糖类及代谢复旦大学-生化与分子生物学-王维荣

糖［Carbohydrate］

多羟基醛［Polyhydroxyaldehyde］或多羟基酮［Polyhydroxyketone］的衍生物［Derivatives］；

Majorelement:C、H>0。

Minorelement:N、S、Petal.

单糖分子多符合通式：［CH2O］n,但仅从通式上并不能判断某分子是否就是糖，即：

符合通式的不一定是糖，如CH3co0H［乙酸］,CH20［甲醛］,C3H603［乳酸］;

是糖的不一定都符合通式，如C5H1004［脱氧核糖］,C6Hl205［鼠李糖］。

单糖［monosaccharides］,不能水解为其他糖的糖,按碳原子数分为：

丙糖回yceraldehyde］二羟丙酮

丁糖［erythrulose,threose］赤降糖、苏糖

戊糖［xylose,xylulose、ribulose>ribose、deoxyribose］核糖、阿拉伯糖、木糖、来苏糖

己糖（glucose,fructose,galactose］阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖（醛糖）、甘露糖、古洛糖、艾

杜糖、半乳糖、塔罗糖、阿洛酮糖、果糖（酮糖）、山梨糖、塔格糖

寡糖［Oligosaccharides］可以水解为其他糖的糖［2—H几个单糖］,包括：

二糖［Disaccharides］（sucrose、maltose,lactose）«三糖［Trisaccharides］棉籽糖（目前发现唯一的三糖）。其他

寡糖［血型糖、活性糖等］。

多糖IPolvsaccharidesI可水解为多个单糖或单糖衍生物的糖,包括：

同多糖［homoglycans,homopolysaccharides］水解为同一单糖的高分子聚合物［淀粉、糖元、纤

维素、几丁质、糖苗等］。

异［杂］多糖［heteroglycans,heteropolysaccharides］水解产物不止一种单糖或单糖衍生物［透明

质酸、肝素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等］。

单糖的构型以甘油醛为参照标准,甘油醛C2为手性碳,与其相连的-0H在右边的为D型（右

旋）、在左边的为L型（左旋），D型和L型互为立体异构体，是一对对映体（antipode）,

具有对映体的结构又称手性结构。

单糖的构型由于手性碳通常不止一个，特规定：离炭基最远的不对称C上的-OH方向

决定糖的构型，在右边的为D型、在左边的为L型。

差向异构体（Epimers）葡萄糖与甘露糖、葡萄糖与半乳糖，两两之间除一个不对称C

（分别是C2和C4上的-0H位置）有所不同外，其余部分的结构完全相同，这种仅有一个

不对称C原子构型不同，两镜像非对映体异构物称为差向异构体（epimers）。

糖的旋光性［OpticalRotation］葡萄糖及绝大多数糖都有使平面偏振光发生偏转的能

力，即糖的旋光性，因为糖都具有手性碳。糖的旋光性和旋光度由糖分子中的所有手性碳上

的羟基方向所决定。糖的旋光性以右旋（以d或+表示）或左旋（以1或-表示）。

糖的构型与旋光性之间不一定相对应，即D型不一定代表右旋、L型也不一定代表左旋，

因为两者的规定性不同。对于葡萄糖来说，D型正好是右旋，即D-［+］-Glc,L型也正好是

左旋，即天然葡萄糖为右旋，属于D型。

葡萄糖的环状结构I葡萄糖的某些物理、化学性质不能用糖的链状结构解释，即不表现

出典型的直链［醛类］特性，如：

1.缺少Schiff化反应，不能使被H2s03漂白的品红转呈红色：

2.不能与NaHSO3起加成反应；

3.葡萄糖水溶液有变旋现象。

解释：葡萄糖与常见的醛分子不一样，不能与2分子醇作用而只能与1分子醇反应，不生

成缩醛（acetals）,仅生成半缩醛（semiacetals）,意味着分子中已有半缩醛（羟）基存在。

变旋现象（Mutarotation）醛糖的Cl或酮糖的C2成环时产生和一对差向异构体，

在水溶液中很快互相转变为混合物，溶解过程会发生旋光度的改变-变旋现象，这是V和3

异头物自发互变所导致的。新配制的葡萄糖［a|D20=+H2°,平衡时为+52.7°。a型约占

362%“息型约占忠醛式直链的比例极少，故时Schiff化反应不灵敏。

（北大的教材涉及计算异头物之间百分含量的问题，照100%,第一个设X,第二个为（1-X）,

旋光度相乘，再计算平衡的旋光度，即各自占的百分量，还有正负的问题）

［I12X+18.7（1-X）］/2=52.7

葡萄糖直链结构的证据与Fehling试剂或其他醛试剂反应醛基；

与乙酸酎结合，产生有5个乙酰基的衍生物5个羟基存在；

与钠汞齐（Na、Hg的合金）作用，被还原为一种具有6个羟基的山梨醇（Sorbitol,glocitol）,

后者是一个6C构成的直链醇。

结论：葡萄糖的六个碳是连成直链结构的分子。

葡萄糖的构象［Conformation］构象指一个分子中，不改变共价键结构，仅靠单键的

旋转或扭曲而改变分子中基团在空间的排布位置，而产生不同的排列方式。根据X-射线晶

体分析，葡萄糖毗喃环与环己烷的椅式结构相似，-葡萄糖的可能构象有2种椅式（A,B）

和6种船式，主要是A椅式。

除葡萄糖外，其他己糖如果糖和半乳糖，也同样有环式和直链式结构。

单糖的主要化学性质

单糖的化学性质主要体现在多羟基醛及多羟基酮的化学结构特征上，具有一切羟基及多羟基

的反应，如氧化、酯化、缩醛反应；也由醛基或埃基的反应；同时还有基团间相互影响而

产生的一些特殊的反应。

OxidativeReaction一定条件（视氧化剂强弱）下，葡萄糖C1上的-醛基及C6上的羟基

可被氧化，形成葡萄糖酸（gluconicacid）、葡萄糖醛酸（ghicuronate）及葡萄糖二酸（gkicaric

acid）,都有较强的酸性，能成盐并形成Y或6内酯“

（葡萄糖为澳水氧化、葡萄糖为硝酸氧化、葡萄糖被Fehling或Tollens试剂氧化、葡萄糖

为葡萄糖氧化酶氧化）

血糖［Bloodsugar］的测定Benedict试剂（检糖试剂）醛糖和铜糖都可以

与Benedict试剂反应。Benedict试剂对所有还原糖都有反应，不精确。改用对葡萄糖特异

性的葡萄糖氧化酶、佐以过氧化物酶及无色还原剂染料检测葡萄糖,既特异又准确。

葡萄糖氧化酶专一性氧化D-葡萄糖生成葡萄糖酸，生成的过氧化氢与染料分子（苯甲胺）

作用显色（生成的颜色深浅与被氧化的葡萄糖的量成正比）。

Reductivereaction葡萄糖Cl上的-CHO可被还原为-OH而生成山梨醇［Sorbitol］,山梨醉

聚积在糖尿病患者的晶状体可引起白内障。

甘露糖甘露醉［用于治疗脑水肿引起的渗透性利尿剂］

核糖核醇［VitB2的组成成分］

Esterification单糖分子中的-OH,特别是异头碳上的半缩醛羟基能与磷酸、硫酸、乙酸

酎等脱水生成酯。

成昔Glycosidation单糖环状结构中的半缩醛羟基比其他羟基活泼，可与其他分子的-0H

（或活性H原子）反应，缩去一分子水而成糖甘（又称玳或配糖体）。

由葡萄糖衍生的糖甘叫葡萄糖甘，失水时形成的键叫糖昔键.

昔似醒但不是酸，它比一般的触键易形成，也易水解。

糖竟无变旋现象，无还原糖的反应。

半缩醛羟基和一般羟基I

1、酸催化卜，只有糖的半缩醛羟基能与另一分子醇反应形成酸键但用城廉森反应可使糖

上所有的羟基（包括半缩醛的羟基）形成酸。

最常用的甲基化试剂是：（1）30%NaOH+（CH3）2SO4（2）Ag2O+CH3I

半缩醛羟基和一般羟基II

2、糖昔从结构上看是缩醛，在碱性条件下是稳定的，但可用温和的酸性条件水解，生成糖

和配基。而普通的酸键在温和的酸性条件下是稳定的，只有在强的HX作用下才分解。

3、酶也能促使糖昔水解，而且是立体专一的（例如，从酵母中分离得到的a-D-葡萄糖甘酶

只能水解a-D-毗喃葡萄糖甘，而从杏仁中得到的P-D-葡萄糖昔酶只水解P-D-葡萄糖昔。

豚（Osazone）的形成（苯朋;反应，phentlhydrazinereaction）醛糖的醛基可与苯朋反应生

成苯踪（phenylhydrazone）,过量的苯班可进一步作用生成豚（osazone）,每个臊分子中含

2分子苯胧，第三个苯肿被转化为苯胺和氨。腺的溶解度小，易成结晶，不同糖腺晶体形状

不同、熔点不同，可作为糖的定性鉴定。

一分子含半缩醛羟基的糖和三分子苯除反应，在糖的12位形成二苯腺（称为睬）的反应称

为成豚反应。

生成糖豚的反应是发生在C1和C2上，不涉及其他的碳原子，所以，如果仅在第二碳上构

型不同而其他碳原子构型相同的差向异构体，必然生成同一个豚。例如，D-葡萄糖、D-甘

露糖、D-果糖的C3、C4、C5的构型都相同，因此它们生成同一个糖豚。

成豚反应的应用

1.用以鉴别各种糖，不同的糖豚结晶形状不同，熔点不同，形成的速度也不同。糖豚都是

黄色晶体。

2.用于研究糖的构型，葡萄糖、甘露糖、果糖具有相同的糖豚，这说明这三个糖除第一和

第二个碳原子构型不同外，其它碳原子的构型完全相同。

3.可以将葡萄糖转变成果糖。

糖的递增反应-克里安尼（Kiniani）策化增碳法

糖的递降反应一佛尔递降法（Wohl递减法）

一芦福递降法（氧化脱竣）（Ruff•递降法）

糖酸在类似的条件下也能发生差向异构化

糖的显色反应和定性鉴定

Molish反应一a-蔡酚反应

糖在浓硫酸或浓盐酸的作用下脱水形成糠醛及其衍生物与a-蔡酚作用形成紫红色复合物,

在糖液和浓硫酸的液面间形成紫环，因此又称紫环反应。自由存在和结合存在的糖均呈阳

性反应。此外，各种糠醛衍生物、葡萄糖醛酸以及丙酮、甲酸和乳酸均呈颜色近似的阳性反

应。因此，阴性反应证明没有糖类物质的存在；而阳性反应，则说明有糖存在的可能性，需

要进一步通过其他糖的定性试验才能确定有糖的存在。

慈酮反应糖经浓酸作用后生成的糠醛及其衍生物与慈酮(10-酮-9,10-二氢慈)作用生

成蓝绿色复合物。

酮糖的Seliwanoff反应

是鉴定酮糖的特殊反应。酮糖在酸的作用下较醛糖更易生成羟甲基糠醛。后者与间苯二酚作

用生成鲜红色复合物，反应仅需20-30秒。醛糖在浓度较高时或长时间煮沸，才产生微弱的

阳性反应。

Sediwanoff试剂：0.5g间苯二酚溶于1升盐酸(H2O:HC1=2：1)(V/V)中,临用前配制。

Fehling试验

费林试剂是含有硫酸铜和酒石酸钾钠的氢氧化钠溶液。硫酸铜与碱溶液混合加热，则生成

黑色的氧化铜沉淀。若同时有还原糖存在，则产生黄色或砖红色的氧化亚铜沉淀。

为防止铜离子和碱反应生成氢氧化铜或碱性碳酸铜沉淀，Fehling试剂中加入酒石酸钾

钠，它与Cu2+形成的酒石酸钾钠络合铜离子是可溶性的络离子，该反应是可逆的。平衡后

溶液内保持一定浓度的氢氧化铜。费林试剂是一种弱的氧化剂，它不与酮和芳香醛发生反应。

Benedict试验

Benedict试剂是Fehling试剂的改良。Benedict试剂利用柠檬酸作为Cu2+的络合剂，其碱性

较Fehling试剂弱，灵敏度高，干扰因素少。

Barfoed试验

在酸性溶液中，单糖和还原二糖的还原速度有明显差异。Barfoed试剂为弱酸性，单糖在

Barfoed试剂的作用下能将Cu2+还原成砖红色的氧化亚铜，时间约为3分钟，而还原二糖则

需20分钟左右。所以，该反应可用于区别单糖和还原二糖。当加热时间过长，非还原性二

糖经水解后也能呈现阳性反应。

糖复合物中的单糖主要有：D-葡萄糖、D-半乳糖、D-甘露糖和D-木糖

D-Glc：一般不存在于糖蛋白及蛋白聚糖中，绝大多数糖脂中存在。

甲基糖类，是6-脱氧己糖,亲脂性增强。L-fucose存在于大多糖蛋白的糖链、分子量较大的

糖脂及血型抗原中，不存在于糖胺聚糖中。抗生素中也有存在。

氨基糖类重要的是2-氨基己糖,包括:2-氨基2脱氧-D-葡萄糖［D-glucosamine,GlcN葡萄糖

胺］、2-N-乙酰葡萄糖胺［2-N-acetylglucosamine,GlcNAc］、2-N-乙酰半乳糖胺

［2-N-acetylgalactosamine,GalNAc］存在于几丁质、糖胺聚糖［粘多糖］中。

糖醛酸类，主要四种：D-葡萄糖醛酸、D-甘露糖醛酸、D-半乳糖醛酸及L-艾杜糖醛酸

［L-Iduronicacid］

唾液酸［sialicacid］,代表一类神经氨［糖］酸［Neuraminicacid］,广泛存在于细菌和动物组织中，

糖脂和糖蛋白的组成成分。

单糖的物理性质旋光度，一切糖类都有不对称C,都具旋光性(错了二羟丙酮呢);

甜度，各种糖甜度不一，但都有甜度，程度不同；

溶解度，多羟基增加了单糖的溶解度，热水中更大，不溶于乙酸、丙酮等有机溶剂

寡糖［Oligosaccharides,oligose］由2-10个(或十数个)单糖通过糖昔键连接而成，一般易溶

于水、具甜味，最简单的是二糖。最重要的二糖主要有蔗糖、麦芽糖和乳糖。

麦芽糖(Maltose)又称饴糖，分子式:Cl2H22011.有变旋(存在a、B形式),能还原Tollen'

sandFehling'sreagent,与笨月井成豚CI2H20O9C=NNH(C6H5)2(一个半缩醛羟基)，被溪

水氧化为一元竣酸(一个半缩醛羟基)，稀酸、麦芽糖酶水解产物为D-(+)-G1c,结构为4-0-(a

-D-毗喃葡萄糖基)-D-毗喃葡萄糖［a-1,4］1,

异麦芽糖a-1,6糖背键型

蔗糖(Sucrose)常用食糖，甜度大，易结晶，溶于水，甘蔗、甜菜中丰富。分子式

C12H22O11o不能还原TollensandFehling试剂.不能成豚(无异头物形式)。

不变旋。蔗糖水解反应中伴随有从+到-的旋光符号的变化，这种水解称为(+)蔗糖的转化。

乳糖(Lactose)存在于人乳(5-7%)和牛乳(4%)中，分子式C12H22OI1,还原糖，

能成豚，水解产物是D(+)-Gal和D-葡萄糖臊，有变旋(结构为4Q-(a-D-毗喃半乳糖基)

D-毗喃葡萄糖［-1,4］

乳糖不耐症(Lactoseintolerance),乳糖酶缺乏，乳糖不能进入血液，小肠乳糖升高引起渗

透性腹泻，肠道细菌使乳糖发酵产生大量气体(氢、二氧化碳、甲烷等)。

纤维二糖［Cellobiose］纤维素的结构单位；分子式Cl2H22011,；还原糖；能成豚；有变旋；

水解为2分子6-D-(+)-葡萄糖；可为苦杏仁酶水解(B连接)；结构为4-0-(-叱喃葡

萄糖基)-D-毗喃葡萄糖［B-1,4］,,

海藻糖(Trehalose)

Wiggers(1832)从黑麦的麦角菌中首次提取。许多可食用动植物及微生物体内都广泛存在，

蘑菇类、海藻类、豆类、虾、面包、啤酒及酵母发酵食品中都有较高含量。

两个葡萄糖分子以a,a(1,1)-糖昔键构成非还原性糖，自身性质非常稳定，并对多种生物活

性物质具有神奇的保护作用。“对许多生命体而言，海藻糖的有与无，意味着生命或者死亡”

(Nature,2000专评)。

海藻糖在高温、高寒、高渗透压及干燥失水等恶劣环境条件下在细胞表面能形成独特的保

护膜，有效地保护蛋白质分子不变性失活，从而维持生命体的生命过程和生物特征。

三糖(Trisaccharide)棉子糖［蜜三糖］(raffinose),分子式Cl8H32016

FunctionsofRaffinose：棉籽糖具有保健功能，属于低聚糖，是人体内双岐杆菌和乳杆菌等

有益菌的增殖因子，能显著改善肠道菌群，改善便秘和拉稀患者的便性。

不能还原Fehling试剂,与酸共热水解生成Glc、Fru及Gal,结构为：

a-Gall(1-6)］-a-Glc［、B(l-2)］-B-Fru

a-半乳糖昔酶蔗糖酶

HygienicalFunctionsofRaffinose

棉籽糖具有保健功能，属于低聚糖，是人体内双岐杆菌和乳杆菌等有益菌的增殖因子，能

显著改善肠道菌群，改善便秘和拉稀患者的便性。不为人体吸收，不具吸湿性，加工褐变度

低，热稳定性高，酸性热稳定性也高，无毒安全的棉籽糖是理想的食品原料。促进人体对钙

的吸收，从而增强人体免疫力，对预防疾病和抗衰老有明显效果。此外，还可以用于药品

工业，冷冻精液和活器官移植的稳定剂。

Polysaccharides由许多单糖或单糖衍生物聚合而成，缩合时单糖分子以糖背键相连，一般

无甜味、无还原性、酸或酶的作用下可水解为双糖、寡糖或多糖，重要的有淀粉、糖元、纤

维素、几丁质、粘多糖等。可分为同多糖和杂多糖。功能包括能量作用、结构作用和生物活

性作用。

淀粉Starch广泛存在于植物的种子和根茎中，热水处理25分钟能溶解的部分为直链淀

粉［amylose,solublestarch］,不溶解的部分为支链淀粉［amylopectin］

直链淀粉平均250-300个-D-Glc通过a-1,4糖昔键相连，旋转卷曲成螺旋状，每6个

Glc残基盘旋一圈，遇b（KI%）呈（深）兰色。水解的双糖为麦芽糖，单糖为葡萄糖。

支链淀粉由2000-22000个Glc残基组成，大约每24-30个Glc残基就有一个a-1,6糖昔键

的分支，与KLI2呈紫（红）色。水解时只生成一种双糖-（+）麦芽糖。

淀粉与碘一碘化钾显色

淀粉—►红色糊精f无色糊精一＞麦芽糖一A葡萄糖

［紫红色］［红色］［不显色］［不显色］

直链淀粉遇碘呈蓝色;支链淀粉遇碘呈紫红色;糊精遇碘呈蓝色、紫色、橙色等.近年来用先进

的分析技术（如X射线、红外光谱等）研究碘跟淀粉生成的蓝色物，证明碘和淀粉的显色

除吸附原因外，主要是由于生成包合物的缘故。淀粉遇碘生成的包合物的颜色与淀粉的聚合

度或相对分子质量有关。在一定的聚合度或相对分子质量范围内，随聚合度或相对分子质

量的增加，包合物的颜色的变比由无色、橙色、淡红、紫色到蓝色.

糖元［Glycogen］有动物淀粉之称，细菌细胞中也有存在，动物组织内主要的贮藏多糖。肝

脏、肌肉中含量多，分别称为肝糖元、肌糖元。结构与支链淀粉相似，但分支长度较短，一

般由8-12个Glc残基组成，分支多，分子量高达106-108。与KLI2呈红褐色或棕红色。水

解终产物是葡萄糖。对动物体血糖水平的调节重要。

纤维素［Cellulose］）自然界中分布最广的糖，以纤维二糖［cellobiose］为基本单位缩合而成。

纤维状、僵硬、不溶于水，不分支，约由10000-15000个8-D-Glc残基组成。纤维素的水解

需要高温、高压和酸，人体消化酶不能水解纤维素，食草动物利用肠道寄生菌分泌的纤维素

酶［cellulase］将部分纤维素水解为葡萄糖。

植物每年光合作用能产生出亿万吨纤维素，是纤维素最主要的来源。棉花是自然界中含量

最高的纤维素纤维，其纤维素含量为90~98%。木材是纤维素化学工业的主要原料，木材的

主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。生红维素含纤维素以外的其他糖，它是由两种或

两种以上单糖残基组成的不均一聚糖,大多带有短侧链。构成半纤维素的单糖主要有:D-木

糖、L-阿拉伯糖、D-半乳糖、D-甘露糖、D-葡萄糖和4-0-甲基-D-葡萄糖醛酸等。木质素是

由苯丙烷结构单元组成的具有复杂三维空间结构的非晶高分子。

木质素（lignin）是一种复杂的、非结晶性的、三维网状酚类高分子聚合物，广泛存在于高

等植物细胞中。木质一素与纤维素一生红维翥笠二起构成超分壬体系，木质素作为纤维素的粘

合剂，以增强植物体的机械强度，是仅次于纤维素的第二大可再生资源，全球每年可产生约

6X10141»

几丁质［壳多糖］［Chitin］

存在于节肢动物昆虫、甲壳类动物（虾、蟹）外骨骼及真菌细胞壁，地球上丰度仅次于纤维

素的第二大类糖（错了，木质素呢？）0由N-乙酰-D-葡萄糖胺以B（lf4）糖昔键缩合而成,

分子线状不分支。几丁质系列开发在保健及医疗上的应用。

BiologicalFunctionofChitin

I.强化免疫；2.排除毒素；3.降血糖，降血脂，降血压；4.强化肝脏机能；5.活化

细胞，抑制老化；6.调节自律神经。

机能保健食品，包括无毒性的抗癌效果、改善消化吸收的机能、减少脂肪及胆固醇的摄取、降低高血压、

强化免疫力等。动物试验证明口服几丁质可以使血液中胆固醇的量降低，其原因是几丁质能与食物中的脂

肪类物质结合，阻止脂肪在肠胃中的消化吸收，因此可做为减肥保健食品。医药用品，手术缝合线、止血

和伤口被覆材料、药物运送的载体、隐形眼镜、血液透析膜、抑制胃酸及肿瘤细胞的作用。食品加工，无

毒、无味、可生物降解等。作为凝结剂、食品填充剂、增稠剂、稳定剂、脱色剂、香味增浓剂等。化妆品，

良好的保湿性、增粘性、成膜性，分散性、防静电、减少摩擦等特性，所以在化妆品工业中大量用于发型

定型剂、护发剂、护肤剂、润湿剂、香皂等。纺织，使纺织品具有抗菌及防臭的特性。环保。农业，生

物农药。化学工业。

葡萄糖胺（Glucosamine）

工业上，将甲壳类动物的甲壳质用盐酸水解制得。动物体内以糖蛋白分布在软骨或结缔组

织中，代表性的物质是蛋白聚糖,与胶原纤维、水分等组合起来，使各器官具有相应的强

度、柔性、弹性。葡萄糖胺不是动物所必须的营养元素。

几丁聚糖的降解物质N一乙酰葡萄糖胺和聚葡萄糖胺能刺激迷走神经,通过副交感神经的

兴奋，使毛细血管扩张，对颈椎病和腰酸背痛有改善和治疗的作用。

香菇多糖、茯苓多糖和昆布素均为8-1,3葡聚糖。香菇多糖存在于香菇中，对动物肉瘤

180等有明显的抑制作用；茯苓多糖是茯苓中的多糖，也被用于抗肿瘤治疗；昆布素是昆布

中的葡聚糖，用于治疗动脉粥样硬化。

香菇多糖[Lentinan]

直接从香菇子实体中提取，具抗病毒、抗肿瘤、调节免疫功能和刺激干扰素形成等功能，

已被医学生物界所肯定，广泛应用于药品和保健食品中，以它制成的香菇多糖针剂，配合放

化疗使用，用于肿瘤患者疗效显著。

典型的T细胞激活剂，在体内和体外均能促进特异性细胞毒性T淋坦细胞（CTLZ的产生，

并提高其杀伤活性，还能提高辅助性T细胞的功能，提高抗体依赖的细胞毒性细胞活函

茯苓多糖[Pachyman]

茯苓多糖的作用早已阐述，修饰的竣甲基茯苓多糖及三菇类化合物是高级保健营养补给剂,

具有增强生理活性、刺激人体免疫系统功能恢复、诱生和促诱生干扰素和白细胞调节素；

间接抗疱毒，…抗肿瘤；减轻放射与化疗的副作用；且具保肝「延缓衰老二安被健乳..美容养

颜的作用。

灵芝多糖GanodermalucidumPolysaccharide

灵芝活性成分的种类很多，有葡聚糖、杂聚糖、半乳糖、甘露糖、甘露岩藻半乳聚糖、阿

拉伯糖、阿拉伯木质葡聚糖等。多糖的含量因灵芝品种、提取方法和多糖的纯度等不同而有

较大的差异。灵芝多糖的主链越长，侧链变异频率越高，分子量越大，生物学活性越高。灵

芝多糖的主要生物活性为：（1）调节免疫功能；（2）抑制小鼠体内移植性S180实体瘤的生长;

（3）刺激胰岛素分泌，促进葡萄糖在外周组织的利用，降低血糖；（4）促进核酸、蛋白质合

成；（5）消炎；（6）对Co60y射线辐射所致小鼠骨髓微核效应有防护作用。

右旋糖酊Dextran,glucosan,glucan,macrose利用微生物（蔗糖经肠磺状明珠菌发酵）

制造的高分子葡萄糖聚合物，由多个Glc分子通过-1,6、-1,4、-1,3糖昔键组合

的多糖。

分子量平均在75000左右的为高分子右旋糖酊，是一种血浆代用品，用于提高血浆胶体

渗透压，能将组织的水分吸到血中，维持血容量，临床用于出血性休克和创伤性休克。分

子量在20000-40000的为低分子量右旋糖酎，主要用于降低血液粘滞度，防止血栓形成，并

有助改善微循环，兼有利尿作用。

右旋糖酎及用途《中国药典》2000年版收藏了三个品种，即右旋糖酊70惯称中分子

（64000-76000）,右旋糖肝40惯称低分子（32000-42000）,右旋糖酊20惯称小分子

（16000-24000）»右旋糖酎70能提高血浆胶体渗透压，静注后具有扩张血容量作用；40及

20可引起红细胞解聚，降低血液粘度，改善微循环和组织。

用途：

1、配制大容量右旋糖酊注射液；

2、制备右旋糖酎铁的主要中间体；

3、药用辅料，目前正用于干扰素等品种。

杂多糖［Heteropolysaccharides］

不止一种单糖或单糖衍生物组成，其他名称包括糖胺聚［多］糖［glycosaminoglycans］、粘多

糖［mucopolysaccharides］、酸性糖胺聚糖及氨基多糖［polyaminoglucose］等。

山氨基己糖与己糖醛酸以及硫酸等脱水缩合而成，溶液粘性较大，分子中的竣基及硫酸

等阴离子通过静电作用与蛋白质等大分子结合。分布很广，大多以蛋白多糖［proteoglycan］

存在，并进一步与胶元蛋白结合构成结缔组织基质的重要成分，如透明质酸、硫酸软骨素、

硫酸皮肤素等。

粘多糖

粘多糖类是一类胞外生物高分子，是动物体内蛋白多糖分子中的糖链部分，众多的糖链通过

共价键与核心蛋白相连。

近年来由于膜的化学功能，免疫物质的化学研究与发展以及新药资源寻找与开发等，发现糖

类具有多种多样的功能，在生命现象中参与了细胞的各种活动。关于动物粘多糖在生物学、

医学范围内的研究正在不断深入展开。已经证实，此类成分具有多种药理活性，包括抗凝血、

降血脂、抗病毒、抗肿瘤及抗辐射等作用，已引起人们的广泛重视。已知粘多糖是动物药

的常见活性成分，如在皮（阿胶、海参、蝉蜕、蛇蜕等）、角（羚羊角、犀角、鹿茸等）、贝

壳（石决明、牡蛎、皱红螺等）、鳞甲（穿山甲、龟板、鳖甲、玳瑁等）、粘液（蜗牛、泥纵

等）及骨（虎骨、狗骨等）类药材中均含有。

透明质酸［Hyaluronicacid,hyaluronan］

高等动物组织中发现，细菌中也有存在，主要存在于结缔组织如眼球玻璃体、鸡冠、脐带、

软骨等组织。主要功能是在组织中吸着水，有润滑剂作用，对组织起保护作用。

结构遢血里的二种一有重复的二糖结构里位，D-GlcUA与GlcNAc以6-1，3糖昔键相连，

二糖单位间以B-1,4连接，分子链状、无分支，分子量很大，在100-1000万之间，分子中

不含硫酸取代基，生理pH下为多聚阴离子。

高吸水特性

透明质酸大量存在于人体的结缔组织及真皮层中，1g可以吸收500mL的水分，相当于500

倍吸水能力（胶原蛋白只有30倍吸水能力）。

年轻的肌肤富含透明质酸，柔软又有弹性。25岁后开始流失，30岁时只剩下幼年期的

65%、60岁时只剩下25%。透明质酸会随着年龄的增长而流失，造成肌肤水分散失，失去

弹性与光泽，长久下来肌肤便出现皱纹的老化现象。

透明质酸（HA）又名玻璃酸.是一种大分子酸性粘多糖，广泛存在于生物体的结缔组

织中，由Meyer和Palmer于1934年首先从牛眼玻璃体中分离出来。20世纪60-70年代，

Balazs首先将HA用于眼科手术并获得理想的疗效后，其应用研究得到迅速的发展。20世

纪80年代中期，HA被应用于化妆品，1987年又作为关节炎治疗药上市。近年来作为药物

载体和组织工程材料而广泛应用。随着其在化妆品和医药方面应用研究的不断开发，HAM

将作为一种新的重要生化药物，日益受到国内外的高度重视。

透明质酸的生理功能

透明质酸在体内发挥保水、渗透压调节、维持组织形态、润滑、扩散屏障和缓冲应力等机

械功能和重要的生理功能.首先发挥物理和分子信息的过滤器作用；其次大分子量透明质酸

对细胞移动、增殖、分化及吞噬功能有抑制作用，小分子量透明质酸则有促进作用。迄今

为止，尚未发现透明质酸合成缺陷病例，有人说，没有透明质酸人类就不能存活。

透明质酸的开发应用一食用

人体中的透明质酸含量约为15g,在人体的生理活动中发挥着重要作用。皮肤中的透明质酸

含量减少，皮肤的保水功能减弱，显得粗糙并产生皱纹；其它组织和器官中的透明质酸减少，

可导致关节炎、动脉硬化、脉搏紊乱和脑萎缩等。人体中透明质酸的减少会产生早老症。

硫酸软骨素[Chondroitinsulfate]

软骨的主要成分，广泛存在于结缔组织、筋腱、皮肤等。分子量一般低于10万(约250个

重复二糖)，个别可超过30万，有4-硫酸软骨素(硫酸软骨素A)和6-硫酸软骨素(硫酸

软骨素C)两种，二糖单位为D-GlcUA与GalNAc以第二.相连，糖链生成后由专一性酶

在4位或6位进行硫酸化。

硫酸软骨素的主要作用I

调整身体的功能-、供给营养成分的水路-微量营养素的保持-、参与制造骨骼-、伤口提早痊

愈-，促进肉芽形成，也有利用动物的粘多糖防止手术后的粘合。保持关节的滑顺作用-

净化血液与阻止凝固-对眼睛组织的作用-软骨素硫酸保持角膜的透明性，防止角膜膨胀化。

防止细菌感染-

硫酸软骨素的应用

形态维持、抵御病菌和毒素，以及皮肤创伤愈合有关。

作为保健食品或保健药品长期应用于防治冠心病、心绞痛、心肌梗塞、冠状动脉机能不全、

心肌缺血等疾病，无明显的毒副作用，能显著降低冠心病患者的发病率和死亡率。

此外，硫酸软骨素还应用于滴眼剂、化妆品以及外伤伤口的愈合剂等。

近年来报道，用鲨鱼软骨制取的鲨鱼软骨素有抗肿瘤的作用。

硫酸皮肤素[Dermatansulfate]

又称硫酸软骨素B,最初从猪皮中分离，存在于许多动物组织，如猪肠胃粘膜、脐带、肌腱

等。二糖单位为L-IduUA与GalNAc以a-1,3相连。

肝素[Heparin]

最早由肝脏和心脏中分离到，以肝脏中丰富，广泛存在于哺乳动物组织和体液中，猪肠粘膜

是较好的材料来源。结构复杂，由D-GlcN与L-IduUA或D-GlcUA组成二糖单位，同时

C2上的-NH2和C6上的-OH可分别被硫酸酯化。常用作抗凝剂，防止血栓形成，输血时添

加肝素作抗凝剂。

结合糖[Glycoconjugates]

糖与非糖物质如脂类或蛋白共价结合，形成糖复合物或复合多糖，包括：糖脂(Glycolipids)、

糖蛋白(Glycoproteins)蛋白多糖(proteoglycans)等糖复合物。

糖脂[Glycolipids]

糖脂和脂多糖是细胞膜上的组分，寡糖是亲水的头部基团，作为糖蛋白的特异识别位点。

神经节昔脂是真核细胞的膜脂，糖的部分在膜外，脂的部分参与膜的组成。

在细胞表面与细胞的各种识别事件相关，如鞘糖脂决定人类血型A、B、Oo

月旨多糖[Lipopolysaccharides,LPS]

脂多糖是革兰氏阴性菌外膜显著的表面特征，是脊椎动物免疫体系针对细菌感染产生抗体

的主要靶位，决定了细菌株系的血清型。

种类多，革兰氏阴性菌细胞壁含有十分复杂的脂多糖，其分子结构一般包括三部分：

外层专一性寡糖链一中心多糖链一脂质部分

一些细菌的脂多糖（Kdo:酮脱氧辛酸、Hep:甘油-D-甘露庚糖、AbeOAc:乙酰阿比可糖）对

人和其他动物有毒,

糖蛋白（Glycoproteins）

自然界中分布最广的一类复合糖，几乎所有的细胞都能合成糖蛋白，由短链寡糖与蛋白质共

价连成，连接通过2种不同类型的糖音键，一种是糖链上的半缩醛羟基与肽链上的Thr、

Ser、HyPro、HyLys的-OH形成O-糖昔键；另一种是半缩醛羟基与肽链上的Asn的-酰胺

氮形成N-糖苜键。

糖蛋白的寡糖具有生物学功能。

糖蛋白的糖链

糖蛋白上共价连接的糖链通常是寡糖，分子量较小，一般占糖蛋白重量的1-70%,但永远

也不会达到蛋白多糖中的99%。有些糖蛋白只有一个或少数几个糖基，另一些可能有无数

的寡糖侧链，可以是线状的，也可以是分支的。研究的最多的是红细胞膜上的糖蛋白一血型

糖蛋白，16个寡糖链（总约60-70%为单糖基）占分子的60%重量。其中的15个寡糖链是

0-连接到Ser或Thr残基的-OH,•—个是N连接到Asn残基上。

蛋白聚糖[Proteoglycans]

蛋白质与糖胺聚糖以共价键连成大分子复合物，糖胺聚糖链连在核心蛋白上，是具有多聚阴

离子的杂多糖，由氨基己糖和己糖醛酸交替排列成线性顺序，不同部位还有硫酸取代基。有

三种不同的糖肽键连接，D-Xyl与Ser的-OH形成O-糖肽键、GlcNAc与Asn形成N-糖肽

键、GalNAc与Thr或Ser的-0H形成O-糖肽键”

N-linkedOligosaccharide

AllN-linkedoligosaccharideshaveacommonpentasaccharidecore

N-连接的糖肽键的要求Anasparaginecanonlyacceptoligosaccharideifilispartofspecific

sequenceAsn-X-SerAsn-X-Thr

O-连接的糖昔键

Glycosylation

GlycosylationtakesplaceinERandGolgicomplex,

N-linkedglycosylationbeginsinERandcontinuesinGolgi,

O-linkedglycosylationonlyoccursintheGolgi.

凝集素（Lectins）

Proteinsthatbindspecificcarbohydratestructures,Ubiquitous-foundinanimals&plants,

Facilitatecell-cellcontacts,Bindingsitesoflectinsonsurfaceofonecellinteractwitharraysof

carbohydratesonsurfaceofanothercello

粘多糖（沉积）疾病

粘多糖病（mucopolysacharidosis）是蛋白多糖（粘蛋白，PG）降解障碍，引起不同的酸性

粘多糖在体内堆积所产生的各种病理改变。

粘多糖病是细胞溶酶体酸性水解酶先天性缺陷所致，使之不能完全降解，其产物在体内堆

积所致。表现为严重的骨骼畸型、肿脾肿大，智力障碍以及其它畸形。由于各种成分在体

内分布的不同，以及不同酶的缺乏，粘多糖病在临床上表现亦各异。按其代谢产物和临床表

现共分为8型，有的还有数种亚型。

多糖的研发热

中药多糖研究非常热门，报道有100多种具免疫调节、抗肿瘤、抗病毒、抗感染、降血糖、降血脂等生理

活性的中药多糖，被用于肿瘤、肝炎、心血管等疾病的辅助治疗和康复.多糖最重要的药理作用是免疫促

进作用，功能确切的多糖的原生药大多属于补益类中药，如银耳和枸杞子均是滋阴中药；淫羊霍和肉灰蓉

多糖的原生药淫羊霍与肉欣蓉是最常用的壮阳药；人参和黄黄多糖的原生药人参与黄茂是知名的补气中药；

当归及阿胶多糖的原生药当归与阿胶是最具传统的补血中药等等。功效都与免疫功能有关。

多糖的调节免疫功能活性

多糖广泛存在于细胞膜及细胞壁。己从自然界提取到了好几百种多糖。多糖最重要的生物活性-免疫调节

功能，特点是广谱免疫诱导性.细胞脂多糖是B淋巴细胞增殖的专一刺激剂，对T细胞无作用；通过补体

刺激巨噬细胞的作用；对细胞因子作用，香菇多糖在体内和体外都能增加腹腔巨噬细胞产生IL-L可能是

香菇多糖直接作用或通过IL-3间接作用机理来实现的。香菇多糖对其它免疫功能的调节作用与它促进IL-1

的合成和分泌有密切的关系。

多糖的抗肿瘤活性

从细菌、真菌、醉母、地衣和高等植物中提取的多糖有抗肿瘤活性。香菇多糖，裂粥多糖，茯苓多糖和云

芝糖肽等已进入临床应用。某些多糖还能对抗化学物质的致癌作用。多糖作为抗癌剂的最大优点是毒副作

用少，与化疗联合应用有协同作用，还可对抗化疗药的骨髓抑制等不良反应。有人认为多糖应用于肿瘤治

疗将是一个新的迷人的领域。实验证明大多数多糖的抗肿瘤作用机理不是通过直接的杀细胞或抑细胞作用，

而是通过增强宿主的免疫防御系统来发挥作用。

多糖的抗感染活性

一些多糖通过增强宿主免疫机制抵抗细菌、病毒和寄生虫的侵袭,香菇多糖可用于治疗结核杆菌感染、对

泡状口角炎病毒感染引起的小鼠脑炎有显著治疗和预防作用、对阿伯尔氏病毒和十二型腺病毒感染也有效，

其抗病毒作用与它诱生干扰素（IFN）和提高NK细胞活性有关、在小鼠实验性寄生虫模型中，香菇多糖

通过促进宿主形成肉芽肿杀伤曼森氏线虫卵。

多糖的抗凝血活性自1916年从肝脏提得肝素并用作抗凝血剂以来，又发现了藻酸（alginicacid）、昆布

多糖等有抗凝血作用。肝素是一种应用已久的天然抗凝血剂，通过抑制凝血酶原转变为凝血酶起作用。昆

布多糖从褐藻掌状昆布（laminariadigtata）提得，该多糖的磺酸化衍生物有肝素样作用。藻酸是由1,4-聚--D-

甘露糖醛酸和L-古洛糖组成的线状聚合物，有强的类肝素的抗凝作用。

多糖的降血糖活性甘蔗茎中的多糖（A-F汁液）［非蔗糖部分）能降低小鼠血糖水平。人参多糖对正常及

四氧喀咤糖尿病小鼠均有显著的降血糖作用，由-1,6连接的D-毗喃葡萄糖单位（C3位置上有一个-D-

毗喃葡萄糖分支）的多糖有显著的降血糖作用。通过促进糖分解代谢酶活性和糖元合成酶活性起作用。

多糖的降血脂活性类肝素能促进脂蛋白脂肪酶的释放,使血液中的脂质分解成小分子，对因血脂过多引

起的血清混浊有澄清作用，也能明显降低血胆固醇；硫酸软骨素A能增强脂蛋白脂肪酶的活性,使乳麋微

粒中甘油三酯分解，从而使血清澄清；果胶是由D-半乳糖醛酸以糖苜键连接而成，可使血胆固醇降低；茶

叶多糖增强卵磷脂胆固醇酰基转移酶活性，有利于胆固醇的清除；波叶大黄多糖可抑制胰脂肪酶,从而降

低脂类物质的消化吸收，促进核酸与蛋白质的生物合成。

糖生物学Glycobiology生命科学的新前沿

糖化学与糖生物学的交叉学科，主要研究包拈糖链的结构和功能两个方面的内容，包括糖化学、糖链生物

合成、糖链在复杂生物系统中的功能和糖链操作技术

糖链在细胞内可修饰及调控蛋白质、脂类的结构与功能，在细胞外环境参与免疫应答、感染和癌症等

过程中的细胞识别，但对其作用机制还不完全清楚。近10年来，随着分析技术的进步和分子生物学的发展，

糖的研究也取得了巨大进展，糖生物学研究正成为生命科学研究中又一新的前沿和热点。

糖链结构的复杂性

糖链的结构具有惊人的多样性、复杂性和微观不均一性,其一级结构的内容不仅包括各糖基的排列顺序，

还包括各糖基的环化形式、各糖基本身异头物的构型、各糖其间的连接方式以及分支结构的位点和分支糖

链的结构。6种单糖形成带分支的六糖有1012种异构体。糖链结构的复杂性给糖链的研究带来了很大的困

难，同时也使它能携带巨大的生物信息.糖链的种间特异性、组织特异性及发育特异性都很强，且都来源

于糖基转移酶在不同时间和不同空间的表达。糖基转移酶的研究已成为了当前糖生物学的研究重点。

糖链功能的多样性

糖链的功能呈现复杂的多样性，如从空间上调节糖复合物的整体结构,保护多肽链不被蛋白酶水解，防止与抗

体识别等。近年来的研究表明:糖链作为信息分子涉及多细胞生命的全部空间和时间过程,如精卵识别、组织

器官形态形成、老化、癌变等，在血液和淋巴循环中，起着动态的更为灵敏的信号识别和调控作用，涉及到多

种严重疾病的发生过程，如炎症和自身免疫病等。

糖链生物学作用的规则

1）很难预知某一特定糖链的功能和对生物体的重要性;2）同一寡糖序列在生物体的不同部位和不同的个体发

育阶段有不同的功能;3）较为专一的生物作用通常是通过不寻常的序列或常见序列的不寻常表达或修饰来

介导的，而这些特殊的糖链也常是毒素和病原体的识别目标。

糖链的共同特点是介导专一的“识别”和“调控”生物学的过程，因此对糖链的生物学作用也只能逐个地

分别研究。

糖复合物中的糖链

糖生物学研究得最多的仍然是糖蛋白O糖蛋白中.糖链对蛋白质的功能起修饰作用，它通过影响蛋白质的整体

构象从而影响由构象决定的所有功能，如蛋白质的正确折叠、细胞内定位、抗原性、细胞-细胞粘附和结合

病原体等。在糖脂中人们已经证明了血型的决定物质是糖链，在神经组织及脑中更是存在大量的糖脂，但它们

的生理意义至今仍了解得不多。蛋白聚糖主要有维持或抑制细胞生长以及在正常发育和病理条件下结合、

贮存及向靶细胞释放生长因子和参与信号转导等作用.细胞表面糖复合物上的糖链是信息功能的承担者,

承担着细胞-细胞和细胞-胞外基质的相互作用。

糖生物学研究的特点

糖链与蛋白质和核酸在结构和功能方面有很多不同之处，如糖链的结构远比核酸和蛋白质要复杂，由3个

核甘酸或3个氨基酸组成的直链分子有6种可能的序列，而由3个己糖所构成的三聚糖的可能序列可达

1056-2764种：目糖链的合成并不是有模板的复制，而是通过糖基转移酶和糖昔酶在内质网和高尔基体内

合成的，除受酶基因表达的调控外，还受酶活性的影响,即便在同种分子的同•糖基化位点上，糖链的结

构也有差异，有微不均一性。很难得到结构均一的糖链，糖链结构测定和化学合成也远比核酸和蛋白质要

困难，极大地限制了对其功能研究。糖链功能和调控的复杂性也制约了研究的速度。

糖类和血型

血型在输血、组织和器官的移植以及法医鉴定中非常重要。人类的主要血型是ABO型，1900年由Landsteiner

发现的，对一战期间伤员的抢救作出了重大贡献，并因此获得1930年诺贝尔生理和医学奖。经过许多免疫

学家包括Landsteiner和Watkins等半个多世纪的研究，1960年Witkins确定了ABO（H）的抗原决定簇是糖

类，并测定了有关糖类的结构。

糖链与细胞表面的特征

细胞外表面覆盖着一层糖链-糖被，糖蛋白上多分支的N-糖链(分支数可为2-5)象粗大的树枝，O-糖链象细

小的树枝;膜糖蛋白的胞外肽链如树干,穿越质膜的肽段和胞内肽段则是树根;糖脂的脂质插入脂双层的

外层，其糖链犹如小草。在细胞表面还包裹着一层作为细胞间质组分的蛋白聚糖，一些蛋白聚糖也能整合

到质膜中，统称为糖复合物.它们宛如天线，在细胞间传递信息，参与细胞间的粘附，或作为细菌、病毒

等病原体的受体，或是作为激素等信息分子的受体起着积极的生物学作用。

糖链与疾病

糖复合物表面糖链结构的改变与很多疾病的发生相伴随。糖链作为自身抗原的疾病有：自身免疫性甲状腺

炎、红斑狼疮等,有人认为糖尿病也与此有关。

IgG糖链-类风湿病，IgG的糖含量3%,糖链的功能却鲜为人知。Deisenhofer(1981)通过X-射线晶

体衍射分析确定，其糖基化位点以及糖链的结构是二天线的复杂型N-糖链,木幡阳(1985)发现类风湿病

人IgG糖链中的Gal低于正常人，提出了“糖病理学”的学科新分支［糖链失常与疾病关系］。他和Dwek

合作确证，这种缺乏Gal的IgG发生了构象变化，被自身作为异物而产生了相应抗体，在血管和关节等部

位出现了免疫复合物的沉积，从而引发类风湿疾病的发生。

糖链和生命现象

Feizi等(1985)提出了“糖分化抗原”的概念，发育过程中细胞糖蛋白和糖脂所携带的糖类抗原的改变是

通过有序逐个增加或减少糖残基完成的。人类大约有40-50亿个细胞，组成了许多细胞集团，每个集团的

细胞之间以不同的方式相互粘附，细胞和基质之间也存在着相互识别和相互作用，集团之间乂相互识别、

相互作用和相互制约，调节和控制着高等生物沿着固有的空间轴和时间轴井然有序地发展.在如此复杂的

发展过程中所需的极其巨大的“生物信息J只能由所含信息量比核酸和蛋白质大几个数量级的糖链分子来

承担。导致了“糖生物学”的诞生。

糖生物学的崛起

糖生物学(glycobiology)在1988年被正式提出，牛津大学Dwek教授在当年的《AnnualReviewof

Biochemistry))中撰写了以“糖生物学”为题的综述，标志了糖生物学这一新的分支学科的诞生。同一年牛

津大学研制成功了N-糖链的结构分析仪，并实现了产品的商品化。

糖生物学-生命科学的前沿

三家实验室(1990)几乎同时发现血管内皮细胞-白血球粘附分子l(ELAM-l),后改名为E-选凝素(E-selectin),

能识别白血球表面的四糖Sia-LeX,当组织受到损伤时，白血球和内皮细胞粘附，沿壁滚动而穿过血管壁，

进入受损组织杀灭入侵的异物。后来又发现了P-选凝素和L-选凝素，首次阐明了炎症过程有糖类参与。在

肺癌和大肠癌细胞的表面也发现了Sia-LeX,癌细胞可能借助类似的机制穿过血管而导致肿瘤的转移。掀起

了开发和生产抗炎和抗肿瘤药物的热潮。以糖命名的药厂应运而生，美国Scripps研究所的王启辉首先应用

3种不同的糖基转移酶，酶促合成了Sia-LeX»

糖类与遗传学

糖类是遗传学上非常重要的物质之一，过去人们并没有给予足够的评价，如DNA与RNA的区别既不在碱

基、也不在磷酸，唯一的差别在核糖(RNA)和脱氧核糖(DNA)上，核糖的2位羟基对于RNA来说，

不仅是折叠成固有三维结构的关键因素，也是RNA具有催化作用的重要组成部分。

核糖2位羟基是DNA和RNA在遗传学上的本质差别，由此可见糖类在遗传学上扮演着核心和关键

角色“根据糖类在生命过程中所扮演的重要角色，糖类应该有自己的遗传密码“

糖类遗传密码

生命信息的准确传递是维持正常生命过程的基础，三维结构的准确遗传、正常代谢和准确表达则是信息准

确传递的物质结构基础。作为“天才绝妙信息箱”的糖类，其物质结构基础是如何由双亲传给子代的？在

后天的细胞新陈代谢中这种结构基础又是如何正常代谢和准确表达的？这个问题的答案就是糖类遗传密码

（糖码）。与蛋白质遗传密码类似，生物体内也可能存在糖类遗传密码。虽然当代大多数科学家都认为是糖

基化酶编码了糖类，但也有一些人注意到了糖类本身的编码功能、对基因的反调控作用、糖类一维结构的

多样性和三维结构的有限性等现象。

糖类遗传密码是什么？

生命进化过程：低等植物高等植物（糖类为主体），低等动物高等动物（蛋白质为主体）。糖类与蛋

白质一样可能也有自己的遗传密码，二者可能有一定的内在联系，也必定存在明显差别.糖类遗传密码可

能与糖类本身有密切关系（包括糖黄、糖昔衍生物）。也许先有糖类遗传，然后才有蛋白质遗传。糖类是自

然界最容易生成的有机分子，CO2+H2O在大海的盐场催化下，阳光为能源，可以形成甲醛，这是第一个

最简单的最小的碳水化合物。从第一个简单的有机分子到复杂、高级的生命有机分子，必然存在一条通路。

糖类遗传密码与II型糖尿病

II型糖尿病的主要病因可能是糖类遗传密码出了毛病？从糖类遗传密码假说角度研究n型糖尿病，有可

能获得新结构类型的治疗药物,n型糖尿病的病因学研究可能有利于糖类遗传密码的破译，对出毛病的糖

类遗传密码进行部分修复或弥补其不足，需耍对血糖具有双向调节功能的药物，而不是现在临床上所采用

的单纯降低血糖药物。膳食不平衡、营养不良、营养过剩，时间长了会损伤调控糖类吸收和代谢的遗传系

统，可能是发生n型糖尿病的原因。

糖类遗传密码与其他疾病的关系

许多疾病的发生和治疗都与糖类密切相关，如细菌和病毒的抗原部分早已为人们所认识，疫苗的应用实际

上是糖类的贡献。从糖码假说角度分析，癌症和病毒都可能是由于糖码畸变造成的恶果。艾滋病毒潜入人

体细胞后，不能被防御体系识别，原因可能在其糖类部分。忽视糖类作用所得到的某些抗HIV制剂治标不

治本.中医对糖类药物非常重视，扶正固本的药物被列为上品，如人参、黄黄、灵芝、茯苓、地黄、枸杞

子等等，其中的活性成分大多数是皂贰、多糖或寡糖类，其实皂贰也是糖类衍生物。

期待发现更多糖类受体和糖类酶

韩国科学家发现，合成的糖类聚合物具有催化RNA和DNA的水解作用，四个聚合物含有吠喃核糖，一个

聚合物含毗喃糖，既能催化对硝基苯基磷酸乙酯的水解，也能催化含有30个碱基的单股DNA水解。-

般情况只有核酸水解酶才能水解DNA,该发现的新颖性得到国际同行的高度重视和评价。英国生物化学家

MJ.Gait评价说：很显然，糖类聚合物有效地水解磷酸二酯键是史无前例的发现.虽然国际同行们高度评

价了Han课题组的新发现，但是都没有涉及到是否存在天然的含有糖类的受体或含有糖类的酶糖类聚合

物单体能够水解RNA和DNA的发现，是对糖码存在可能性的间接支持，它对生命科学理论的影响将远远

超过它本身的实用价值。

糖类的遗传与变异

遗传和变异是生命过程不可缺少的两个重要方面，二者都有两重性。遗传保持了种、属的相对稳定性，但

不能产生新种，难以适应变化大的环境，不变异就会退化或在环境大变化中消亡。变异既可以发展优势、

产生新种、适应不断变化的环境，也可能畸变到病态，使个体消亡。

糖类具有结构多样性和易于异构化，其保守性不及核酸和蛋白质，变异性可能会超过核酸和蛋白质。

糖原生物学

由于缺乏研究的有效工具以及糖分子本身的复杂性，糖生物学或糖原生物学落后于基因和蛋白质的研究。

DNA和蛋白质是直线序列，糖有分叉序列：DNA仅有4种基本单元，蛋白质有20种，而糖有30种以上。

麻省理工学院的萨西赛克哈兰说：“目前我们尚未破译其密码，我们仅处于揭示糖奥秘的初始阶段”。他的

实验室近年才开发出第一个糖排序方法。同校的化学家西伯格也演示了第一个自动化的“糖合成仪”。

了解糖的功能对医学的影响可能远超过改进药的剂量及战胜癌症。研究人员正研究糖是如何影响帕金森

氏病、早老性痴呆症和象爱滋病那样的传染病的发展。

糖原组学将成为生物学研究热点

在基因组学(Genomics)和蛋白质组学(Proteomics湘继成为生物学的重点研究领域后，糖原组学(Glycomics)

有望取得突破性进展。

糖原组学是研究糖和碳水化合物的，糖结构的微小差异可能对生物学功能有重大影响.糖涉及到从胚胎发

育到免疫系统控制的每一件事情，在所有器官中，糖无所不在。对糖生物学的深入研究可能会产生新药，

或改进现有药物的疗效。例如，加有适量糖的、基于蛋白质的药物，可能产生更有效的治疗，以及减少所

需药物剂量。

糖工程学

随着“糖生物学”基础研究的发展，用于糖生物学研究的方法和基本技术、以及将基础研究所获得的成果

进一步转化为生产技术等方面的研究也倍受重视，“糖工程学”的兴起也是极为自然的了。

各政府对糖生物学研究的支持I

1989年日本创刊了《糖科学与糖工程动态》，1991年由科技厅、厚生省、农林水产省和通商产业省联合实

施“糖工程前沿计划”，总投资百亿日元，计划包括：糖工程、糖生物学、糖分子生物学、糖细胞生物学。

编辑出版了专著《糖工程学》。

美能源部1986年资助佐治亚大学创建了复合糖类研究中心，建立复合糖类数据库，1990年底已收集了6000

个糖结构数据，1992年增加到9200个，1992年底有关的记录增加到22000份，1996年增加到42000份。

欧盟1994-1998年的研究计划中有一项“欧洲糖类研究开发网络”计划，强化欧洲在糖类基础研究以及将

研究成果转化为商品方面与美国、日本的竞争能力。

糖类作为信息分子在受精、发生、发育、分化、神经系统和免疫系统衡态的维持等方面起着重要作用；炎

症和自身免疫疾病、老化、癌细胞的异常增殖和转移、病原体感染、植物和病原体相互作用、植物与根瘤

菌共生等生理和病理过