《工学糖化学》PPT课件.ppt

1、糖化学,Glycobiology,第三章 糖类化学,第一节 糖类的概念与分类 第二节 单糖的结构与性质 第三节 寡糖 第四节 多糖和糖复合物（复合糖）,第一节 糖类的概念与分类,是一类多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。,一、糖类（Carbohydrate）的概念,通式为 Cm（H2O）n,二、糖类的分类,单糖,根据C数目分为丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖,根据羰基特点分为醛糖和酮糖,寡糖,多糖,同多糖：由相同的单糖组成，如淀粉,杂多糖：由一种以上的单糖或其衍生物组成，如透明质酸,（homosaccharide）,（heterosaccharide）,(2-10单糖),第二节 单糖的

2、结构及性质,一、单糖的结构 重要的己糖包括：p.70. 葡萄糖 Glc ( glucose )、 果糖 Fru ( fructose )、 半乳糖 Gal ( galactose )、 甘露糖 Man ( mannose ),D-葡糖胺： D-氨基葡萄糖 N-乙酰D-葡糖胺: NAG N-乙酰胞壁酸:NAM 唾液酸 SA(或SIA): sialic acid(N-乙酰神经氨酸NAN) (9碳糖),氨基葡萄糖,D-葡糖胺,N-乙酰D-葡糖胺,NAG 和NAM是细菌细胞壁的组成分。,胞壁酸:2-葡糖胺-3-乳酸醚,N-乙酰D-葡糖胺: NAG,N-乙酰胞壁酸:NAM,直链式,环式,唾液酸Sia的结

3、构式,H,葡萄糖醛酸,H2OH,葡萄糖,葡萄糖醛酸,开链糖分子构型(D/L),以甘油醛的构型为基准，将糖链中离羰基碳最远的手性碳的构型与其比较，确定糖的构型。,糖的直链结构与氧环式结构的转换,C1上的-OH叫半缩醛羟基；,如果它在右边称为-型；在左边称为-型。,指葡萄糖分子形成环状半缩醛结构以后，C1原子也变成了不对称碳原子，半缩醛羟基可产生两种不同的排列方位，因此形成了-及-两种异头物，型的羟基位于决定构型的羟基的同侧，型则位于相反的一侧。,-及-异头物（or anomer）：,思考题:葡萄糖的-型及-型是对映体吗?,差向异构体(epimers),相同点：(1)全含六个碳原子(2)五个OH，

4、一个CHO(3)四个不对称的碳原子 不同点：1.基团排列有所不同2.除了一个不对称C原子不同外，其余结构部分相同,Glc,Man,Gal,三、单糖的性质,（一）物理性质 1. 旋光性：p.68 比旋光度 2. 变旋性 3. 甜度,葡萄糖的变旋现象 在不同条件下获得的D（+）-葡萄糖，其比旋值不同。从低于30的乙醇中结晶、熔点146、D20=+112.2的称为型；从98吡啶中结晶、熔点148-155、 D20= +18.7的称为型。,葡萄糖的型和型两种晶体分别溶于水中，放置一定时间后，其比旋达到同一恒定值：+52.6 ，这种现象称为变旋现象。,36%,64%,0.024%,(二)化学性质,1氧化

5、反应 2还原反应 3、成苷反应 4、成脎反应 5、氨基化反应,单糖中含有-OH和-CHO，因此具有一般醛、酮和醇的性质，能参与一些特定的生化反应：,斐林氏法:Fehling试剂法 旋光仪定量测定糖溶液的浓度,四、定量分析,第三节 寡糖,棉子糖 松三糖,蔗糖 乳糖 麦芽糖 纤维二糖 海藻二糖,(一)二糖,(二)三糖,思考题:说明下列双糖所含单糖的种类、糖苷键的类型及有无还原性。（麦芽糖、纤维二糖、乳糖、蔗糖、海藻二糖）P.80,双糖,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-

6、（14）-D-葡萄糖,乳糖,蔗糖,(无还原性),三糖：棉籽糖,-D-,半乳糖基,-D-,葡萄糖基,-D-,果糖基,水苏糖(stachyose),四糖：,存在于大豆、豌豆、洋扁豆和羽扇豆种子内,(无还原性),-D-,半乳糖基,-D-,葡萄糖基,-D-,果糖基,-D-,半乳糖基,第四节 多糖和复合糖,同多糖,杂多糖,糖复合物,一、淀粉与糖原,淀粉,直链淀粉：,以（14）糖苷键聚合而成，呈螺旋结构。可溶于热水，遇碘变蓝,支链淀粉：,（14）糖苷键构成直链， （16）糖苷键构成支链， 不溶于热水，遇碘显紫红色,直链淀粉,1,1,1,1,4,4,4,4,-1,4-糖苷键,-1,6-糖苷键,糖原,二、纤维

7、素,由葡萄糖以（14）糖苷键连接而成的直链. 纤维素的构象为带状。,将纤维素分子进行化学修饰，所得到的具有特殊物理化学性质的纤维素衍生物称之为改型纤维素。如DEAE-纤维素（二乙氨基乙基纤维素）。,改型纤维素（modified cellulose）：,三、几丁质（壳多糖）,N-乙酰-D-葡萄糖胺，以（14）糖苷键缩合而成的线性均一多糖,n,几丁质,果胶酸(pectic acid) 果胶酸的主要成分为多缩半乳糖醛酸。水解产物半乳糖醛酸。,四、果胶物质 (pectic substances),果胶物质可分为三类：原果胶、果胶及果胶酸,果胶酸,H,相互关系：原果胶果胶（酯酸）果胶酸,五、杂多糖,糖胺

8、聚糖（粘多糖，酸性多糖） 1.透明质酸 2.硫酸软骨素 3.肝素,糖胺聚糖的结构和分布特点,糖胺聚糖 二糖单位 硫酸化位置,透明质酸 (HA) GlcUA, GlcNAc 无 硫酸软骨素(CS) GlcUA, GalNAc C4, C6 硫酸皮肤素(DS) IdoUA, GalNAc, C2, C4，C6 硫酸角质素 (KS)I/II Gal, GlcNAc C6 肝素 (Hp) IdoUA，GlcN C2, C6 , C2-N 硫酸类肝素（HS） GlcUA，GlcN C2, C6 , C2-N,透明质酸,（13）糖苷键,n,D-葡糖醛酸基,D-2-N-乙酰葡糖胺基,硫酸软骨素,Chondr

9、oitin sulfate,肝素分子中主要的组分 :己糖胺和糖醛酸 己糖胺:D葡糖胺 糖醛酸: L艾杜糖醛酸 :占70%-90% D葡糖醛酸,肝 素,n,D-2-N-硫酰葡糖胺基,L艾杜糖醛酸,（硫酸化）,肝 素,六、复合糖（糖复合物） 定义：是糖类的还原端和其他非糖组分以共价键结合的产物，主要有：糖蛋白、蛋白多糖、糖脂、脂多糖等。 意义：复合糖中的糖，在细胞信息传递和相互识别方面具有重要作用。,细胞膜表面的糖链,蛋白聚糖,糖脂,糖蛋白,细胞膜,糖蛋白，多糖以共价键形式与蛋白质连接形成的生物大分子。 糖苷键类型: O-糖苷键: 糖基上的半缩醛羟基与肽链上氨基酸的羟基形成. N-糖苷键: 糖基上的半缩醛羟基与肽链上天冬酰胺的-酰胺N原子(-CO-NH2)相连而成.,（一）糖蛋白与蛋白多糖,蛋白聚糖的结构,核心蛋白,糖胺聚糖,糖胺,糖醛酸,葡萄糖胺 半乳糖胺,葡萄糖醛酸 艾杜糖醛酸,组成,软骨可聚蛋白聚糖结构示意图,透明质酸,硫酸角质素,硫酸软骨素, Fuc GalGNAcGal,血型物质,血型物质中寡糖链的部分结构：,A型,B型