《糖的化学》PPT课件.ppt

第一篇 生命的分子基础,第一章 糖的生物化学,本章大纲要求,掌握：糖的概念、重要多糖的基本结构、性 质和生理功能。 熟悉：多糖的提取、分离、纯化和分析的基本 原理。 了解：多糖结构分析的基本原理。,第一节 概述,一、糖的概念、分布及主要生物学作用 （一）糖的概念、分布 概念：糖是多羟基醛或多羟基酮及其多聚物 和衍生物的总称。 分布：植物体内主要以淀粉的形式存在；动 物体内以糖原的形式存在。 此外还有糖脂、糖蛋白等。,（二）糖的主要生物学作用,1、糖是人和动物的主要能源物质 2、糖还具有结构功能 3、糖具有复杂的多方面的生物活性功能 如：参与生物大分子构成、提高免疫 力，抗肿瘤等。,1、单糖（monosaccharide）凡不能被水解成 更小分子的糖称为单糖。 与人体营养及代谢有关的单糖： 丙糖 丁糖 戊糖 已糖 庚糖,二、糖的分类,单糖结构,-D-葡萄糖 -D-半乳糖 D-甘露糖 D-木糖 （Glc，） (Gal，) (Man，) (Xyl， ),-D-N-乙酰葡糖胺 -D-葡糖醛酸 -L-艾杜糖醛酸 -D-葡糖胺 （GlcNAc ,） （GlcUA, ) (IdoUA， ) （GlcN）,-D-N-乙酰半乳糖胺 -L-岩藻糖 唾液酸 -D-N-乙酰葡糖胺-尿苷二磷酸 （GalNAc，) (Fuc，) (SA，) GlcNAc-UDP (*单糖的英文缩写及代表符号在括号标明),葡萄糖(Glucose),果糖(fructose),核糖,木酮糖,C5糖,甘油醛,C3糖,二羟丙酮,C5糖,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,脱氧核糖,2、寡糖：是由单糖缩合而成的短链 结构（一般含26个单糖分子）。 二糖 如：蔗糖、乳糖、麦芽糖 三糖 如：棉子糖 多糖 如：纤维素、淀粉、糖原,双糖：由两个相同或不同的单糖组成,常见的有乳糖、蔗糖、麦芽糖等.,麦芽糖,-D-葡萄糖苷-（14）-D-葡萄糖,-D-葡萄糖苷-（12）-D-果糖,-D-半乳糖苷-（14）-D-葡萄糖,乳糖,蔗糖,第二节 多糖的化学,一、多糖的分类 （一）多糖按其来源的分类 1、植物多糖 2、动物多糖 3、微生物多糖 4、海洋生物多糖,（二）多糖按其在生物体内的生理功能分类 1、贮存多糖 2、结构多糖,（三）多糖按其组成成分分类,1、同聚多糖 2、杂聚多糖 3、黏多糖,（1）糖蛋白 （2）蛋白聚糖 （3）糖脂 （4）脂多糖,4、结合糖,二、重要多糖的结构与生理功能,1. 淀粉（植物）,直链淀粉遇碘变蓝色，支链淀粉遇碘变棕红色,2. 糖原（动物）,糖原遇碘产生红棕色。 其生理作用是：可分解供能。,肝细胞中的糖原颗粒,糖原颗粒,糖原分子的结构,肝糖原 含量可达肝重的57% (总量为70-100g),肌糖原 含量为肌肉重量的12% (总量为200-400g),糖原的分布,3.黏多糖 （糖胺聚糖） 透明质酸 硫酸软骨素 硫酸角质素 硫酸皮肤素 肝素 特征： 均含N元素,4. 纤维素,纤维素 作为植物的骨架,5. 琼脂,琼脂常用于制备凝胶和细菌培养基的凝固剂。,三、多糖分离、纯化及降解的原理,（一）多糖的提取 1、第一类 难溶水的胶类多糖，可溶于稀 碱溶液 2、第二类 易溶于温水，难溶于冷水的多 糖，热水提取 3、第三类 粘多糖的提取 碱抽提法 蛋白水解酶消化法,多糖的一般分离过程,1、Sevag法（氯仿：正丁醇=4：1）、5%三氯醋酸、蛋白酶水解等方法去除蛋白质杂质。 2、活性炭、离子交换树脂等吸附剂吸附或者双氧水氧化去除色素。 3、乙醇沉淀多糖。,（二）多糖的纯化方法,1、分级沉淀 2、季铵盐络合法（CTAB法） 3、离子交换层析 4、制备性区带电泳 5、固定化凝集素的亲和层析法,（三）多糖的降解,多糖的降解方法主要有以下几种： 1、化学降解法 如：肝素、甲壳素的化学降解法。 2、酶法降解 3、辐射降解法,四、多糖理化性质测定,（一）多糖的含量测定 可采用硫酸-蒽酮法或硫酸-苯酚法： 蒽酮试剂与多糖置沸水中10min后呈蓝绿色， 在620nm处有最大吸收；可通过比色分析或查 标准曲线计算多糖的含量。,1、电泳法 2、凝胶柱层析法 3、紫外扫描法 4、其它方法如：官能团分析、纸层析等。,（二）多糖的纯度分析,（三）多糖的分子量测定,1、凝胶柱层析法 在不同型号的分子筛柱层析上测定多糖分子量需要样品较少，方法比较简便。 2、特性黏度法 是实验室常用的测定多糖分子量的方法。,五、多糖结构分析的基本原理,（一）多糖组成成分分析 1、酸水解 又包括完全酸水解和部分酸水解。酸水解产物可用纸层析，薄层析和气相层析等鉴定。 2、乙酰解 3、甲醇解 （二）多糖结构的甲基化分析,（三）多糖结构的过碘酸氧化及Smith降解,过碘酸氧化反应是一种选择性的氧化降解反应，能够作用于多糖分子中1，2- 二羟基和1，2，3-三羟基而生成相应的醛或甲醛、甲酸。 1、1，2-连接糖苷键 1，2-连接的多糖经高碘酸氧化及硼氢化钠还原经稀酸盐水解生成甘油和甘油醛。 2、 1，3-连接糖苷键 1，3-连接的多糖与高碘酸不起反应，经还原，水解后得到原来的多糖。,3、 1，4-连接糖苷键 1，4-连接多糖经高碘酸氧化，还原，水解后最终产物是赤藓醇和乙醇醛。 4、 1，6-连接糖苷键 1，6-连接多糖经高碘酸氧化，还原，水解后最终产物是甘油和乙醇醛。,（四）多糖结构的酶降解测定方法,1、外切糖苷酶,2、内切糖苷酶,六、糖链与糖蛋