生物化学糖类化学

关于生物化学糖类化学第1页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五1．掌握糖的基本慨念和单糖结构形式；2．熟悉常见单糖、二糖和多糖结构与性质；3．了解糖含义、类别及其生物学意义[教学目标][教学重点]

单糖的结构和主要存在形式；常见多糖的结构和主要性质。[教学难点]

单糖结构的转化。第2页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五前言糖的分布糖的定义糖的生物学意义糖的分类4.1单糖4.1.1单糖的构型4.1.2单糖的结构4.1.3单糖的构象思考与练习[教学纲要]4.2重要单糖及其衍生物4.3寡糖4.4多糖4.5多糖代表物4.5.1淀粉4.5.2糖原4.5.3纤维素4.6糖复合物第3页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五前言糖的定义主要元素:C、H、O，其它元素:N、S，其中:H:O=2:1符合此式的并不一定是糖：如甲醛—CH2O，乳酸—C3H6O3通式:Cn(H2O)m如：葡萄糖--C6H12O6故称碳水化合物但有的糖不符合此式：如：脱氧核糖---C5H12O4糖的分布分布广泛，含量极高

糖是多羟基醛/多羟基酮及其缩合物和某些衍生物的总称。这是根据什么定义的？第4页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五二羟丙酮:C3H6O3甘油醛:C3H6O3葡萄糖:C6H12O6OC-HCHOHCH2OHCH2OHC=OCH2OH

OC-HCHOHHOC-HCHOHCHOHCH2OH最常见的单糖最简单的糖他们都是同分异构体

CH2OHCOHOC-HCHOHCHOHCH2OH果糖:C6H12O6他们都是同分异构体

CH2OHCOHOC-HCHOHCHOHCH2OH前言第5页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五是生物体组织和细胞的重要组成成分；是生物体的重要能源物质和碳源物质；有的糖还具有特殊的生理功能。如核糖是核酸的组成成分与遗传有关；糖与蛋白质构成的糖蛋白在免疫、细胞识别、细胞间的联系等多种生理功能中起着重要作用。糖分布最广，资源最丰富。其重要的生理功能有：糖的生物学功能前言第6页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五单糖寡糖多糖丙糖---C3丁糖---C4戊糖---C5己糖---C6庚糖---C7二糖如:蔗糖三糖四糖等均一多糖-----（同多糖）如:淀粉,纤维素不均一多糖—（杂多糖）如:肝素不能水解更小单位的糖由2-10单糖分子缩合而成的糖---------也称为低聚糖由多个单糖分子缩合而成的糖---------也称为高聚糖糖的分类前言第7页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五构型指一个分子由于其中各原子特有的固定的空间排列而使该分子所具有的特定的立体化学形式。4.1单糖4.1.1单糖的构型如甘油醛的构型CHOCHOHCH2OHCHOCOHHHOH2C

CHOHOCHCH2OH

CHOHCOHCH2OH一对对映体(立体式)(平面投影式)L-型D-型第8页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五如:

CHOH-C-OHH-C-OHCH2OH

CHOH-C-OHH-C-OHH-C-OHCH2OH

CHOH-C-OHHO-C-HH-C-OHH-C-OHCH2OHD-型甘油醛

CHOHC

OHCH2OHD-型赤鲜糖D-核糖D-葡萄糖一个不对称碳原子二个不对称碳原子三个不对称碳原子四个不对称碳原子不对称碳原子:

一个碳原子上连接的四个原子或基团均不相同，此碳原子称为不对称碳原子或手性碳原子4.1单糖4.1.1单糖的构型第9页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五光的方向改变的角度称旋光度，以“α”表示平行光光的方向改变散射光棱镜向右旋转-顺时针旋转叫右旋，以“+”表示向左旋转-反时针旋转叫左旋，以“-”表示[α]tD=αC*L*100旋光性:使平行光的方向发生改变的现象称为旋光性。4.1单糖4.1.1单糖的构型第10页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五

CHOHCOHHOCHHCOHHCOHCH2OH

CHCOHHOCHOHCHCOHCH2OHHOH

CHCOHHOCHOHCHCOHCH2OHHOH1.4缩合1.5缩合

CHCOHHOCHOHCOHHCCH2OHHOH

CHCOHHOCHOHCOHHCCH2OHHOHα-型β-型六元环五元环半缩醛羟基4.1.2单糖的结构半缩醛、半缩醛羟基、呋喃糖、吡喃糖、异头碳、异头物4.1单糖第11页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五OO吡喃型呋喃型呋喃吡喃OOHHOHOHOHCH2OHOOHHOHOHOHCH2OHα-型-D-吡喃型葡萄糖β-型-D吡喃型-葡萄糖OOHOHOHCH2OHCHOHHOOHOHOHCH2OHCHOHHα-型-D-呋喃型葡萄糖β-型-D呋喃型-葡萄糖4.1.2单糖的结构4.1单糖第12页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五OCH2OHOHOHOHOHOCH2OHHOHOOHOHOCH2OHHOHOOHOH4.1.2单糖的结构4.1单糖第13页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五CHOCHOHCH2OHCH2OHC=OCH2OHCHOCHOHCHOHCHOHCH2OHCHOCH2CHOHCHOHCH2OH

CHOHOCHHOCHHCOHHCOH

CH2OH

CHOHCOHHOCHHCOHHCOH

CH2OH

CH2OHC=OHOCHHCOHHCOH

CH2OH

CHOHCOHHOCHHOCHHCOHCH2OHD-甘露糖D-葡萄糖D-果糖D-半乳糖D-甘油醛二羟丙酮D-核糖D-脱氧核糖4.2重要单糖及其衍生物常见单糖的链式结构第14页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五D-脱氧核糖脱氧核酸-DNA的组成成分,体内单糖D-甘油醛体内代谢重要中间物,体内单糖二羟丙酮体内代谢重要中间物,体内单糖D-核糖核酸-RNA的组成成分,体内单糖D-甘露糖高聚糖形式存在于核桃壳等，动物多糖中D-半乳糖乳糖，棉子糖成分，动物奶，植物种子果胶D-葡萄糖分布最多，动物血液，水果D-果糖最甜，水果，蜂蜜中L-山梨糖水果，蔬菜，奶中分布名称4.2重要单糖及其衍生物常见单糖的分布第15页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五常见的单糖衍生物—糖醇、糖醛酸、氨基糖、糖苷CH2OHCHOHCHOHCHOHCH2OH核糖醇OOHHOHOHOHCOOH葡糖醛酸半乳糖胺OOHHNH2OHCH2OHOHOOHOHOHOHCH2OHOOHOHOHOHCH2CHCNCHCNCHCN龙胆二糖基糖配基苦杏仁苷4.2重要单糖及其衍生物第16页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五是少数单糖（2~10个）缩合的聚合物。自然界中最常见的寡糖是双糖。如麦芽糖、蔗糖、乳糖、纤维二糖4.3寡糖麦芽糖OHOHOHOHCH2OHOOHHOHOHCH2OHOα-1,4糖苷键α-D-葡萄糖OHOHOHOHCH2OHOOHHOHOHCH2OHOOHOHOHOHCH2OHOOHHOHOHCH2OHOα-1,4糖苷键α-1,4糖苷键OHOHOHOHCH2OHOOHHOHOHCH2OHOα-D-葡萄糖α-D-葡萄糖OHOHOHOHCH2OHOOHHOHOHCH2OHOOHOHOHOHCH2OHOOHHOHOHCH2OHO异麦芽糖OOHOHOHOHCH2OHOOHHOHOHOHCH2α-1,6糖苷键第17页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五OOHOHOHCH2OHOOHOHCH2OHOHOβ-1,4糖苷键β-D-葡萄糖纤维二糖OOHOHCH2OHOOHHOHOHCH2OHHOOβ,α-1,4糖苷键β-D-半乳糖乳糖α-D-葡萄糖β-D-葡萄糖第18页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五OHOHOHOHCH2OHOCH2OHCH2OHHOHOHOα-D-葡萄糖α,β-1,2糖苷键蔗糖β-D-果糖OHOHOHOHCH2OHOOHOHCH2OHOHOα,α-1,1糖苷键α-D-葡萄糖α-D-葡萄糖海藻二糖第19页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五名称来源（存在）连接键结构式重要性质麦芽糖谷物发芽的种α-1，4略有还原性子、淀粉水解乳糖动物和人的乳汁β-1，4略有还原性纤维二糖纤维素水解产物β-1，4略有还原性蔗糖甘蔗和甜菜等α,β-1，2略无还原性几种重要二糖的比较第20页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五三糖—棉籽糖OHOHOHOHCH2OCH2OHCH2OHHOHOHOOHOHOHHCH2OHHOO蜜二糖蔗糖α-D-葡萄糖β-D-果糖α-D-半乳糖游离存在于自然界中的重要三糖,它存在于棉籽,桉树及甜菜中，具旋光性，没有还原性。第21页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五多糖的定义:多糖是由多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物。多糖的类别:同聚多糖（均一多糖）和杂聚多糖（不均一多糖）。多糖的性质:多糖没有还原性和变旋现象,无甜味,大多不溶于水。多糖的功能:

1.贮藏和结构支持物质。

2.抗原性（荚膜多糖）

3.抗凝血作用（肝素）4.为细胞间粘合剂（透明质酸）。

5.携带生物信息（糖链）。4.4多糖多糖组成的要素:单糖的组成单糖的排列顺序糖苷键的类型第22页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五4.5.1淀粉OHOHOHCH2OHOHOHOHCH2OHOOOn200-980葡萄糖残基α-1,4糖苷键直链淀粉4.5多糖的代表物6个糖基螺旋一圈直链淀粉在水中形成的螺旋与碘的作用第23页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五支链淀粉600-6000,支链24-30,支点间11-12OHOHOHCH2OHOHOHOHCH2OHOOOOOHOHOHOHCH2OHOHOHOHOHCH2Oα-1,6糖苷键α-1,4糖苷键4.5多糖的代表物4.5.1淀粉支链淀粉第24页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五支链淀粉600-6000,支链24-30,支点间11-12糖原30000,支链10-14,3-5个一分支4.5多糖的代表物4.5.2糖原第25页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五4.5多糖的代表物4.5.3纤维素OOHOHCH2OHOOHOHCH2OHOOOnβ-1,4糖苷键8000-100004.5.4壳多糖（几丁质）由N-乙酰-D-氨基葡萄糖以β-1,4糖苷键缩合成的同多糖。比较坚硬，为甲壳动物等的机构材料。第26页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五是D-葡萄糖以α-1,6糖苷键缩合为主链骨架，以α-1,3和α-1,4糖苷键构成支链，整个分子形成网状。其凝胶可用作分子筛。含有氨基己糖或乙酰氨基糖，也称为粘多糖。肝素、透明质酸和硫酸软骨素。4.5多糖的代表物4.5.4葡聚糖4.5.5糖胺聚糖其他分布分布名称主要单糖琼胶琼脂,海藻多糖半乳糖海藻(石花菜科)菊糖菊粉果糖菊科植物果胶D-半乳糖醛酸植物果实,根叶甲壳素几丁质,壳多糖N-乙酰葡萄糖胺昆虫甲壳动物别名分布第27页，共31页，2022年，5月20日，8点53分，星期五几种重要多糖的比较

直链淀粉支链淀粉糖原（动物淀粉）纤维素组成的糖基

α—Gα—Gα—Gβ—G糖基分子数

200~980600~6000300009000以上基本组成单位麦芽糖麦芽糖麦芽糖纤维二糖分子量

3万2千~16万10万~100万106~5*1065万~200万连接键

α-1,4糖苷键（α-1,4和α-1,6糖苷键）β-1,4糖苷键结构特点无分支隔11~12个G有分支隔3~5个G有分支无分支分支含24~30个G分支上含10~14个G存在