生物化学糖类.ppt

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1、普通生物化学第一章第一章 糖类糖类一、糖类是地球上数量最多的 化合物贮藏性糖：低聚糖，淀粉，糖原 结构多糖：纤维素，木质素，壳多糖 , 肽聚糖第一节第一节 糖类概述糖类概述纤维素的综合开发利用：工业：造纸，生物可降解性餐具、包装袋等发酵：沼气，乙醇，丙酮单细胞蛋白： 二、二、 糖的概念糖的概念元素组成：CH2O多羟基的醛类或酮类化合物，以及它们的衍生物或聚合物。醛糖 酮糖丙糖 (甘油醛和二羟丙酮) 丁糖 戊糖 己糖 三、三、 糖的命名与分类糖的命名与分类（1）单糖：不能被水解称更小分子的糖。（2）寡糖：2-6个单糖分子脱水缩合而成（3）多糖：均一性多糖：淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质不均

2、一性多糖：糖胺多糖类(透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等)（4）结合糖(复合糖，糖缀合物)： 糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等（5）糖的衍生物：糖醇、糖酸、糖胺、糖苷四、四、 糖类的生物学功能糖类的生物学功能(1) 能源(2)结构成分(3)物质代谢的碳骨架（碳源）。(4) 细胞间或生物大分子之间识别的信息分子糖蛋白第二节第二节 单糖单糖一、一、 单糖的结构单糖的结构1、 单糖的链状结构单糖的链状结构确定链状结构的方法（葡萄糖）： a. 与Fehling试剂或其它醛试剂反应，含有醛基。 b. 与乙酸酐反应，产生具有五个乙酰基的衍生物。 c. 用钠、汞剂作用，生成山梨醇。 图2链状结构用Fi

3、sher投影式表示：碳骨架、竖直写；氧化程度最高的碳原子在上方左旋异构体(levorotary,L)或L型异构体。右旋型异构体(dextrorotary)，或D型异构体。差向异构体差向异构体(epimer)：又：又称表异构体，只有一个不对称碳原子上的基因排列方式不同的非对映异构体，如D-葡萄糖与D-半乳糖。 2、 单糖的环状结构单糖的环状结构Havorth结构式：结构式： 画一个五员或六员环 从氧原子右侧的端基碳(anomerio carbon)开始，画上半缩醛羟基，在Fischer投影式中右侧的居环下，左侧居环上。-型及-型头异构体。构象式：构象式：最能正确地反映糖的环状结构折叠形结构。3、

4、 几种重要的单糖的链状和环状结构式几种重要的单糖的链状和环状结构式(1) 丙糖：D-甘油醛 二羟丙酮(2) 丁糖：D-赤鲜糖 D-赤鲜酮糖(3) 戊糖：D-核糖 D-脱氧核糖 D-核酮糖 (4) 己糖：D-葡萄糖(-型及型) D-果糖(5) 庚糖：D-景天庚酮糖5、 构型与构象构型与构象构型：构型：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较定的立体结构 构象：构象：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 6、 构型与旋光性构型与旋光性构型不同旋光性就不同。构型与旋光性之间没有必然的对应规律，每一种物质的旋光性只能通

5、过实验来确定。二、二、 单糖的物理化学性质单糖的物理化学性质（一）物理性质（一）物理性质旋光性：是鉴定糖的一个重要指标甜度：以蔗糖的甜度为标准溶解性：易溶于水而难溶于乙醚、丙酮等有面溶剂(二二) 化学性质化学性质1、 变旋。变旋。在溶液中，糖的链状结构和环状结构(、)之是可以相互转变，最后达到一个动态平衡，称为变旋现象。2、 糠醛反应糠醛反应(HCL)(1) Molish反应Molish反应可以鉴定单糖的存在。(2) Seliwannoff反应酮糖 HCL、间苯二酚 红色醛糖 HCL、间苯二酚 浅色3、 氧化反应氧化反应图7、12醛基氧化：糖酸(aldonic acid)伯醇基氧化：糖醛酸(u

6、ronic acid)醛基、伯醇基同时氧化：糖二酸(alduric acid)还原性糖：能被弱氧化剂(如Fehhing试剂、Benedict试剂)氧化的糖4、 还原反应还原反应5、 异构化异构化在弱碱性溶液中，在弱碱性溶液中，D-葡萄糖、葡萄糖、D-甘露糖和甘露糖和D-果糖，可果糖，可以通过烯醇或而相互转化以通过烯醇或而相互转化图图7.15 6、 酯化酯化磷酸糖酯及其衍生物是糖的代谢活性形式(糖代谢的中间产物)。硫酸糖酯葡萄糖的核苷二磷酸酯，如UDPG参与多糖的生物合成。 7、 糖苷化糖苷化8、 糖脎反应糖脎反应(亲核加成亲核加成)糖脎反应发生在醛糖和酮糖的链状结构上。糖脎反应发生在醛糖和酮糖

7、的链状结构上。糖脎糖脎四、四、 重要的单糖衍生物重要的单糖衍生物1、 糖醇糖醇2、 糖醛酸糖醛酸单糖的伯醇基被氧化成-COOH。-D-葡萄醛酸和差向异构物-L-艾杜糖醛酸3 、 氨 基 糖、 氨 基 糖 ( 糖 胺 ）糖 胺 ） a m i n o s u g a r, glycosamine)图 7.23 D-葡萄糖胺 D-半乳糖胺(D-galactosamine) N-乙酰糖胺。4、 糖苷糖苷Glc糖苷，Gal糖苷。5、 脱氧糖脱氧糖6-脱氧D-甘露糖 L-岩藻糖 2-脱氧D-核糖 第二节第二节 寡糖寡糖1、麦芽糖、麦芽糖性质：性质： 变旋现象变旋现象 具有还原性具有还原性 能成脎能成脎图

8、7.26 麦芽糖 纤维二糖 蔗糖2、 蔗糖蔗糖 葡萄糖葡萄糖- ， (1-2)-果糖苷果糖苷性质：性质： 无变旋现象 无还原性 不能成脎结构：结构： 3、 乳糖乳糖结构：结构： 两种异构体。 -半乳糖 (1-4)糖苷键 (或)-葡萄糖性质：性质： 有变旋现象 具有还原性 能成脎图 7.25乳糖的两种异构体 -Lactose -lactose4、 纤维二糖纤维二糖(cellobiose)结构：结构：两分子-葡萄糖 -(1，4)糖苷键 性质：性质： 具有变旋现象 具有还原性 能成脎纤维二糖纤维二糖葡萄糖葡萄糖- (1，4)-葡萄糖苷葡萄糖苷5、 海藻糖海藻糖两分子-D-Glc，在C1上的两个半缩醛

9、羟基之间脱水，由-1.1糖苷键构成。第四节第四节 多糖多糖一、一、 均一性多糖均一性多糖1、 淀粉淀粉 直链淀粉：长而紧密的螺旋管形。遇碘显兰色图图7.30 直链淀粉 支链淀粉：不能形成螺旋管，遇碘显紫色。 2、 糖元糖元每隔4个葡萄糖残基便有一个分支含有大量的非原性端，可以被迅速动员水解。遇碘显红褐色。3、 纤维素纤维素-D-葡萄糖分子以-(1-4)糖苷键相连而成直链。 图图7.335、 几丁质几丁质(壳多糖壳多糖)：N-乙酰-D-葡萄糖胺以(1，4)糖苷链相连成的直链。二、二、 不均一性多糖不均一性多糖糖胺聚糖，粘多糖(mucopoly saceharides)、氨基多糖等。蛋白聚糖的主要

10、组分1、透明质酸2、硫酸软骨素3、硫酸皮肤素4、硫酸用层酸5、肝素6、硫酸乙酰肝素第五节第五节 结合糖结合糖糖蛋白（蛋白聚糖、肽聚糖），糖脂，糖核酸一、一、 糖蛋白糖蛋白短的寡糖链与蛋白质共价相连总体性质更接近蛋白质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 1、 糖链与蛋白的连接方式糖链与蛋白的连接方式N-糖苷键型：寡糖链（GlcNAC的的-羟基）羟基）与Asn的酰胺基、N-未端的-氨基、Lys或Arg的W-氨基相连图图15 O-糖苷键型：寡糖链（GalNAC的的-羟基）羟基）与Ser、Thr和羟基赖氨酸、羟脯氨酸

11、的羟基相连。图图16 S-糖苷键型：以半胱氨酸为连接点的糖肽键。 酯糖苷键型：以天冬氨酸、谷氨酸的游离羧基为连接点。2、 糖蛋白中糖链的结构糖蛋白中糖链的结构（1）N-糖苷键型（糖苷键型（N-连接）连接） 高甘露糖型：由GlcNAc和甘露糖组成； 复合型：除了GlcNAc和甘露糖外，还有果糖、半乳糖、唾液酸； 杂合型：包含和的特征。 图图17 五糖核心五糖核心（2）O-糖苷键型（糖苷键型（O-连接）连接）没有五糖核心。图21 人血纤维蛋白溶酶原： 图22 人免疫球蛋白IgA:3、 糖蛋白的生物学功能糖蛋白的生物学功能寡糖链参与细胞识别和分子识别 糖链影响蛋白质的稳定性和生物活性图 ：细胞表面的

12、糖蛋白二、二、 蛋白聚糖蛋白聚糖(oroteoglycans)由糖胺聚糖与多肽链共价相连构成的分子总体性质与多糖更为接近。糖胺聚糖链长而不分支，呈现重复双糖系列结构1、 蛋白聚糖中的糖肽键蛋白聚糖中的糖肽键 O-糖肽键：D-木糖与Ser羟基之间形成的； O-糖肽键：N-乙酰半乳糖胺与Thr或Ser羟基之间形成的。 N-糖肽键：N-乙酰葡萄糖胺与Asn之间形成的2、 糖白聚糖的生物学功能糖白聚糖的生物学功能主要存在于软骨、键等结缔组织和各种腺体分泌的粘液中，构成组织间质、润滑剂、防护剂等。三、三、 肽聚糖肽聚糖 peptidoglycan细菌细胞壁的主要成分，N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸通过-1.4糖苷键连接而成图14四、糖脂