生物化學(xué) 第五章 糖類

1、本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 動(dòng)物機(jī)體中的動(dòng)物機(jī)體中的4 單糖單糖4 寡糖寡糖4 多糖多糖(同多糖與雜多糖同多糖與雜多糖)4 復(fù)合糖復(fù)合糖(糖蛋白糖蛋白,蛋白聚糖蛋白聚糖,脂多糖和糖脂脂多糖和糖脂) F糖類物質(zhì)是一類糖類物質(zhì)是一類多羥基醛多羥基醛或或多羥基酮多羥基酮類化合物或聚合物；類化合物或聚合物；F糖類物質(zhì)可以根據(jù)其水解情況分為：?jiǎn)翁?、寡糖和多糖；糖類物質(zhì)可以根據(jù)其水解情況分為：?jiǎn)翁恰⒐烟呛投嗵?；F在動(dòng)物體內(nèi)，糖類物質(zhì)主要以單糖及其磷酸酯、多糖、雜多糖、在動(dòng)物體內(nèi)，糖類物質(zhì)主要以單糖及其磷酸酯、多糖、雜多糖、糖蛋白和蛋白聚糖等形式存在。糖蛋白和蛋白聚糖等形式存在。以下簡(jiǎn)要介紹我們?cè)谝院蟮母髡轮?/p>

2、常見(jiàn)的糖類及其衍生物以下簡(jiǎn)要介紹我們?cè)谝院蟮母髡轮谐Ｒ?jiàn)的糖類及其衍生物CHOC OHCH2OHHCHOC OHCHOPO32-HCH2OHC OCH2OHCH2OHC OCH2OPO32-D-甘油醛 二羥基丙酮 3-磷酸甘油醛 磷酸二羥丙酮CH2OHCCCH2OHOOHHCHOCCCCH2OHOHHOHHOHHCH2OHCCCCH2OHOHHOHHOCHOCCCH2OHOHHOHHD-赤蘚糖 D-赤蘚酮糖 D-核糖 D-2-脫氧核糖丙糖及其磷酸丙糖及其磷酸酯酯丁糖與戊糖丁糖與戊糖1. 1. 單糖單糖主要的己糖主要的己糖CHOCCCCOHHHHOOHHCH2OHHOHCHOCCCCHHOHHOO

3、HHCH2OHHOHCHOCCCCOHHHHOHHOCH2OHHOHCH2OHCCCCOHHHHOOHCH2OHHOHCH2OHCCCCOHHHHOOHCH2OHHOHD-葡萄糖 D-半乳糖 D-甘露糖 D-果糖 L-山梨糖CHCHH2CHCHCOC1C2C3C4C5OHHHHOOHHCH2OH6HHOHOHCHCOCHCHC1C2C3C4C5HHHOOHHCH2OH6HHOHOOH 吡喃 -D-吡喃葡萄糖 -D-呋喃葡萄糖 D-葡萄糖直鏈結(jié)構(gòu)C1C2C3C4C5OHHHHOOHHCH2OH6HOHOH呋喃 葡萄糖是動(dòng)物機(jī)體最重要的單糖葡萄糖是動(dòng)物機(jī)體最重要的單糖在生物體中的主要形式是在生物體

4、中的主要形式是D-吡喃吡喃-葡萄糖葡萄糖葡萄糖的構(gòu)型葡萄糖的構(gòu)型CCCCCOHHHHOOHHCH2OHHHOHOCCCCCOHHHHOOHHCH2OHHHOHOCCCCCOHHHHOOHHCH2OHHH-D-吡喃葡萄糖（36%） D-葡萄糖（0.024%） -D-吡喃葡萄糖（64%）OOH（Fischer式） （Fischer式） （Fischer式）54321OHOHHOHHOHHOHCH2OH6H54321OHOHOHHHOHHOHCOOH6H-D-吡喃葡萄糖（Haworth式） -D-吡喃葡萄糖（Haworth式） 葡萄糖的兩種半縮醛互為立體異構(gòu)體葡萄糖的兩種半縮醛互為立體異構(gòu)體,又稱為

5、異頭物（又稱為異頭物（anomer）。分別以）。分別以，表示。表示。 葡萄糖的衍生物葡萄糖的衍生物 CHO(CHOH)4CH2OHCOOH(CHOH)4CH2OHCHO(CHOH)4COOHCOOH(CHOH)4COOHD-葡萄糖酸1,6-D-葡萄糖二酸D-葡萄糖醛酸脫氫酶強(qiáng)氧化劑弱氧化劑D-葡萄糖CCCCCOHHHHOOHHCH2OHHHOOHC1C2CCCOHHHHOOHCH2OHHHOHOHCCCCCOHHHHOHHOCH2OHHHOOHCH2OHCCCCOHHHHOHCH2OHHOHOD-葡萄糖D-甘露糖1,2-烯醇式葡萄糖D-果糖Ba(OH)2葡萄糖異構(gòu)成其它的己糖葡萄糖異構(gòu)成其它的

6、己糖葡萄糖氧化成葡萄糖酸葡萄糖氧化成葡萄糖酸 或葡萄糖醛酸或葡萄糖醛酸OHOHOHHOHHOHCOOHHCH3-糖苷鍵糖基配基甲基葡萄糖苷甲基葡萄糖苷OHOHHHOHHOHCH2OHHO PO32-OHOHOHHHOHHOHH2CHOPO32-OHCH2OHHCH2OHHHHOOO PO32-PO32-OHH2CHCH2OHHHHOOO PO32-O1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖OOHHOHHHNH2HOHCH2OHHOHOHOHHHHNHOHCH2OHHOHOHOHHHHNHOHCH2OHHCOCH3COCH3OHOHOHHHNH2HOHCH2OHH-D-葡

7、萄糖胺 -D-半乳糖胺 -D-N-乙酰葡萄糖胺 -D-N-乙酰半乳糖胺葡萄糖和果糖的磷酸酯葡萄糖和果糖的磷酸酯己糖胺己糖胺2. 2. 雙糖雙糖1OHOHHHOHHOHCH2OHHCH2OHHH2HOOHOCH2HO1OHOHHHOHHOHCH2OHHO4OHHOHHOHHOHCH2OHH-D-葡萄糖 -D-果糖蔗糖分子結(jié)構(gòu)（葡萄糖,-1,2-果糖苷） 麥芽糖分子結(jié)構(gòu)（葡萄糖-1,4-葡萄糖苷）OH1OOHHHOHHOHCH2OHHO4OHHOHHOHHOHCH2OHHH乳糖分子結(jié)構(gòu)（葡萄糖,-1,4-半乳糖苷）-半乳糖 -葡萄糖主要有主要有乳糖乳糖, ,蔗糖和麥芽糖蔗糖和麥芽糖3.3.多多 糖

8、糖 多糖（多糖（polysaccharide）是由是由20個(gè)以上的單糖或者單糖衍生物，個(gè)以上的單糖或者單糖衍生物，通過(guò)糖苷鍵連接而形成的高分子聚合物。通過(guò)糖苷鍵連接而形成的高分子聚合物。 多糖分為：多糖分為： 同多糖：同多糖：是由同一種單糖或者單糖衍生物聚合而成。如淀粉、糖是由同一種單糖或者單糖衍生物聚合而成。如淀粉、糖原、纖維素以及殼多糖等；原、纖維素以及殼多糖等； 雜多糖：雜多糖：是由不同種類的單糖或單糖衍生物聚合而成。如肝素、是由不同種類的單糖或單糖衍生物聚合而成。如肝素、透明質(zhì)酸以及硫酸軟骨素等。透明質(zhì)酸以及硫酸軟骨素等。 淀粉淀粉（Starch) 直鏈淀粉直鏈淀粉 分子量約分子量約1

9、萬(wàn)萬(wàn)-200萬(wàn)，萬(wàn)，250-260個(gè)葡萄糖分子，以個(gè)葡萄糖分子，以 （14）糖苷鍵）糖苷鍵聚合而成。呈聚合而成。呈螺旋結(jié)構(gòu)，遇碘顯紫藍(lán)色。螺旋結(jié)構(gòu)，遇碘顯紫藍(lán)色。 支鏈淀粉支鏈淀粉中除了中除了 （1 14 4）糖苷鍵構(gòu)成糖鏈以外，在支點(diǎn)處存在）糖苷鍵構(gòu)成糖鏈以外，在支點(diǎn)處存在 （1 16 6）糖苷）糖苷鍵，分子量較高。遇碘顯紫紅色。鍵，分子量較高。遇碘顯紫紅色。動(dòng)物的動(dòng)物的糖原糖原與支鏈淀粉結(jié)構(gòu)相似與支鏈淀粉結(jié)構(gòu)相似纖維素纖維素(連接鍵是連接鍵是-1,4-糖苷鍵糖苷鍵)OHHOHHOHCH2OHHOOHHOHHOHCH2OHHOOHHOHHOHCH2OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHO

10、OHHNHCOCH3HOHCH2OHH*OHn殼多糖殼多糖肝素肝素透明質(zhì)酸透明質(zhì)酸OHHOSO3HHOHHCOOHO*OHHHNSO3HHOHCH2OSO3HHOOHHOHHOHCOOHHOOHHOHHHOHCH2OSO3HHO*HNSO3HnL-艾杜糖醛酸 磺酰氨基葡萄糖 葡萄糖醛酸HOHHHOHHOHCOOHHOHOHHHNHCOCH3HCH2OHHOOO*n-D-葡萄糖醛酸 -D-N-乙酰葡萄糖胺OHHHOHHOHCOOHHOOHHHHNHCOCH3HCH2SO3HHOOO*n-D-葡萄糖醛酸 -D-N-乙酰半乳糖胺-6-硫酸硫酸軟骨素硫酸軟骨素雜多糖雜多糖 糖胺聚糖（糖胺聚糖（glyc

11、osaminoglycan，GAG）又稱為糖胺多糖、黏多糖）又稱為糖胺多糖、黏多糖（mucopolysaccharides），是一類含氮的雜多糖（），是一類含氮的雜多糖（heteropolysaccharides）。如肝素、透明）。如肝素、透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素等。它們主要存在于動(dòng)物的軟骨、肌腱等結(jié)締組織的細(xì)胞間質(zhì)中。質(zhì)酸、硫酸軟骨素等。它們主要存在于動(dòng)物的軟骨、肌腱等結(jié)締組織的細(xì)胞間質(zhì)中。多糖的生理功能多糖的生理功能調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能增強(qiáng)機(jī)體抗炎作用增強(qiáng)機(jī)體抗炎作用提高機(jī)體對(duì)病原微生物的抵抗力提高機(jī)體對(duì)病原微生物的抵抗力促進(jìn)促進(jìn)DNA和蛋白質(zhì)生物合成和蛋白質(zhì)生物合成促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)、

12、增殖促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖具有抗凝血、抗動(dòng)脈粥樣硬化、抗癌、抗輻射損傷等作用。具有抗凝血、抗動(dòng)脈粥樣硬化、抗癌、抗輻射損傷等作用。 4.4.復(fù)合糖復(fù)合糖 復(fù)合糖（復(fù)合糖（glycoconjugate）是由糖類與蛋白質(zhì)或脂類等生物是由糖類與蛋白質(zhì)或脂類等生物分子以共價(jià)鍵連接而成的糖復(fù)合物。分子以共價(jià)鍵連接而成的糖復(fù)合物。 糖蛋白（糖蛋白（glycoprotein）是由糖鏈與蛋白質(zhì)多肽鏈）是由糖鏈與蛋白質(zhì)多肽鏈 共價(jià)結(jié)合而成的球狀高分子復(fù)合物。共價(jià)結(jié)合而成的球狀高分子復(fù)合物。 蛋白聚糖（蛋白聚糖（proteoglycans，PG）是一類特殊的糖蛋白。）是一類特殊的糖蛋白。 它是由一條或多條糖胺聚糖鏈，

13、在特定的部位，與多肽鏈它是由一條或多條糖胺聚糖鏈，在特定的部位，與多肽鏈 骨架共價(jià)連接而成的生物大分子。骨架共價(jià)連接而成的生物大分子。 脂多糖（脂多糖（lipopolysaccharide）是由脂類和多糖緊密相連）是由脂類和多糖緊密相連 而成，是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁特有的組分。而成，是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁特有的組分。 糖脂（糖脂（glycolipids）是一個(gè)或多個(gè)單糖殘基通過(guò)糖苷鍵）是一個(gè)或多個(gè)單糖殘基通過(guò)糖苷鍵 與脂類連接而成的化合物。與脂類連接而成的化合物。 糖蛋白糖蛋白（glycoprotein） 是由糖鏈與蛋白質(zhì)多肽鏈共價(jià)結(jié)合而成的球狀高分子復(fù)合物。在是由糖鏈與蛋白質(zhì)多肽鏈共價(jià)結(jié)合而成的

14、球狀高分子復(fù)合物。在多數(shù)情況下，以蛋白質(zhì)為主，而糖鏈較小多數(shù)情況下，以蛋白質(zhì)為主，而糖鏈較小，其總體性質(zhì)更接近蛋白質(zhì)。，其總體性質(zhì)更接近蛋白質(zhì)。糖蛋白分子結(jié)構(gòu)包含糖鏈、蛋白質(zhì)和糖肽鍵三部分。糖蛋白分子結(jié)構(gòu)包含糖鏈、蛋白質(zhì)和糖肽鍵三部分。 糖肽鍵主要有兩種類型：糖肽鍵主要有兩種類型：N-糖肽鍵和糖肽鍵和O-糖肽鍵。糖肽鍵。 N-糖肽鍵是指糖鏈末端糖肽鍵是指糖鏈末端N-乙酰葡萄糖胺的糖環(huán)乙酰葡萄糖胺的糖環(huán)C1原子與多肽鏈上天原子與多肽鏈上天冬酰胺的酰胺基冬酰胺的酰胺基N原子共價(jià)連接；原子共價(jià)連接；O-糖肽鍵是指糖鏈末端糖肽鍵是指糖鏈末端N-乙酰半乳乙酰半乳糖胺的糖環(huán)糖胺的糖環(huán)C1原子與多肽鏈上絲氨

15、酸（原子與多肽鏈上絲氨酸（Ser）或蘇氨酸（）或蘇氨酸（Thr）的）的OH基基O原子共價(jià)連接原子共價(jià)連接. O-糖肽鍵連接糖肽鍵連接N-糖肽鍵連接糖肽鍵連接GalNAc 乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺 GlcNAc 乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺蛋白聚糖蛋白聚糖（proteoglycans，PG ） 是一類特殊的糖蛋白。它是由一條或多條糖胺聚糖鏈，在特定的是一類特殊的糖蛋白。它是由一條或多條糖胺聚糖鏈，在特定的部位，與多肽鏈骨架共價(jià)連接而成的生物大分子。部位，與多肽鏈骨架共價(jià)連接而成的生物大分子。 其總體性質(zhì)更接近糖其總體性質(zhì)更接近糖。 各種糖胺聚糖鏈與肽鏈相連并各種糖胺聚糖鏈與肽鏈相連并在透明質(zhì)酸在透明

16、質(zhì)酸 周圍形成集合體周圍形成集合體在細(xì)胞膜外形成在細(xì)胞膜外形成“糖衣殼糖衣殼”脂多糖脂多糖（lipopolysaccharide ） 是由脂類和多糖緊密相連而成，是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁特有的組分。是由脂類和多糖緊密相連而成，是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁特有的組分。脂多糖的脂類部分是脂質(zhì)脂多糖的脂類部分是脂質(zhì)A A，多糖部分為雜多糖，多糖部分為雜多糖 。 54321ONHOCH26O54321OONHOCH26FAOKDOOPO-OOPOO-OOPOO-OAFAFFAFAOPO-On多糖核心部分FA：脂肪酰基脂質(zhì)脂質(zhì)A的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 糖脂糖脂（glycolipids ） 是一個(gè)或多個(gè)單糖殘基通過(guò)糖苷鍵與脂類連接而成的化合物。它是是一個(gè)或多個(gè)單糖殘基通過(guò)糖苷鍵與脂類連接而成的化合物。它是生物膜的組成成分之一，組成生物膜的糖脂主要是甘油糖脂和鞘糖脂。生物膜的組成成分之一，組成生物膜的糖脂主要是甘油糖脂和鞘糖脂。 OOHHHHOHHOHCH2OHHCH2CHOCOR1CH2OCOR2O3OHOHHOHHHCH2OHHCH2CHOCOR1CH2OCOR2O1OH