高级生物化学第1章-糖类化合物

第1章糖类和糖类化合物第一部分糖类化合物第一部分糖类化合物是非题1．D-葡萄糖的对映体为L-葡萄糖，后者存在于自然界。2．人体不仅能利用D—葡萄糖而且能利用L-葡萄糖。3．同一种单糖的α-型和β-型是对映体。4．糖的变旋现象是由于糖在溶液中起了化学作用。5．糖的变旋现象是指糖溶液放置后，旋光方向从右旋变成

左旋或从左旋变成右旋。6．由于酮类无还原性，所以酮糖亦无还原性。7．果糖是左旋的，因此它属于L-构型。8．D-葡萄糖，D-甘露糖和D-果糖生成同一种糖脎。9．葡萄糖分子中有醛基，它和一般的醛类一样，能和希夫

(Schiff)试剂反应10．糖原、淀粉和纤维素分子中都有一个还原端，所以它

们都有还原性。第一部分糖类化合物是非题11．糖链的合成无模板，糖基的顺序由基因编码的转移酶决定。12．从热力学上讲，葡萄糖的船式构象比椅式构象更稳定。13．肽聚糖分子中不仅有L-型氨基酸，而且还有D-型氨基酸。

14．一切有旋光性的糖都有变旋现象。15．醛式葡萄糖变成环状后无还原性。16．多糖是相对分子质量不均一的生物高分子。

17．α-淀粉酶和β-淀粉酶的区别在于α-淀粉酶水解α-1,4

糖苷键，β-淀粉酶水解β-1,4糖苷键，。18．α-D-葡萄糖和α-D-半乳糖结构很相似，它们是差向异构

体。

19．D-葡萄糖和D-半乳糖生成同一种糖脎。

20．磷壁酸是一种细菌多糖，属于杂多糖。

21．脂多糖、糖脂旨、糖蛋白和蛋白聚糖都是复合糖。22.所有单糖都有还原性第一部分糖类化合物是非题是非题答案：

1．错，2.错，3．错，4．错，5．错，6．错，7．错，8．对，9．错，10．错，11．对，12．错，13．对，14．错，15．错，16．对，17．错，18．对，19．错，20.对，21.对，22.对第一部分糖类化合物（一）、糖的生理功能1、糖是生物体的重要的能源(分解快，可以无氧分解供能)2、糖是生物机体内的碳源3、多糖是细胞、生物体的一种结构物质

如纤维素、几丁质和肽聚糖4、作为细胞、生物体的贮藏物质

如植物里合成淀粉，动物细胞中有糖原等。5、某些复合糖类在细胞的通讯与识别中有重要地位。

参与细胞与细胞的识别（分子识别），病毒的吸附及抗原抗体的反应。一、引言第一部分糖类化合物复合糖类在细胞的通讯与识别第一部分糖类化合物复合糖类在细胞的通讯与识别一引言定义：糖是（多羟基醛）或（多羟基酮）及衍生物，以及可以水解产生这些化合物的物质的总称。根据羰基在碳链上的位置可分为，醛糖(Aldoses)和酮糖(Ketoses)。最简单的醛糖是甘油醛

(Glyceraldehyde)最简单的酮糖是二羟丙酮

(Dihydroxyacetone)广义的糖可分为简单糖类和糖复合物。前者包括单糖、寡糖和多糖；后者包括糖与蛋白质、脂类等共价形成的复合物。（二）、糖类的化学本质所以称之为碳水化合物。例如：葡萄糖、果糖但有的糖不符合碳水化合物的比例，例如：鼠李糖C5H12O5（甲基糖）；脱氧核糖C5H10O4。有些化合物的组成符合碳水化合物的比例，但不是糖。例如甲酸（CH2O）、乙酸（C2H4O2）、乳酸（C3H6O3）等。因此，最好还是叫做糖类较为合理。单词：sugar,carbohydrate,saccharides,glucide,

glucobiology通式Cn(H2O)m（三）、糖的命名与分类

1.单糖：不能再水解的糖；

2.

寡糖：水解能生成2~10个单糖分子的糖；

3.多糖：能水解生成许多单糖的高分子化合物。同多糖：由一种单糖组成的多糖；杂多糖：多种单糖或单糖衍生物组成的单糖。4、结合糖(复合糖，糖缀合物)：

分子中除糖之外，还有其它非糖组分构成的复合多糖。如肽聚糖、脂多糖、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等

糖作为功能分子，主要是复合多糖。1.单糖：不能被水解称更小分子的糖。

(1)、丙糖：丙糖主要是甘油醛和二羟丙酮，它们的

3-磷酸酯是糖代谢中最重要的中间体。

(2)、丁糖：主要是D-赤藓糖及D-赤藓酮糖。

(3)、戊糖：主要是D-木糖和D-核糖及L-阿拉伯糖

(4)、已糖：自然界重要的已醛糖有D-葡萄糖、D-半乳糖、D-甘露糖。重要的已酮糖有D-果糖和L-山梨糖

(5)、庚糖和辛糖：D-景天庚酮糖糖的分类P22糖的分类（2）2、寡糖(oligose)：

oligo来自希腊文，意为少。可以被水解的，产生少数的几个单糖的聚合物，一般含有2-6个单糖分子，单糖之间以糖苷键连接。最常见的是双糖,

如:麦芽糖(maltose),乳糖(lactose),蔗糖(sucrose)。大部分单糖和寡糖都是结晶状化合物，溶于水，并有甜味。3、多糖(polysaccharide)：

多糖也是单糖的聚合物，有很长的链，其结构为线型或分支型。按照它们的结构可分为两大类糖的分类（3）

a、均一多糖（同多糖）：一种单糖聚合而成。

如

淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质

b、非均一多糖（杂多糖）：两种单糖或两种以上的单糖。

如透明质酸，半纤维素等。4、结合糖(复合糖，糖缀合物)：

分子中除糖之外，还有其它非糖组分构成的复合多糖。

如肽聚糖、脂多糖、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等5、糖的衍生物：糖醇、糖酸、糖胺、糖苷(一)、有关旋光异构的几个概念

1.异构现象

（1）构型与构象；构型(configuration)：分子中由于各原子或基团间特有的固定的空间排列方式不同而使它呈现出不同的稳定的立体结构。构象(conformation)：由于分子中的某个原子(基团)绕C-C单键自由旋转而形成的不同的暂时性的易变的空间结构形式

（2）几何异构（顺反异构）和立体异构二.旋光异构旋光异构几何异构（顺反异构）和立体异构几何异构（顺反异构）立体异构

2.旋光性

3.不对称碳原子

4.构型与旋光

甘油醛为标准规定D-或L-

旋光异构构型与旋光没有直接的联系！！

葡萄糖

右旋糖

果糖左旋糖名词解释：前手性2013山东大学柠檬酸思考题：判断：催化柠檬酸转化为异柠檬酸的顺乌头酸酶能够识别前手性分子柠檬酸中的“上半部分”和“下半部分”。中国科学院2002年链状结构用Fisher投影式表示：碳骨架、竖直写；氧化程度最高的碳原子在上方(一)、单糖的链状结构三.单糖的结构和性质1、Fischer投影式P6

2.D系单糖和L系单糖

单糖除二羟丙酮外，都含有手性碳原子C

*）•所有的醛糖都可以看成是甘油醛的醛基碳下端逐个插入C*延伸而成。D-甘油醛衍生而来的称D系醛糖，由L-甘油醛衍生而来的称L系醛糖。•

天然存在的已醛糖都是D型的(如葡萄糖）。•含有n个C*的化合物，旋光异构体的数目为2n

，组成2n/2对对映体。对映体:物体与镜像的关系几个概念在各种旋光异构体之中，互为镜像的一对异构体称为对映异构体；一个或一个以上的手性C原子构型相反，但并不呈镜像关系的一对异构体称为非对映异构体；只有一个手性C原子的构型不同的一对异构体称为差向异构体，如D-葡萄糖与D-甘露糖，D-葡萄糖与D-半乳糖就互为差向异构体。对映体:物体与镜像的关系果糖的对应异构体

D-差向异构体Monosaccharides

ChiralcarbonfarthestfromthecarbonylgroupdeterminesanLorDisomer.

D-D-KetosesintherangeofC3-C6MonosaccharidesMostnaturallyoccurringsugarsareDisomers.差向异构体只一手性碳原子的构型不同的非对应体，也叫表异构体。为非对映体。P8需要熟悉的结构葡萄糖：

是一种标准的六碳糖半乳糖：

是葡萄糖的差向异构体甘露糖：

是葡萄糖的差向异构体核糖：

是一种标准的五碳糖阿拉伯糖：是核糖的差向异构体木糖：

是核糖的差向异构体果糖：

是葡萄糖的酮糖形式

天然存在的已醛糖一般都是D型的(如葡萄糖）。NaturallyOccurringDSugars

葡萄糖右旋糖

果糖左旋糖(三)、单糖的环状结构1、单糖环状结构的根据（环状半缩醛的形成）

(1)、变旋现象(mutarotation):

新配制的葡萄糖水溶液的比旋随时间而变化的现象。糖的变旋现象变旋现象的机制

？5个不对称性碳4个不对称性碳思考题1.

糖的变旋现象

2011年四川大学2.糖的变旋现象是指糖溶液放置后，旋光方向从右旋变成左旋或从左旋变为右旋。江苏大学2004年3.单糖都具有变旋现象的特性。

厦门大学2002年生物化学4.葡萄糖溶液发生变旋现象的本质是葡萄糖分子中既有醛基又有羟基，它们彼此相互作用可以形成半缩醛，使原来羰基的C1变成了不对称碳原子。（判断）华南理工大学2006年5.厦门大学2004年1）、环状结构的己醛其立体异构体的数目有几个？

A、4B、16C、32D、64

2）、下列哪种糖不能形成糖砂？A、葡萄糖B、乳糖C、蔗糖D、麦芽糖7.

复旦2012生化（判断）1）脱氧核糖核苷中的糖环3’位没有-OH。2）核苷中碱基和戊糖的连接一般为C-C糖苷键。3）单糖及其衍生物都具有变旋现象。4）天然不饱和脂肪酸的双键基本上都是顺式共轭的。8.1）名词解释：差向异构体2011年山东大学2）半乳糖和甘露糖是差向异构体（判断）

2012年山东大学9.2004年中南大学生物化学虽然糖原、淀粉和纤维素都具有还原性末端，但它们并不具有还原性。（判断）思考题单糖环状结构的根据(2-3)2.

环状半缩醛的形成（2）、不象醛类那样形成缩醛，而是只和一分子的醇形成半缩醛（Hemiacetals)（3）、葡萄糖的醛基不能象一般醛类那样与Schiff试剂(品红-亚硫酸）起反应发生紫红色反应，即不能使被亚硫酸漂白了的品红呈现红色。葡萄糖也不能与亚硫酸氢钠起加成反应

环状半缩醛的形成异头碳羟基与末端羟甲基（手性碳）是反式的为α异头物，顺式为β异头物。CyclizationofMonosaccharidesformstwoCyclic

forms

环状半缩醛的形成单糖由直链结构变成环状结构后，羰基碳原子成为新的手性中心，导致C1差向异构化，产生两个非对映异构体，由于差向的位置是第一位C，因此也叫异头体（物）。

为非对映体,不论是D型还是L型，异头碳羟基与末端羟甲基是反式的为α异头物，顺式为β异头物。3.α-和β-异头物（体）（anomer)判断：单糖α型和β型是对映体。江南大学2010年

葡萄糖异头物（体）（anomer)决定葡萄糖的D型和L型决定葡萄糖的D型和L型环化后，羰基碳原子成为新手性碳，形成α异头物或β异头物。葡萄糖的α-和β-异头物

α-异头物（体）：淀粉和糖原

β-异头物：纤维素

都为D-葡萄糖

核糖异头物（体）决定核糖糖的D型和L型

环化后，羰基碳原子成为新手性碳，形成α异头物或β异头物。核酸里面为β型

核酸中戊糖为D型β异头物基本核苷：

碱基和核糖（或脱氧核糖）通过β-糖苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。β-糖苷键β-糖苷键Nucleosides=base+sugars★嘧啶碱：C1

—N1，嘌呤碱：

C1—N9。★核酸中的核苷与脱氧核苷均为β-型主要核苷有八种复习思考题：1、葡萄糖有链状和环状结构是根据什么事实提出的？2、在糖的化学中D、L、α、β、（＋）、（－）各表示什么？1.

在糖的结构特征描述中，“D”、“L”是指构型，而“＋”、“－”指旋光方向，“D”

与“＋”，“L”与“－”并无必然联系。（判断）华南理工大学2005年4.

吡喃糖环和呋喃糖

Six-memberedhemiacetalringsareshownbytheinfix-pyran-（吡喃环状）.

Five-memberedhemiacetalringsareshownbytheinfix-furan-（呋喃环状）.SixandFiveMemberRings

D-葡萄糖在水溶液中主要以吡喃糖存在，呋喃糖次之。Cyclizationreactionsforhexoses

D-果糖在水溶液中主要以呋喃糖存在，吡喃糖次之。(三)、单糖的构象单糖在水溶液中容易形成分子内的半缩醛或半缩酮。对于六碳醛糖来说，C-1上的醛基和C-5上的羟基可以反应形成具有六元吡喃环状结构的半缩醛。C-1上的醛基也可以与C-4上的羟基反应形成具有五元呋喃环状结构的半缩醛。吡喃糖环和呋喃糖环并非平面环。吡喃糖环常采取椅式(chair)和船式(boat)构象，其中椅式构象使扭张强度减到最低因而较稳定。呋喃环则有信封式(envelope)和扭曲式(twist)构象。

1.葡萄糖吡喃型的构象椅式(chair)和船式(boat)构象吡喃糖环和呋喃糖环并非平面环其中椅式构象使扭张强度减到最低因而较稳定

1.吡喃糖的构象吡喃糖的两种椅式构象一般而言，平伏键比直立键更稳定。因此在溶液中，对于葡萄糖，β-D-葡萄糖比α-D-葡萄糖更占优势。TwoconformationsofD-glucose.β-D-Glucose更稳定吡喃糖的两种椅式构象α-D-葡萄糖β-D-葡萄糖β-(1，4)α-(1，4)淀粉糖原

N-乙酰-β-D-葡萄糖胺

N-乙酰胞壁酸（NAG）几丁质纤维素肽聚糖β-(1，4)β-(1，4)结构多糖储存多糖2.核糖的呋喃型构象（信封式）

B-DNA中采取C2`内向型（为B型双螺旋）

RNA双螺旋、A-DNA、RNA-DNA采取C3`内

向型（为A型双螺旋）OHOHHOOHHHOHRiboseCH2OH（四）、单糖的物理化学性质1、单糖的物理性质（1）、旋光性(Opticalactivity)：abilitytorotateplanepolarizedlight.

D-果糖是左旋糖，二羟丙酮没有旋光性（2）、甜度（Sweetness）：sweetnessrelativetosucrose（蔗糖）,糖精,天冬苯丙二肽（3）、溶解性：（solubleinwater,butonlyslightlysolubleinethanol）易溶于水而难溶于乙醚、丙酮等有面溶剂P13（二）单糖的化学性质1.单糖在碱催化下的酮-烯醇互变异构为什么酮糖也是还原糖

?

Ketoses（酮糖）arereducingsugarsiftheycanisomerizetoaldoses（醛糖）,underthebasicconditionsofthetest,theketosescanisomerizetoformaldoses2.单糖的氧化费林试剂氧化（碱性氧化）-氧化成醛糖酸

醛糖与酮糖都能被象Benedict试剂或费林试剂这样的弱氧化剂氧化，生成氧化亚铜的砖红色沉淀，糖分子的醛基被氧化为羧基。凡是能被上述弱氧化剂氧化的糖，都称为还原糖，所以，果糖也是还原糖。环状单糖仍然有还原性OxidationofCyclicformofmonosaccharidesOxidationofCyclicformofmonosaccharides1、溴水氧化溴水在弱酸中能氧化醛糖，但酮糖不能被氧化，可用于定性鉴别醛糖与酮糖。2、浓HNO3氧化-葡萄糖氧化成醛糖二酸

浓HNO3是强氧化剂，不但能氧化醛基，而且还能把C6上的羟甲基氧化，产物葡萄糖二酸。

醛糖能被氧化好理解，因为在水溶液中有开链式存在。

-羟基酮在稀碱溶液中能够发生酮式－烯醇式互变异构，这种互变异构的结果,使酮糖在稀碱溶液中变成了醛糖,然后才被氧化。OxidationofCyclicformofmonosaccharides浓HNO3氧化

醛糖二酸3、还原反应由于葡萄糖醇还可以由L－山梨糖还原制得，故葡萄糖醇又叫山梨糖醇。山梨糖醇和甘露糖醇都具有凉爽、清甜的感觉，故常用于牙膏、烟草和食品添加剂。山梨糖醇还可用于表面活性剂的制备。与形成白内障有关534.成脎反应单糖与过量的苯肼（3分子）作用，生成脎。1）这是a-羟基醛酮的典型反应，苯肼在此为氧化剂.2）无论醛、酮糖，反应均发生在C1和C2上，其它原子不参与反应。可用此反应作糖的鉴定.

如果只是C1、C2的构型不同，其它C原子构型都相同的糖，将会生成相同的脎。如

D-葡萄糖、D-果糖、D-甘露糖三者都会生成相同的脎。OsazoneFormationBothC1andC2reactwithphenylhydrazine（苯肼）.形成糖脎（Osazone）OsazoneFormation1.（判断）D-葡萄糖，D-甘露糖和D-果糖生成同一种糖脎。

厦门大学2005年2、天津大学2012年

1)

糖脎是由糖和（

）生成的；

2)

Glc有（）个不对称碳原子3.中山大学2013年单糖游离羰基能与()分子苯肼作用生成糖脎。5、Esterificationreaction(成糖酯反应)

Estersareformedbyreactionofhydroxylgroups(nonHemiketalorhemiacetal)withacids.Themostimportantbiologicalestersofcarbohydratesarephosphateesters.Example.PhosphorylgroupfromATPformsanesterwithD-glucose.Sugaresters6、缩醛反应——成苷反应

这个性质在前面已经讲过，单糖的氧环式是半缩醛或半缩酮，可以再与一分子醇反应生成缩醛或缩酮，如：TypeisbasedonthepositionoftheC1-OHGlycosidicbond(糖苷键)糖环中的半缩醛可以与醇反应生成缩醛，形成的C-O苷键称为O-糖苷键。糖环中的半缩醛也可以与胺中的氮原子反应成苷，称为N-糖苷键。N-糖苷键存在于糖蛋白和核苷中。β-糖苷键β-糖苷键N-糖苷键N-糖苷键Glycosidicbond(糖苷键)O-糖苷键糖苷的性质

糖苷物质与糖类的区别：糖是半缩醛，不稳定，有变旋；苷是缩醛，较稳定，无变旋。糖苷大多数有毒，其中不少有药理作用。7、脱水反应单糖在稀的无机酸中是稳定的，但是在强无机酸(12%

HCL)中加热时可引起糖脱水形成糠醛类物质戊糖使核酸具有的反应苔黑酚或地衣酚脱水反应的应用(1)Molisch反应

糠醛或甲基糠醛与a-萘酚反应生成紫红色，可鉴定糖的存在(2)Seliwannoff反应：利用（间苯二酚）区分酮糖与醛糖。

酮糖+间苯二酚→红色(快)

醛糖+间苯二酚→浅色（慢）(3)糠醛或羟甲基糠醛进一步与蒽酮试剂缩合产生蓝绿色物质，其在可见光区620nm波长处有最大吸收，此法可用于单糖、寡糖和多糖的含量测定三、重要的单糖和衍生物P22单糖或衍生物英文全称缩写阿拉伯糖ArabinoseAra果糖FructoseFru岩藻糖FucoseFuc半乳糖GalactoseGal葡萄糖GlucoseGlc来苏糖LyxoseLyx甘露糖MannoseMan核糖RiboseRib葡萄糖酸GluconicacidGlcA葡萄糖醛酸GlucuronicacidGlcUA半乳糖胺GalactosamineGalN葡萄糖胺GlucosamineGlcNN-乙酰半乳糖胺N-AcetylgalatosamineGalNAcN-乙酰葡萄糖胺N-AcetylglucosamineGlcNAc或NAG胞壁酸MuramicacidN-乙酰胞壁酸N-AcetylmuramicacidMurNAc或NAMN-神经氨酸（唾液酸）N-Acetylneuramicacid（Sialicacid）NeuNAc或Sia

1.丙糖

单糖除二羟丙酮外，都含有手性碳原子C

*）判断：1）所有单糖都有还原性2）所有单糖都有旋光性3）所有单糖都有变旋现象重要的单糖和衍生物2、D－葡萄糖（Glucose）是自然界中分布最广的己醛糖，天然为右旋体，自然界中没有L-葡萄糖。3、D-果糖(Fructose)

:天然果糖为左旋体，广泛存在于水果、蜂蜜和菊粉中。Themostabundanthexoses重要的单糖和衍生物唾液酸N-乙酰神经氨酸(sialicacid，SA,唾液酸),是一种酸性糖，是高等动物中许多糖蛋白和糖脂（如神经节苷脂）的组成成分，在分子和细胞识别中具有重要作用。神经节苷脂神经节苷脂类又称唾液酸糖鞘脂：含有唾液酸的鞘糖脂，

是变化最多、最复杂的糖脂，其头部包含一个或几个唾液酸和糖的残基六、寡糖一般含有2-10个单糖分子，单糖之间以糖苷键连接。最常见的是双糖,二糖包含两个通过糖苷键连接的单糖。蔗糖（Sucrose

）,乳糖（lactose

）和麦芽糖（maltose）、是自然界最为丰富的二糖。另外异麦芽糖（isomaltose），纤维二糖（cellubiose）及海藻二糖（trehalose）（一）寡糖的结构

还原端和非还原端

Glycosidicbond(糖苷键)

还原端和非还原端

Iftheanomerichydroxylgroupisfree,thesaccharideisareducingsugar.reducingendsnonreducingends.reducingendsreducingends1.nonreducing

Disaccharides-sucrose(蔗糖)Glucose+fructose →sucrose+H2O(二)常见的Disaccharidesnofreeanomericcarbonnofreeanomericcarbonnonreducing

Disaccharides-sucrose①无变旋现象②

无还原性③

不能成脎

Sucroseistablesugar.

由于D－果糖的比旋光度大于D－葡萄糖的比旋光度。所以，水解以后混合物的比旋光度变为左旋20度，在糖化学中，把这种通过反应使旋光方向发生转化的反应，叫做转化反应，生成的混合糖叫转化糖。nofreeanomericcarbonConsistsofα-D-glucoseandβ-D-fructose..Hasanα,β-1,2-glycosidicbond.

D-半乳糖和D-葡萄糖通过（β-1,4）糖苷键（β-1,4’-glycosidiclinkage）连接而成。Lactoseismilksugar.Bytheageof5,somepeoplebecomeunabletobreaktheβ(1→4)glycosidicbondinlactose,resultinginlactoseintolerance.①有变旋现象②有还原性③能够成脎ReducingDisaccharides-lactose（乳糖）Glucose+galactose

lactose+H2OLackorinsufficientamountoftheenzymemorelactoseisconsumedthancanbedigestedlactosemoleculesattractwatercausefloating,abdominaldiscomfort,diarrhea腹泻intestinalbacteriafeedonundigestedlactoseproduceacidandgaslactoseintolerance.ReducingDisaccharides-Maltose（麦芽糖）

麦芽糖（Maltose）是两个葡萄糖分子通过α-1,4苷键连接的，是还原性糖（reducingsugar）.Maltoseisproducedfromthebreakdownofthepolysaccharidesstarchandglycogen①有变旋现象②有还原性③能够成脎Glucose+glucose maltose+H2OmaltsugarNonreducing

Disaccharides-trehalose(海藻糖)

Notethatallofthesearereducingsugars,exceptsucroseandtrehalose.(Why?)①有变旋现象②有还原性③能够成脎ReducingDisaccharides-cellobiose（纤维二糖）

Cellobioseisproducedfromthebreakdownofthepolysaccharidscellulose.mostorganismsareunabletocleavetheβ(1→4)glycosidicbond

(三）其他简单Disaccharides：棉子糖(三糖)

（四）环糊精(cyclodextrins)：Cyclicoligosaccharides常见的DisaccharidesUsedtostabilizeflavoursandpharmaceuticals名称构成还原性、变旋、成脎麦芽糖葡萄糖-a,(1-4)-葡萄糖

蔗糖葡萄糖-a,b(1-2)-果糖

无乳糖半乳糖-b,(1-4)-葡萄糖

纤维二糖葡萄糖-b(1,4)-葡萄糖

海藻糖葡萄糖α-1.1葡萄糖

无异麦芽糖葡萄糖-a,(1-6)-葡萄糖

龙胆二糖葡萄糖-b(1-6)-葡萄糖

棉子糖(三糖)半乳糖-b(1-4)葡萄糖-a,b(1-2)-果糖

无二糖性质总结

含D-吡喃葡萄糖和D-吡喃半乳糖的双糖可能有多少个旋光异构体（不包括异头物）？含同样残基的糖蛋白上的二糖链将有多少个旋光异构体？思考题两个糖之间需要形成糖苷键

解答：根据双糖的定义，的C1都可能是赋予该二糖以可变构型的手性C原子，每一个C1都能与另一个单糖单位的5个羟基形成糖苷键，因此不考虑异头体时，该双糖可能有22×

5=20个异构体。当该二糖与蛋白质结合时，一个C1参与与蛋白质氨基酸侧链的连接，每一个C1只可能与另一个单糖单位的4个羟基形成糖苷键，而且由于C1参与与蛋白质氨基酸侧链的连接，必须考虑异头体，因此该二糖链将有22×

4×

2=32个异构体思考题两个糖之间需要形成糖苷键1.

五只试剂瓶中分别装的是核糖、葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉溶液，试用最简便的化学方法鉴别。（10分）

江南大学2007年2.

蔗糖是有一分子（）和一分子（）组成，它们之间是通过（）键相连。

厦门大学2003年生物化学3.下列哪种糖不能形成糖砂？

A、葡萄糖B、乳糖C、蔗糖D、麦芽糖

厦门大学2004年生物化学4.

核苷酸的碱基和糖相连的糖苷键是()型

苏州大学2006思考题五.Polysaccharides(多糖)1．分子量一般很大，在几万以上。在水中不能形成真溶液，有的根本不溶于水，如纤维素。2．物理性质：有旋光性，但无变旋现象。无甜味。3．化学性质：无还原性，不能成脎。4.

分类

贮存同多糖（淀粉、糖原）

结构同多糖（纤维素、几丁质）

结构杂多糖（果胶、半纤维素、肽聚糖和糖胺聚糖）

StarchCellulose

葡萄糖的2种环状构象fiberindigestible

-glucose

-glucose淀粉、糖原纤维素衍生物NAG壳多糖NAGNAM衍生物肽聚糖糖链Polysaccharidesa,(1-4)b,(1-4)b,(1-4)贮存同多糖结构同/杂多糖

淀粉根据结构可分为直链淀粉（amylose）and支链淀粉（amylopectin）。直链淀粉由D-Glc通过α，1-4键连接而成，不易溶于水。（一端为RE，另一端为NRE）支链淀粉大约每30个α，1-4键连接的葡萄糖处有一个α-1-6连接的葡萄糖分支、易溶于水。（一个RE端，n个NRE端）支链淀粉与糖原结构类似，但糖原分支程度更高。淀粉具有极性：RE写在右边（先写），NRE写在左边1淀粉

(Starch)淀粉(Starch)淀粉(Starch)淀粉的高级结构

直链淀粉的二级结构是一个左手螺旋，每圈螺旋含6个葡萄糖残基。碘分子正好可以嵌入到螺旋的中心空道，与面向圈内的羟基氧相互作用，形成稳定的淀粉-碘络合物。产生特征性的蓝色需要36个残基，也就是6个螺旋。直链淀粉水解蓝糊精红糊精无色糊精水解淀粉的酶二者只能水解淀粉中的α-1,4糖苷键α-淀粉酶是一种内切葡糖苷酶，随机作用于淀粉内部的α-1,4-糖苷键，耐高温不耐酸，产物主要是葡萄糖。广泛存在β-淀粉酶是一种外切葡糖苷酶，耐酸不耐高温，专门从淀粉的非还原端开始断裂α-1,4-糖苷键，逐个除去二糖单位，产物是β–麦芽糖。植物中存在水解淀粉的酶1.α-淀粉酶和β-淀粉酶的区别在于α-淀粉酶水解α－1,4糖苷键，β淀粉酶水解β－1,4糖苷键。

中山大学2005年2.请你设计一个测定a－淀粉酶活力的方法。1）这些还原糖能使3，5－二硝基水杨酸还原，生成棕红色的3－氨基－5－硝基水杨酸。淀粉酶活力的大小与产生的还原糖的量成正比。可以用麦芽糖制作标准曲线，用比色法测定淀粉生成的还原糖的量，以单位重量样品在一定时间内生成的还原糖的量表示酶活力。2）葡萄糖淀粉酶则从淀粉的非还原端每次切下一个葡萄糖。

Glycogen(糖原)

Animalsstorecarbohydratesintheformofglycogen.Itisalsocalledanimalstarch.Glycogenconsistsofhighlybranchedchainsofglucose.

Glycogenisstoredlargelyintheskeletalmuscleandliver.

葡萄糖通过α-1-4糖苷键连接而成，并在每10个α-1-4连接的葡萄糖残基处产生一个α-1-6连接的葡萄糖分支，分支多的原因

1、易溶

2、糖原的分解为从NRE2glycogenissimilartoamylopectin,butismorehighlybranched.淀粉糖原右旋糖酐纤维素几丁质菊粉琼脂糖来源种子、块茎、块根肝脏骨骼肌酵母细菌植物细胞壁无脊椎动物、节肢动物等菊科植物海藻单糖单位D-葡萄糖D-葡萄糖D-葡萄糖D-葡萄糖NAG果糖、葡萄糖D-半乳糖、3,6-脱水半乳糖连接方式α-(1,4)α-(1,6)α-(1,4)α-(1,6)主要是α-(1,6)β-(1,4)β-(1,4)主要是β-(2,1)β-(1,4)α-(1,3)类别同多糖同多糖同多糖同多糖同多糖杂多糖杂多糖碘反应蓝色或紫红色紫红色无无无无无构象螺旋无规卷曲锯齿形带状功能贮能贮能贮能结构结构贮能结构常见多糖的结构和性质

(二)结构同多糖β-D-葡萄糖分子以β-(1-4)糖苷键相连而成直链1.

cellulose

(纤维素)TheStructureofHomopolysaccharidesFunction:structuralcomponentofallplantcellsStructureManyglucosebondedbyβ

glycosidicbondsWedonothavetheenzymesneededtodigestbetabondsLong,

unbranchedchainsthatcoilaroundeachothertoformfibers

Verystrong纤维素β-D-葡萄糖分子以β-(1-4)糖苷键相连而成直链纤维素纤维素是线性葡聚糖，残基间通过β（1→4）糖苷键连接的纤为二糖单位。纤维素链中的每一个残基相对前一个翻转180C，使链采取完全伸展的构象。相邻、平行的伸展链在残基环面的水平向通过链内和链间的氢键网形成片层结构。片层之间垂直方向靠其余氢键和范德华力维系，不溶于水

在植物细胞中，纤维素包埋在果胶、半纤维素、木质素、伸展蛋白等组成的基质中。纤维素与基质粘合在一起增强了细胞壁的抗张强度和机械性能，以适应植物抵抗高渗透压和支撑高大植株的需要。思考题1.

纤维素和糖原虽然在物理性质上有很大的区别，但两种糖都是由D－葡萄糖经1→4连接的大分子，相对分子质量相当，是什么结构特点造成它们在物理性质上有很大的差异?解释它们各自的主要生物学功能。

糖原结构与支链淀粉的结构很相似，糖原的分支较多，平均每8～12个残基发生一次分支。糖元高度的分支结构一则可以增加分子的溶解度，二则将有更多的非还原端同时接受到降解酶的作用，加速聚合物转化为单体，有利于及时动用葡萄糖库以供生物体代谢的急需。思考题2.

直链淀粉和纤维素都是由葡萄糖分子聚合而成，为何物理性质差别如此之大？

2013年江南大学3、纤维素分子是由（）组成，它们之间通过（）键相连。厦门大学2004年

Mostorganismareunabletodigestcellulosebecausetheylactheenzymesneededtobreaktheβ(1→4)glycosidicbondsbacterialivein

cowsstomachs&helpdigestcellulose-rich(grass)mealsHowcancowsdigestcellulose?

2、几丁质

几丁质大量存在于昆虫和甲壳类动物的甲壳中，也是许多真菌细胞壁常见的组成成分。在天然聚合物中，除纤维素外，几丁质的贮量占第二位。

N-乙酰-β-D-葡萄糖胺以β-(1，4)糖苷链相连成直链。几丁质(壳多糖)：2、peptideglycan（肽聚糖)（三）结构杂多糖1、pecticsubstance（果胶物质)Bacterialcellwalls:TheStructureofHeteropolysaccharides

BacterialcellwallsarecomposedprimarilyofanunbranchedpolymerofalternatingunitsofN-acetylglucosamine（N-乙酰葡萄糖胺，NAG）andN-acetylmuramicacid（N-乙酰胞壁酸，NAM）.

repeatingunitNAM-NAGjoinedbyb-1,4-glycosidicbonds

peptideglycanLysozymePenicillin注意：含有D-氨基酸肽聚糖（peptideglycan)细菌细胞壁的主要成分，草兰氏阳性细菌胞壁所含的肽聚糖占干重的50-80%，糖链由N-乙酰葡萄糖胺（NAG)和N-乙酰胞壁酸(NAM)通过β-1.4糖苷键连接而成，糖链间由肽链交联，构成稳定的网状结构，肽链长短视细菌种类不同而异。1.四肽及连接方式（四肽通常为L-丙氨酸、D-谷氨酸、L-二氨基酸（即L-赖氨酸或二氨基庚二酸等）和D-丙氨酸。）四肽中N端的Ala上α-NH2与M中乳酸的羧基连接。2.五聚Gly及连接方式（1）五聚Gly的N端α—NH2与四肽C端Ala上的羧基连接。（2）五聚Gly的C端羧基与另一个四肽的Lysε-NH2连接。肽聚糖（peptideglycan)1.

细菌细胞壁中的肽聚糖是一类线性多聚糖链通过小肽的广泛交联而成的巨大分子，其中氨基酸组成既有L型也有D型.（是非题）

华南理工大学2007年糖胺聚糖概念：由重复的二糖单位组成的长链多糖。其中之一是(氨基己糖）（如葡萄糖胺或者半乳糖胺）的衍生物。另一个常常是（糖醛酸）。糖胺聚糖带有高负电荷，可以组成蛋白聚糖，后者大量存在于脊椎动物的细胞外间质。糖残基上的-OH常常发生硫酸酯化，使糖胺聚糖带上高度负电荷。这对糖胺聚糖的生理功能有重要意义。又称粘多糖、酸性多糖、氨基多糖

五、糖胺聚糖和蛋白聚糖P66一种动物杂多糖（一）Glycosaminoglycans(糖胺聚糖)

Glycosaminoglycans(糖胺聚糖)两种不同己糖己糖醛酸己糖胺衍生物糖胺聚糖聚合蛋白聚糖结合蛋白质己糖胺己糖醛酸硫酸化？结构单位P66

透明质酸（Hyaluronate）是一种不被（硫酸化）的糖胺聚糖，也不与蛋白质共价连接，而是游离存在。

硫酸软骨素（ChondroitinSulfate）,硫酸角质素（KeratanSulfate）,肝素（Heparin）是细胞间质中常见的糖胺聚糖，一般与蛋白质共价连接形成蛋白聚糖（proteoglycans）。

硫酸角质素：唯一不含有（糖醛酸）的糖胺聚糖

肝素作为临床抗凝剂备注

1、判断：肝素属于糖胺聚糖。思考题青岛科技大学-2012年试管刷结构

（二）Proteoglycans(蛋白聚糖)P69

蛋白聚糖是一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋白形成的大分子糖复合物化合物。分布分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节滑液、粘液、眼玻璃体等组织。它们是细胞外基质的重要成分。蛋白聚糖聚集体定义：蛋白聚糖由核心蛋白和（糖胺聚糖）通过共价键连接组成的化合物，

总体性质与多糖相近，又称粘蛋白结构：由一条透明质酸分子与许多核心蛋白(coreprotein)通过连接蛋白

(linkprotein)

非共价联结形成。每一个核心蛋白都含有多条共价连接的糖胺聚糖（包括硫酸软骨素和硫酸角质素）。蛋白聚糖

蛋白聚糖的功能1.构成细胞外基质在基质中蛋白聚糖和弹性蛋白、胶原蛋白以特殊方式连接，构成基质的特殊结构。这与细胞的粘附、迁移、增殖和分化等有关。2.

其它功能抗凝血（肝素）参与细胞识别与分化（细胞表面的硫酸素）维持软骨机械性能（硫酸软骨素）等蛋白聚糖的功能蛋白聚糖由核心蛋白、糖胺聚糖和连接寡糖组成蛋白聚糖在细胞间质中大量存在，为组织提供粘度、润滑和弹性。蛋白聚糖在介导细胞粘附中也起到重要作用。胶原蛋白纤维粘连蛋白层粘连蛋白蛋白聚糖六、复合糖（conjugates)

定义：复合多糖就是一种缀合物，在这种缀合物中，除有糖的组分外，还含有其它的非糖类的物质，非糖物质最常见的是蛋白质，因此，这类复合多糖叫做糖蛋白。•非糖物质：蛋白→含糖蛋白肽类→糖肽脂类→糖脂，脂多糖。•

广义地讲：凡是通过共价键与蛋白质结合的复合糖，都可以称之为糖蛋白，现在分成两类：蛋白聚糖和糖蛋白。P56定义：糖蛋白是由短的寡糖链与蛋白质共价相连构成的分子.其总体性质更接近蛋白质.糖与蛋白质之间以蛋白质为主,这些寡糖链常常是具分支的杂糖链,不呈现重复的双糖系列,一般由2-10个单体(少于15)组成,未端成员常常是唾液酸或L-岩藻糖.许多跨膜蛋白和分泌蛋白上都共价连接了寡糖链，形成糖蛋白。分布:

细胞膜、溶酶体、细胞外液。糖蛋白中常见的糖基有Fuc,Gal,Man,GalNAc,和Sia

(或NeuNAc).

（一）糖蛋白(Glycoprotein)Glycoproteins连接方式目录N-连接：O-连接：ON

糖链与蛋白的连接方式糖肽键的主要连接键有()和()两种.厦门大学2004年生物化学N-连接糖蛋白

糖蛋白的糖链与蛋白部分的Asn-X-Ser序列的天氡酰胺氮以共价键连接称N-连接糖蛋白。糖基化位点N-连接糖蛋白中Asn-X-Ser/Thr三个氨基酸残基的序列子称为糖基化位点。①

高甘露糖型②

复杂性③

杂合型都有一个五糖核心N-型糖蛋白外围寡糖的三种类型ManManManGlcNAcGlcNAcAsn衣霉素磷酸多萜醇磷酸多萜醇主要在内质网和高尔基体完成N-连接寡糖的合成N-连接寡糖的合成N-连接寡糖是在内质网上以长萜醇作为糖链载体，先合成含14糖基的寡糖链，然后转移至肽链的糖基化位点上，进一步在内质网和高尔基体进行加工而成。每一步加工都由特异的糖基转移酶或糖苷酶催化完成，糖基必须活化为UDP或UDP的衍生物。O-连接寡糖合成O-连接寡糖在N-乙酰半乳糖基转移酶的作用下，在多肽链的丝/苏氨酸的羟基上连接上N-乙酰半乳基，然后逐个加上糖基直至O-连接寡糖链的形成。糖链与蛋白的连接方式1寡糖链影响新生肽链的折叠与维系亚基聚合

（1）、糖蛋白的N-连接寡糖链参与新生肽链的折叠并维持蛋白质正确的空间构象。

（2）、具有功能的糖蛋白的二聚体，往往依靠糖-蛋白或糖-糖相互作用维系亚基的聚合和构象。

2.

聚糖影响蛋白质的分泌和稳定性

（1）糖蛋白的寡糖链影响糖蛋白在细胞内的分拣和投送。

（2）去除寡糖链的糖蛋白，容易受蛋白酶水解，说明寡糖链可保护肽链，有些酶的活性依赖其寡糖链，如β-羟β-甲戊二酰辅酶A还原酶去糖链后其活性降低90％以上。糖蛋白寡糖链的功能（1）分子间识别

受体与配体识别和结合也需聚糖的参与（2）糖链与血浆中老蛋白的清除（3）细胞识别和细胞粘附卵子表面的糖链被精子表面的受体识别，对于精卵识别过程十分重要。感染（Infection）:许多细菌和病毒进入宿主细胞的第一步就是借助细胞表面的糖链识别来完成特异性识别和粘附。

3.寡糖链的分子识别和细胞识别作用

（七）糖链与糖蛋白的生物活性1、糖链与酶活性

糖链在酶的新生肽链折叠、转运和保护等方面普遍起作用。2、糖链与激素活性

体内有多种糖蛋白激素，如FSH、LH、TSH等。3、糖链与IgG活性

每分子IgG平均含糖链约三条。分类举

例血液糖蛋白胎球蛋白、血纤维蛋白、免疫球蛋白、血型蛋白等尿糖蛋白尿液糖蛋白激素糖蛋白绒毛膜促性腺激素、促卵泡激素释放因子、促甲状腺激素酶糖蛋白核糖核酸酶、胃蛋白酶、血清胆碱酯酶卵白糖蛋白卵白蛋白、抗生物素蛋白、卵类粘蛋白结缔组织糖蛋白胶原蛋白细胞膜糖蛋白血型糖蛋白胞外膜糖蛋白膜基质糖蛋白、水晶体膜糖蛋白黏液糖蛋白颌下腺糖蛋白、胃液糖蛋白凝集素

干扰素

常见糖蛋白的分类(南京大学郑集教授)思考题1．何谓糖蛋白？糖蛋白有何生物学功能？

江苏大学2004年

（1）激素功能：一些糖蛋白属于激素，例如促滤泡激素、促黄体激素、绒毛膜促性腺激素等均属于糖蛋白。（2）保护机体：细胞膜中的免疫球蛋白、补体也是糖蛋白。（3）凝血和纤溶作用：参与血液凝固和纤溶的蛋白质例如凝血酶原、纤溶酶原均为糖蛋白。（4）具有运输功能：例如转运甲状腺素的结合蛋白、运输铜元素的铜蓝蛋白、运输铁元素的转铁蛋白等均属于糖蛋白。（5）决定血液的类型：决定血型的凝集原A,B,O以糖蛋白和糖脂的形式存在。（6）与酶的活性有关：糖蛋白在酶的新生肽链折叠、转运和保护等方面普遍起作用。（7）一些凝集素属于糖蛋白。人的血型可分为A型、B型、AB型和O型四类。糖蛋白中寡糖链末端糖基组成的不同决定人体的血型.

N-乙酰半乳糖胺半乳糖糖链的合成无模板，糖基的顺序由基因编码的转移酶决定。(八）血型物质与寡糖链P63凝集原（九）凝集素P65

凝集素：是一类非抗体的能与糖类专一结合的蛋白质或糖蛋白，与糖专一性非共价键结合，具有凝集细胞或沉积聚糖或复合糖的作用（动物、植物和微生物中均存在）。

凝集素在细胞识别和粘着反应中起重要作用,主要是促进细胞间的粘着。凝集素具有一个以上同糖结合的位点，因此能够参与细胞的识别和粘着,将不同的细胞联系起来。

人的血型可分为A型、B型、AB型和O型四类，糖蛋白中寡糖链末端糖基组成的不同决定人体的血型。

糖胺聚糖的分类无硫酸区别蛋白聚糖糖蛋白糖含量一般多于蛋白一般少于蛋白糖组成糖醛酸和乙酰氨基己糖组成的糖胺聚糖无糖醛酸，常含Man,Gal,GlcNAc,GalNAc,SA,Fuc糖苷键O-型糖苷键O

或

N-型糖苷键糖基排列二糖单位连成直链多为分支，重复结构少分布细胞外，结缔组织分布广泛，细胞内外都有生理功能维持结缔组织功能功能广泛糖蛋白和蛋白聚糖的主要区别思考题1.名词解释:糖蛋白和蛋白聚糖

中国海洋大学2012年生物化学2.质膜上糖蛋白的糖基都位于膜的外侧(判断)

中科院2001年中山大学2007年3.(判断)生物膜上的糖蛋白,其含糖部分是与肽链中的γ-羧基或ε-氨基以共价键形式相连并往往埋没于磷脂双分子层中。

华南理工大学2008年5.(判断)胶原蛋白是一种糖蛋白。

南京大学2002年思考题6.1)名词解释:蛋白聚糖

2)判断：转铁蛋白是一种糖蛋白。

中山大学2003年生物化学7.脂多糖、糖脂、糖蛋白和蛋白聚糖都是复合糖(判断)

青岛科技大学20078.肝素、透明质酸在动物新陈代谢中均有重要功能，它们属于以下哪一类：A、蛋白质B、糖C、脂肪D、维生素

华南理工大学2005年9.透明质酸是由（）与（）组成的糖胺聚糖

湖南大学2005年，天津大学2002年思考题10.糖蛋白中N-型糖肽键和O-型糖肽键的结构特征及二者生物合成的特点是什么？

2011年中科院生物化学本章小节单糖醛基：异构、氧化、还原、成苷化学性质环状结构:链状结构：构型和旋光、异构体、还原性物理性质：旋光、甜度和溶解度α-葡萄糖

链状结构

β-葡萄糖羟基：脱水本章小节单糖或衍生物二糖：蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖其他寡糖,（糖蛋白上有寡糖链）多糖同多糖：淀粉、糖原、纤维素、几丁质

植物杂多糖：半纤维素、果胶、琼脂杂多糖：

动物杂多糖：糖胺聚糖蛋白聚糖

细菌杂多糖：肽聚糖寡糖单糖：链状和环状结构，物理和化学性质糖类复合糖：糖蛋白

复习思考题1.以下没有还原性的糖是____________.

A.葡萄糖B.果糖C.

蔗糖D.

麦芽糖

南京财经大学2007年生物化学2.复旦大学2002年是非题

1)糖对于生物体来说所起的作用就是作为能量物质和结构物质（）

2)天然葡萄糖只能以一种构型存在，因此也只有一种旋光度（）复习思考题：3)糖蛋白中糖链的主要作用是____________________