生物化學(xué)糖類

1、 存在：普遍存在：普遍v定義與組成定義與組成 1：定義糖是：定義糖是多羥基醛或酮及其衍生物或縮多羥基醛或酮及其衍生物或縮聚物的總稱。聚物的總稱。 2：元素組成：元素組成：c、h、o 3：通式：通式：cn(h2o)m-過(guò)去稱為碳水化合物，過(guò)去稱為碳水化合物， 不準(zhǔn)確。不準(zhǔn)確。 4：作用：作用 儲(chǔ)存能量；結(jié)構(gòu)物質(zhì)；信號(hào)識(shí)別儲(chǔ)存能量；結(jié)構(gòu)物質(zhì)；信號(hào)識(shí)別第六章第六章 糖類糖類第一節(jié)第一節(jié) 單糖單糖 糖類物質(zhì)根據(jù)其水解情況可分為單糖、寡糖糖類物質(zhì)根據(jù)其水解情況可分為單糖、寡糖和多糖；和多糖； 單糖單糖：不能被水解成更小分子的糖。不能被水解成更小分子的糖。 根據(jù)其碳原子數(shù)又可分為根據(jù)其碳原子數(shù)又可分為:

2、己糖：己糖：c6， 戊糖：戊糖：c5， 丙糖丙糖c3，丁糖，丁糖c4 根據(jù)羰基的存在形式，分為根據(jù)羰基的存在形式，分為醛糖和酮糖。有醛糖和酮糖。有時(shí)時(shí)結(jié)合碳原子數(shù)和羰基，如葡萄糖為己醛糖結(jié)合碳原子數(shù)和羰基，如葡萄糖為己醛糖。一、單糖的直鏈狀結(jié)構(gòu)及構(gòu)型一、單糖的直鏈狀結(jié)構(gòu)及構(gòu)型丙糖：丙糖：c3，只有兩種，甘油醛和二羥丙酮，只有兩種，甘油醛和二羥丙酮v不對(duì)稱碳原子不對(duì)稱碳原子vd,l-構(gòu)型構(gòu)型v旋光性旋光性v旋光異構(gòu)體，旋光異構(gòu)體，2n*（n:手性碳數(shù)目）手性碳數(shù)目）丁糖：赤蘚糖丁糖：赤蘚糖戊糖：核糖，脫氧核糖，木糖戊糖：核糖，脫氧核糖，木糖己糖：己糖：v 己醛糖：己醛糖：d-葡萄糖，葡萄糖， d

3、-半乳糖，半乳糖， d-甘露糖甘露糖v 己酮糖：果糖己酮糖：果糖 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 (glyceraldehyde 3-phosphate)ohchoch2opo3h2hc醛醛 糖糖 aldose酮酮 糖糖 ketose磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 (dihydroxyacetone phosphate)ch2ohch2opo3h2c=o二羥丙酮二羥丙酮(dihydroxyacetone)ch2ohch2ohc=o123甘油醛甘油醛 (glycerose)ohchoch2ohhc123od-d-葡萄糖葡萄糖(d-glucose)choccccch2ohhohohhhohhoh123456d

4、-d-葡萄糖葡萄糖(d-glucose)choccccch2ohhohohhhohhoh123456二、單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)二、單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)v單糖的性質(zhì)鏈狀結(jié)構(gòu)不能解釋的地方：?jiǎn)翁堑男再|(zhì)鏈狀結(jié)構(gòu)不能解釋的地方：無(wú)無(wú)schiff試劑（品紅試劑（品紅亞硫酸）顏色反應(yīng)。亞硫酸）顏色反應(yīng)。只能與只能與1分子甲醇結(jié)合成甲基葡萄糖，不能如分子甲醇結(jié)合成甲基葡萄糖，不能如一般醛類分子能與一般醛類分子能與2分子甲醇作用形成縮醛。分子甲醇作用形成縮醛。 v變旋現(xiàn)象變旋現(xiàn)象：一般醛類在水溶液中只有一一般醛類在水溶液中只有一個(gè)比旋光度，但新配制的葡萄糖水溶液的個(gè)比旋光度，但新配制的葡萄糖水溶液的比旋光度比旋光度數(shù)值隨時(shí)

5、間而改變（非方向）數(shù)值隨時(shí)間而改變（非方向）。v以葡萄糖為例：平衡處以葡萄糖為例：平衡處+52.6+52.60 0v鏈?zhǔn)芥準(zhǔn)?型（乙醇）型（乙醇） 型（吡啶）型（吡啶） 0.0240.024 3636 6464 ？ +146+1460 0 +18.7 +18.70 0v本質(zhì)：糖在水溶液中要發(fā)生鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)與環(huán)式結(jié)構(gòu)本質(zhì)：糖在水溶液中要發(fā)生鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)與環(huán)式結(jié)構(gòu)的互變，的互變，型與型與型的互變，最后達(dá)到平衡。型的互變，最后達(dá)到平衡。（1） 1893年fischer提出環(huán) 狀結(jié)構(gòu)1*半縮醛羥基單糖的單糖的型和型和型型v在在d系糖中，半縮醛羥基（即系糖中，半縮醛羥基（即c1上的上的oh）和氧橋在和氧橋在同側(cè)

6、同側(cè)的稱的稱一型一型，在異側(cè)的稱，在異側(cè)的稱型。型。c1稱異頭碳原子，所以稱異頭碳原子，所以和和兩種不兩種不同形式的異構(gòu)體稱異頭物。同形式的異構(gòu)體稱異頭物。v15氧橋型氧橋型（氧橋是第（氧橋是第1和第和第5碳原子連碳原子連接），接），15氧橋的環(huán)形糖為氧橋的環(huán)形糖為吡喃糖。吡喃糖。還可還可以有以有14氧橋型，為呋喃糖氧橋型，為呋喃糖 。 （2）單糖的）單糖的haworth式（式（1926年）年）天然單糖大多數(shù)是 d-型糖c1上羥基位置不同出現(xiàn)-，-兩種構(gòu)型 吡喃型（葡萄糖結(jié)構(gòu)式）oohohhhohohhhhohoohhohohhhohoh -d-吡喃甘露糖吡喃甘露糖 -d-呋喃果糖呋喃果糖三、

7、單糖的椅式和船式構(gòu)象三、單糖的椅式和船式構(gòu)象 v折疊成折疊成2椅式和椅式和6船式兩種構(gòu)象船式兩種構(gòu)象 v椅式比船式穩(wěn)定椅式比船式穩(wěn)定 四、單糖的性質(zhì)四、單糖的性質(zhì)（一）物理性質(zhì)（一）物理性質(zhì)旋光性：一切糖類（除二羥丙酮）都具有旋光性：一切糖類（除二羥丙酮）都具有不對(duì)稱碳原子，都具有旋光性，可左旋或不對(duì)稱碳原子，都具有旋光性，可左旋或右旋；右旋；甜度：甜度不一，以蔗糖為基準(zhǔn)，單糖中甜度：甜度不一，以蔗糖為基準(zhǔn)，單糖中果糖最甜，甜度果糖最甜，甜度1.33；多糖無(wú)甜味；多糖無(wú)甜味 。溶解度：溶于水，不溶于有機(jī)溶劑溶解度：溶于水，不溶于有機(jī)溶劑（二）化學(xué)性質(zhì)（二）化學(xué)性質(zhì)v.與強(qiáng)酸的作用：形成糠醛及其

8、衍生物v反應(yīng)式及其原理：書反應(yīng)式及其原理：書p213，分子內(nèi)脫水成環(huán)，分子內(nèi)脫水成環(huán)，再脫水成雙鍵。再脫水成雙鍵。v糠醛（戊糖）及羥甲基糠醛（己糖）皆能與酚糠醛（戊糖）及羥甲基糠醛（己糖）皆能與酚類化合物產(chǎn)生結(jié)構(gòu)尚不明了的各種有色物質(zhì)。類化合物產(chǎn)生結(jié)構(gòu)尚不明了的各種有色物質(zhì)。v用途：鑒定糖用途：鑒定糖。v一萘酚，一萘酚， molisch，紫，糖類，紫，糖類v間苯二酚間苯二酚 ，seliwanoff，紅，紅,鑒定鑒定酮糖酮糖v間苯三酚，間苯三酚，tollen試驗(yàn)，櫻桃紅色物質(zhì)，試驗(yàn)，櫻桃紅色物質(zhì)，鑒定戊糖鑒定戊糖 v甲基間苯二酚，甲基間苯二酚，bial試驗(yàn)，綠色溶液或試驗(yàn)，綠色溶液或沉淀沉淀 ，

9、鑒定戊糖，鑒定戊糖 v蒽酮反應(yīng)：藍(lán)綠色，鑒定糖類，用蒽酮反應(yīng)：藍(lán)綠色，鑒定糖類，用于總糖含量的測(cè)定。于總糖含量的測(cè)定。 （2 2）單糖的氧化（即單糖的還原性）單糖的氧化（即單糖的還原性）v 單糖和部分二糖的半縮醛羥基在堿性溶液中單糖和部分二糖的半縮醛羥基在堿性溶液中具還原性。具還原性。v 常用的試劑為含常用的試劑為含cucu2+2+的堿性溶液（的堿性溶液（fehlingfehling試試劑）劑）。即硫酸銅溶液與。即硫酸銅溶液與kohkoh和酒石酸鉀鈉配成和酒石酸鉀鈉配成的試劑稱的試劑稱fehlingfehling試劑試劑。v如用無(wú)水如用無(wú)水nana2 2coco3 3代替代替kohkoh（或（

10、或naohnaoh）所成的試劑，）所成的試劑，則稱則稱benedictbenedict試劑試劑。檢測(cè)糖尿病。檢測(cè)糖尿病。v此反應(yīng)可用來(lái)作為還原糖的此反應(yīng)可用來(lái)作為還原糖的定性定性依據(jù)。依據(jù)。fehling反應(yīng)定量測(cè)糖含量反應(yīng)定量測(cè)糖含量形成糖苷 v糖的糖的半縮醛羥基半縮醛羥基與其它物質(zhì)的羥基或氨基脫與其它物質(zhì)的羥基或氨基脫水縮合形成的化合物為糖苷。水縮合形成的化合物為糖苷。v若羥基由另一分子糖提供，生成的糖苷則稱若羥基由另一分子糖提供，生成的糖苷則稱為二糖，如麥芽糖：葡萄糖為二糖，如麥芽糖：葡萄糖-1,4-1,4-葡萄糖苷。葡萄糖苷。v糖苷的糖苷的構(gòu)型構(gòu)型由提供半縮醛羥基的糖決定。分由提供半縮

11、醛羥基的糖決定。分為為及及糖苷。糖苷。v糖苷無(wú)還原性。糖苷無(wú)還原性。第二節(jié)第二節(jié) 寡糖寡糖 寡糖是由26個(gè)單糖分子縮合形成的糖。較常見(jiàn)的為二糖和三糖。v一：二糖一：二糖disaccharides 由兩個(gè)相同或不同的單糖組成由兩個(gè)相同或不同的單糖組成,常見(jiàn)的有乳糖常見(jiàn)的有乳糖、蔗糖、麥芽糖等、蔗糖、麥芽糖等. 表示方法表示方法：指出指出糖苷糖苷鍵所連接的兩個(gè)碳原子鍵所連接的兩個(gè)碳原子的位置，由糖基的碳位用箭頭指向配基的碳位的位置，由糖基的碳位用箭頭指向配基的碳位。och2ohhhohhhohhohoohoh2chohhohhhohh14-d-葡萄糖葡萄糖基基-（14）-d-葡萄糖葡萄糖 （14）

12、糖苷鍵）糖苷鍵麥芽糖麥芽糖(maltose)：有還原性：有還原性蔗糖蔗糖(sucrose)：無(wú)還原性：無(wú)還原性hch2ohhohohhch2ohooohoh2chohhohhhohh112-d-葡萄糖葡萄糖基基-（1 2）-d-果糖果糖，（1 2）乳糖乳糖(lactose)有還原性有還原性ooch2ohhohhohhhohhoch2ohhhohhhohohh14-d-半乳糖半乳糖基基-（14）-d-葡萄糖葡萄糖第三節(jié)：多糖第三節(jié)：多糖v多糖是由多個(gè)單糖分子縮合、失水而成。v按照單體是否相同，多糖可分為按照單體是否相同，多糖可分為v 均一多糖：由一種單糖縮合而成 v 不均一多糖：由不同類型的單體

13、縮合而成v多糖在水溶液中不形成真溶液，只能形成膠多糖在水溶液中不形成真溶液，只能形成膠體，沒(méi)有甜味，也體，沒(méi)有甜味，也無(wú)還原性無(wú)還原性，有旋光性，但，有旋光性，但無(wú)變旋現(xiàn)象。無(wú)變旋現(xiàn)象。（一）（一） 均一多糖均一多糖1 1，淀粉，淀粉v 來(lái)源：植物的種子、根莖及果實(shí)來(lái)源：植物的種子、根莖及果實(shí)v功能：植物儲(chǔ)存多糖功能：植物儲(chǔ)存多糖v結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： -1,4-1,4-糖苷鍵糖苷鍵( (一一) )直鏈淀粉直鏈淀粉v 天然淀粉中約有天然淀粉中約有20-30%20-30%的淀粉為直鏈的淀粉為直鏈淀粉。淀粉。v直鏈淀粉分子量約直鏈淀粉分子量約1 1萬(wàn)萬(wàn)-200-200萬(wàn)，萬(wàn)，600-600-1200012

14、000個(gè)個(gè)d-d-葡萄糖殘基通過(guò)葡萄糖殘基通過(guò)-1,4-1,4-糖苷糖苷鍵鍵連接而成的的一條長(zhǎng)鏈。連接而成的的一條長(zhǎng)鏈。v二級(jí)結(jié)構(gòu)呈螺旋結(jié)構(gòu)，遇碘顯二級(jí)結(jié)構(gòu)呈螺旋結(jié)構(gòu)，遇碘顯紫藍(lán)色。紫藍(lán)色。直直鏈鏈淀淀粉粉的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)( (二二) )支鏈淀粉支鏈淀粉v在天然淀粉中約有在天然淀粉中約有70-80%70-80%的淀粉為支鏈淀的淀粉為支鏈淀粉。粉。v直鏈中以直鏈中以 （1 14 4）糖苷鍵構(gòu)成糖主鏈，分）糖苷鍵構(gòu)成糖主鏈，分支點(diǎn)處以支點(diǎn)處以 （1 16 6）糖苷鍵相連。）糖苷鍵相連。v側(cè)鏈上每隔側(cè)鏈上每隔6-76-7個(gè)個(gè)d-d-葡萄糖殘基又能再形成另一葡萄糖殘基又能再形成另一分支鏈結(jié)構(gòu)分支鏈結(jié)構(gòu)。分

15、子呈現(xiàn)復(fù)雜的樹(shù)狀分支結(jié)構(gòu)。分子呈現(xiàn)復(fù)雜的樹(shù)狀分支結(jié)構(gòu)。v遇碘顯紫紅色。遇碘顯紫紅色。ohhoch2ohch2ohooooch2ch2ohoooohoooo直鏈淀粉直鏈淀粉(amylose) 支鏈淀粉支鏈淀粉(amylopectin)藍(lán)色藍(lán)色: -1,4-糖苷鍵糖苷鍵紅色紅色: -1,6-糖苷鍵糖苷鍵非還原端還原端還原端非還原端2 2，糖原，糖原v 糖原為糖原為動(dòng)物體內(nèi)貯存的主要多糖動(dòng)物體內(nèi)貯存的主要多糖，此多糖相當(dāng)于植，此多糖相當(dāng)于植物體內(nèi)貯存的淀粉，所以糖原也稱為物體內(nèi)貯存的淀粉，所以糖原也稱為動(dòng)物淀粉動(dòng)物淀粉；v高等動(dòng)物的肝臟和肌肉組織中含有較多的糖原。高等動(dòng)物的肝臟和肌肉組織中含有較多的

16、糖原。v性質(zhì)：無(wú)定形粉末，遇碘呈棕紅色，無(wú)還原性。性質(zhì)：無(wú)定形粉末，遇碘呈棕紅色，無(wú)還原性。v結(jié)構(gòu)類似支鏈淀粉，結(jié)構(gòu)類似支鏈淀粉， (1 (14) 4)， (1 (16) 6)3 3，纖，纖 維維 素素v 來(lái)源：植物纖維部分來(lái)源：植物纖維部分 棉花、亞麻和黃麻都含有大量?jī)?yōu)質(zhì)的纖維素。棉花、亞麻和黃麻都含有大量?jī)?yōu)質(zhì)的纖維素。木材中的纖維素則常與半纖維素和木質(zhì)素共同存木材中的纖維素則常與半纖維素和木質(zhì)素共同存在。在。v功能：植物結(jié)構(gòu)多糖功能：植物結(jié)構(gòu)多糖。v性質(zhì)：極不性質(zhì)：極不溶溶于水于水、稀酸、稀堿和有機(jī)溶劑、稀酸、稀堿和有機(jī)溶劑；天天然纖維素為無(wú)臭、無(wú)味的白色絲狀物；與碘無(wú)顏然纖維素為無(wú)臭、無(wú)味的白色絲狀物；與碘無(wú)顏色反應(yīng)。色反應(yīng)。纖維素的結(jié)構(gòu)纖維素的結(jié)構(gòu)v由葡萄糖以由葡萄糖以 （1 14 4）糖）糖苷鍵連接而苷鍵連接而成的直鏈，成的直鏈，不含支鏈。不含支鏈。纖維結(jié)構(gòu)單纖維結(jié)構(gòu)單位平行排列，位平行排列，鏈間的鏈間的g-ohg-oh極易形成氫極易形成氫鍵。鍵。植物