

到

紫

紅

色

?！?/p>

支鏈淀粉易溶于水，形成穩(wěn)定的膠體，靜置時(shí)溶液

不出現(xiàn)沉淀；直鏈淀粉僅少量的溶于熱水，溶液放

置時(shí)重新析出淀粉晶體(

3

)

淀

粉

的

水

解淀粉在酸或淀粉酶的作用下被逐步降解，先生成分

子大小不一的中間物，統(tǒng)稱為糊精。繼續(xù)水解，得

到麥芽糖和少量的異麥芽糖，再水解，

最終可得葡

萄

糖

。淀

粉

酶

有

兩

種

：■

α

-

淀

粉

酶：是一種內(nèi)切

葡

糖

苷

酶，隨機(jī)作

用

于

淀

粉鏈內(nèi)部的α

(1-4)糖苷鍵，斷裂C1-O鍵；■

β-淀粉酶：是一種外切葡糖苷酶，專門(mén)從淀粉的

非還原端開(kāi)始斷裂α

(1-4)

糖苷鍵，

逐個(gè)除去

糖單位，原來(lái)的α連接被轉(zhuǎn)型，產(chǎn)物是β-麥芽糖2.糖

原糖原以顆粒形式存在于動(dòng)物細(xì)胞的胞液中，是動(dòng)物

體內(nèi)貯存的主要多糖，此多糖相當(dāng)于植物體內(nèi)的淀

粉，因此糖原又稱為動(dòng)物淀粉。Glycogen

granules

肝細(xì)胞中的糖原顆粒糖原結(jié)構(gòu)與支鏈淀

粉

類

似，

只是分支程度更高，分支鏈更短，平均每隔8-12個(gè)葡萄糖殘基