生物化学-碳水化合物代谢

CarbohydratesCarbohydrateMetabolism1Toteachisnottofillavasebuttolightafire概述生物体内能量的主要来源结构的基本原料俗称:碳水化合物Cn(H2O)m（不够全面）化学定义：多羟基醛或酮及其衍生物的总称。细胞壁中结构糖储备能源糖植物干重90％DNA、RNA结构糖昆虫外骨骼－糖

糖即碳水化合物，是多羟基醛与多羟基酮及其衍生物或多聚物.它主要是由绿色植物经光合作用形成的,主要是由C、H、O构成的。一、糖的表示式

单糖是多羟基醛或酮。从三碳糖至八碳糖自然界都有存在。以Fischer式表示如下：CHOCH2OHCHOCH3CH2OHCHOCH2OHCHOHOD-木糖五碳醛糖L-鼠李糖甲基五碳醛糖D-葡萄糖六碳醛糖D-果糖六碳酮糖二、糖的绝对构型（D、L）H－C＝O|H－C－OH|HO－C－H|H－C－OH|H－C－OH

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CH2OHD-葡萄糖H－C＝O|H－C－OH|HO－C－H|H－C－OH|HO－C－H|

CH2OHL-葡萄糖OHOHOHOHHOCH2OHHHHC5-C6键向上环平面上方D-葡萄糖CH2OHOHOHOHOHHOHHHC5-C6键向下环平面下方L-葡萄糖H－C＝O|HO－C－H|CH2OHL-甘油醛H－C＝O|H－C－OH

|CH2OHD-甘油醛Fischer式中最后第二个碳原子上－OH向右的为D型，向左的为L型。Haworth式中C5-C6键向上为D型，向下为L型。生物体中主要是D-构型转折旋转成环成环-D-吡喃葡萄糖-D-吡喃葡萄糖D-葡萄糖由Fischer式改写为Haworth式的步骤三、Fischer与Haworth的转换及其相对构型单糖在水溶液中形成半缩醛环状结构，即成呋喃糖和吡喃糖。具有六元环结构的糖——吡喃糖(pyranose)具有五元环结构的糖——呋喃糖(furanose)

糖处游离状态时用Fischer式表示苷化后成环用Haworth式表示Fischer式:C1-OH与原C5或C4-OH之间：同侧为α,异侧为β。Haworth式:C1-OH与C5或C4上取代基位于同侧(环平面上方)为β,异侧(环平面下方)为α。C1与C5(六碳糖)或C4(五碳糖)的相对构型H－C＝O|H－C－OH|HO－C－H|H－C－OH|H－C－OH|CH2OHD-葡萄糖CH2OH|C＝O|HO－C－H|H－C－OH|H－C－OH|CH2OHD-果糖α-D-葡萄糖

C|H－C－OH|HO－C－H|H－C－OH|H－C|CH2OH同侧OHOHOHOHOHOHHOCH2OHHHH异侧环平面下方α-D-葡萄糖β-D-葡萄糖

C|H－C－OH|HO－C－H|H－C－OH|H－C|CH2OHO异侧HHOO

OHHOHOHHOCH2OHHHH同侧环平面上方β-D-葡萄糖CH2OH|C|HO－C－H|H－C－OH|H－C|CH2OHO同侧α-D-果糖HOOOHHHOHHOH

CH2OHHOH2C异侧环平面下方α-D-果糖CH2OH|HO－C|HO－C－H|H－C－OH|H－C|CH2OHO异侧β-D-果糖OOHHHOHHCH2OHOHHOH2C同侧环平面上方β-D-果糖四、糖环的构象——椅式和船式Pyranoseringstendtoassumeoneoftwoconformations,thechairconformationortheboatconformation.Conformationsofβ-D-glucopyranoseHaworthprojectionChairconformationBoatconformationStereoviewofachair(left)andaboat(right)conformation五、糖的种类单糖：不能水解的最简单的多羟基内半缩醛(酮)。如葡萄糖等。还原糖

低聚糖:水解后生成2~9个单糖分子的糖。如：蔗糖(D-葡萄糖-D果糖)非还原糖麦芽糖(葡萄糖1→4葡萄糖)还原糖多糖：水解后能生成多个单分子的，称为多糖。如：淀粉纤维素等D系醛糖D(+)-甘油醛D(+)-阿洛糖D(+)-阿桌糖D(+)-葡萄糖D(+)-甘露糖D(+)-古洛糖D(-)-艾杜糖D(+)-半乳糖D(+)-塔罗糖D(-)-阿拉伯糖D(+)-木糖D(-)-米苏糖D(-)-核糖D(-)-赤鲜糖D(-)-苏糖D系酮糖D(-)-赤藓酮糖二羟丙酮D(+)-阿洛酮糖D(-)-果糖D(+)-山梨糖D(-)-洛格酮糖D(-)-核酮糖D(+)-核酮糖吡喃呋喃-D-吡喃葡萄糖-D-吡喃果糖-D-呋喃葡萄糖-D-呋喃果糖吡喃型和呋喃型的D-葡萄糖和D-果糖（Haworth式）重要的单糖—戊糖-D-吡喃木糖-D-呋喃核糖2-脱氧-D-呋喃核糖-D-芹菜糖-L-呋喃阿拉伯糖-D-呋喃阿拉伯糖D-核酮糖D-木酮糖重要的单糖—己糖-D-吡喃葡萄糖-L-吡喃山梨糖-D-吡喃甘露糖-L-吡喃半乳糖-D-吡喃半乳糖-D-呋喃果糖重要的单糖—庚糖和辛糖L-甘油-D-甘露庚糖D-景天庚酮糖D-甘露庚酮糖甘露糖部分甘油部分单糖磷酸酯D-甘油醛-3-磷酸-D-葡萄糖-1-磷酸-D-葡萄糖-6-磷酸-D-果糖-6-磷酸-D-果糖-1，6-二磷酸重要的二糖蔗糖D-麦芽糖(-型)乳糖(-型)纤维二糖(-型)麦芽糖——葡萄糖+葡萄糖（α-1，4糖苷键）乳糖——半乳糖+葡萄糖蔗糖——葡萄糖+果糖α，β(1→2)糖苷键环糊精具有外部亲水的羟基和内部疏水的环境，因此可以形成水溶性的包含物

-环糊精分子结构

环糊精分子的空间填充模型重要的寡糖——环糊精重要的多糖—淀粉、糖原和纤维RE（一）、淀粉：直链淀粉和支链淀粉直链淀粉的螺旋结构1）直链淀粉：葡萄糖分子以α（1-4）糖苷键缩合而成的多糖链。直链淀粉

一级结构

α（1→4）葡萄糖苷键可溶于热水250~300个糖分子遇碘呈紫蓝色0.8nm1.4nm6个残基支链淀粉或糖原分子示意图2）支链淀粉或糖原分支点的结构Reducingendsα-(1→6)linkageα-(1→4)linkageBranchpointNonreducingends结果表明:表观直链淀粉含量与食味品质呈极显著负相关3）糖原：α-D-葡萄糖多聚物结构：同支链淀粉；区别在于分支频率及分子量为其二倍。分布：主要存在于动物肝、肌肉中。特点：遇碘呈红色。功能：同淀粉，亦称动物淀粉。其合成与分解取决于血糖水平。（二）、纤维素1）结构：由D-葡萄糖以β（1-4）糖苷键连接起来的线形聚合物。纤维中纤维素分子以氢键构成微晶束植物细胞壁

中的纤维素（三）、壳多糖N-乙酰D-氨基葡萄糖以β（1，4）糖苷键缩合而成。结构与纤维素类似，但氢键比其多。藻类、昆虫及甲壳类动物的结构组分。目前研究开发在：黏结剂、药物辅料等。基本单位是乙酰氨基葡萄糖九糖复合物糖与非糖物质结合而成。（一）糖与蛋白质的复合物种类：糖蛋白：主要性质接近蛋白质；蛋白多糖：性质以多糖为主。糖类与蛋白质的连接方式：N-糖苷键：Asn的氨基与糖半缩醛-OH间形成；O-糖苷键：Thr、Ser等的-OH与糖半缩醛-OH

间形成。1、糖蛋白种类多：酶、激素、血浆糖蛋白、补体、粘液物质及膜蛋白。特点：高粘度功能多：润滑作用、保护作用、肽链加工、运输作用、分子识别、临床鉴定。ABO血型物质O型:分泌H型物质(Fuc)A型:在H型上加N-乙酰氨基半乳糖(GalNAc)B型:在H型上加半乳糖(Gal)血浆糖蛋白除清蛋白外，其余均含糖。糖的种类：唾液酸、葡糖胺、半乳糖、甘露糖为多；少数是半乳糖胺、岩藻糖。功能：运输功能、