糖類(lèi)的結(jié)構(gòu)與功能1實(shí)用教案

1、 大多數(shù)單糖都是手性化合物，有大多數(shù)單糖都是手性化合物，有D-D-及及L-L-兩種異構(gòu)兩種異構(gòu)體。以體。以D-, L-D-, L-甘油醛為參照，以距醛基最遠(yuǎn)的不對(duì)甘油醛為參照，以距醛基最遠(yuǎn)的不對(duì)稱(chēng)稱(chēng)(duchn)(duchn)碳原子為準(zhǔn)，羥基在左的為碳原子為準(zhǔn)，羥基在左的為L(zhǎng) L構(gòu)型，羥構(gòu)型，羥基在右的為基在右的為D D構(gòu)型。構(gòu)型。(一)、單糖(dn tn)的構(gòu)型CHOHCOHCH2OHD-D-甘油醛甘油醛 CHOHOCHCH2OHL-L-甘油醛甘油醛二、單糖的構(gòu)型、結(jié)構(gòu)(jigu)、構(gòu)象CHOHCOHHOCHHCOHHCOHCH2OH12345D-葡萄糖CH2OHCOHOCHHCOHHCOH

2、CH2OH12345D-果糖第2頁(yè)/共29頁(yè)第1頁(yè)/共29頁(yè)第一頁(yè)，共29頁(yè)。-古洛糖古洛糖-艾杜糖艾杜糖-半乳糖半乳糖-塔羅糖塔羅糖-阿洛糖阿洛糖-阿卓糖阿卓糖-葡萄糖葡萄糖-甘露甘露(gnl)糖糖-木糖木糖-來(lái)蘇糖來(lái)蘇糖-核糖核糖-阿拉伯糖阿拉伯糖-赤蘚糖赤蘚糖 -蘇糖蘇糖-甘油醛甘油醛六六碳碳醛醛糖糖五五碳碳醛醛糖糖四四碳碳醛醛糖糖三三碳碳醛醛糖糖葡萄糖葡萄糖G Glucoselucose第3頁(yè)/共29頁(yè)第2頁(yè)/共29頁(yè)第二頁(yè)，共29頁(yè)。D-阿洛酮糖阿洛酮糖 D-果糖果糖(gutng) D-山梨糖山梨糖 D-塔格糖塔格糖D-核酮糖核酮糖 D-木酮糖木酮糖D-赤蘚酮糖赤蘚酮糖二羥丙酮二羥丙

3、酮(bn tn)六六碳碳酮酮糖糖五碳五碳酮糖酮糖四四碳碳酮酮糖糖三三碳碳酮酮糖糖果糖果糖(gutng)Fructo(gutng)Fructosese第4頁(yè)/共29頁(yè)第3頁(yè)/共29頁(yè)第三頁(yè)，共29頁(yè)。葡萄糖的結(jié)構(gòu)葡萄糖的結(jié)構(gòu)(jigu)半縮醛半縮醛吡喃糖吡喃糖呋喃糖呋喃糖OCH2OHOHOHOH15OH-D-吡喃葡萄糖OCH2OHOHOHOHOH15-D-吡喃葡萄糖OCH2OHHO-CHOHOHOH14-D-呋喃葡萄糖多羥基多羥基醛的開(kāi)醛的開(kāi)環(huán)形式環(huán)形式CHOHCOHHOCHHCOHHCOHCH2OH12345OCH2OHHO-CHOHOH14OH-D-呋喃葡萄糖( (二二) )、單糖、單糖(d

4、n tn)(dn tn)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)第5頁(yè)/共29頁(yè)第4頁(yè)/共29頁(yè)第四頁(yè)，共29頁(yè)。D-核糖核糖D-脫氧核糖脫氧核糖第6頁(yè)/共29頁(yè)第5頁(yè)/共29頁(yè)第五頁(yè)，共29頁(yè)。葡萄糖的構(gòu)象(u xin)船式椅式OCH2OHOHOHOHOH椅式構(gòu)象椅式構(gòu)象(u xin)(u xin)使扭使扭張強(qiáng)度減到最低因而較穩(wěn)定。張強(qiáng)度減到最低因而較穩(wěn)定。椅式構(gòu)象椅式構(gòu)象(u xin)(u xin)中中- -型異構(gòu)體全部為平伏鍵，較型異構(gòu)體全部為平伏鍵，較- -型異構(gòu)體更穩(wěn)定。型異構(gòu)體更穩(wěn)定。( (三三) )、單糖、單糖(dn tn)(dn tn)的構(gòu)的構(gòu)象象OCH2OHHOHOOHOHOCH2OHHOHOOHOH第

5、7頁(yè)/共29頁(yè)第6頁(yè)/共29頁(yè)第六頁(yè)，共29頁(yè)。三、自然界存在的重要三、自然界存在的重要(zhngyo)(zhngyo)單糖及其單糖及其衍生物衍生物 自然界的單糖以已糖最重要，包括葡萄糖、果糖、半自然界的單糖以已糖最重要，包括葡萄糖、果糖、半乳糖等。自然界中只有乳糖等。自然界中只有(zhyu)葡萄糖和果糖有游離葡萄糖和果糖有游離態(tài)存在。態(tài)存在。 -D-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 -D-D-吡喃半乳糖吡喃半乳糖 -D-D-呋喃呋喃(fnn)(fnn)果糖果糖第8頁(yè)/共29頁(yè)第7頁(yè)/共29頁(yè)第七頁(yè)，共29頁(yè)。 單糖(dn tn)的重要衍生物：v糖醇糖醇v糖醛酸：由單糖的伯醇基氧化而糖醛酸：由單糖的伯

6、醇基氧化而得。得。v氨基糖或糖胺：糖中的羥基為氨氨基糖或糖胺：糖中的羥基為氨基所取代?；〈?。v糖苷：?jiǎn)翁堑陌肟s醛上羥基與非糖苷：?jiǎn)翁堑陌肟s醛上羥基與非糖物質(zhì)糖物質(zhì)(wzh)(wzh)(醇、酚等醇、酚等) )的羥基的羥基形成的縮醛。形成的縮醛。第9頁(yè)/共29頁(yè)第8頁(yè)/共29頁(yè)第八頁(yè)，共29頁(yè)。四、寡糖 寡糖寡糖(oligosaccharide)(oligosaccharide)是少數(shù)單糖是少數(shù)單糖(2(21010個(gè)個(gè)) )縮合的聚合物縮合的聚合物 最重要的寡糖是雙糖最重要的寡糖是雙糖, ,如麥芽糖、蔗糖、乳糖如麥芽糖、蔗糖、乳糖(r tn)(r tn)、纖維二糖。、纖維二糖。第10頁(yè)/共29

7、頁(yè)第9頁(yè)/共29頁(yè)第九頁(yè)，共29頁(yè)。纖維二糖纖維二糖 - -葡萄糖葡萄糖(14)(14)葡萄糖葡萄糖 乳糖乳糖 - -半乳糖半乳糖(1(14)4) - -葡萄糖葡萄糖 蔗糖蔗糖 - -葡萄糖葡萄糖( (12)12) - -果糖果糖 麥芽糖麥芽糖 - -葡萄糖葡萄糖(14)(14)葡萄糖葡萄糖 第11頁(yè)/共29頁(yè)第10頁(yè)/共29頁(yè)第十頁(yè)，共29頁(yè)。v 糖的還原性可反應(yīng)的羰基可反應(yīng)的羰基葡萄糖、麥芽糖、纖維二糖、乳糖葡萄糖、麥芽糖、纖維二糖、乳糖(r tn)：還：還原糖原糖蔗糖蔗糖(zhtng)：非還原糖非還原糖第12頁(yè)/共29頁(yè)第11頁(yè)/共29頁(yè)第十一頁(yè)，共29頁(yè)。五、多糖(du tn) 多糖多

8、糖(polysaccharide)(polysaccharide)是由多個(gè)單糖基以糖是由多個(gè)單糖基以糖苷鍵相連而形成的高聚物。苷鍵相連而形成的高聚物。 貯存多糖：淀粉和糖原；結(jié)構(gòu)多糖：纖維素和貯存多糖：淀粉和糖原；結(jié)構(gòu)多糖：纖維素和幾丁質(zhì)。幾丁質(zhì)。 多糖沒(méi)有還原性和變旋現(xiàn)象，無(wú)甜味，大多不多糖沒(méi)有還原性和變旋現(xiàn)象，無(wú)甜味，大多不溶于水。溶于水。 多糖的結(jié)構(gòu)包括多糖的結(jié)構(gòu)包括(boku)(boku)單糖的組成、糖苷鍵單糖的組成、糖苷鍵的類(lèi)型、單糖的排列順序的類(lèi)型、單糖的排列順序3 3個(gè)基本結(jié)構(gòu)因素。個(gè)基本結(jié)構(gòu)因素。第13頁(yè)/共29頁(yè)第12頁(yè)/共29頁(yè)第十二頁(yè)，共29頁(yè)。( (一一) )、淀粉、淀

9、粉(dinfn)(Starch)(dinfn)(Starch)與糖原與糖原(Glycogen)(Glycogen)1. 1. 淀粉（分為直鏈淀粉和支鏈淀粉）淀粉（分為直鏈淀粉和支鏈淀粉）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)，250-300250-300個(gè)葡萄糖分子以個(gè)葡萄糖分子以-(1,4)-(1,4)糖苷鍵連接聚合糖苷鍵連接聚合(jh)(jh)而成。呈螺而成。呈螺旋結(jié)構(gòu)。旋結(jié)構(gòu)。 -Amylose1-4 linkage, no branchingStarch a storage polysaccharide第14頁(yè)/共29頁(yè)第13頁(yè)/共29頁(yè)第十三頁(yè)，共29頁(yè)。支

10、鏈淀粉中除了以支鏈淀粉中除了以-(1,4)-(1,4)糖苷鍵連接構(gòu)成糖苷鍵連接構(gòu)成(guchng)(guchng)糖鏈以外，在支點(diǎn)處存在糖鏈以外，在支點(diǎn)處存在-(1,6)-(1,6)糖苷鍵，糖苷鍵，分子量較高。分子量較高。Amylopectin 1-4 linkage with 1-6 branching第15頁(yè)/共29頁(yè)第14頁(yè)/共29頁(yè)第十四頁(yè)，共29頁(yè)。淀粉用酸或酶或酸淀粉用酸或酶或酸- -酶水解為酶水解為G G的過(guò)程的過(guò)程(guchng)(guchng)是逐步的。是逐步的。淀粉與碘的呈色反應(yīng)與淀粉糖苷鏈的長(zhǎng)度有關(guān)：淀粉與碘的呈色反應(yīng)與淀粉糖苷鏈的長(zhǎng)度有關(guān)：鏈長(zhǎng)鏈長(zhǎng)6 6個(gè)葡萄糖基，無(wú)色

11、個(gè)葡萄糖基，無(wú)色(w s);(w s);鏈長(zhǎng)鏈長(zhǎng)2020個(gè)葡萄糖基，呈紅色個(gè)葡萄糖基，呈紅色; ;鏈長(zhǎng)鏈長(zhǎng)6060個(gè)葡萄糖基，呈藍(lán)色。個(gè)葡萄糖基，呈藍(lán)色。 淀粉淀粉紫色糊精紫色糊精紅色糊精紅色糊精無(wú)色糊精無(wú)色糊精麥芽糖麥芽糖G G 藍(lán)色藍(lán)色 紫色紫色 紅色紅色 無(wú)色無(wú)色 無(wú)色無(wú)色 無(wú)色無(wú)色與碘作用生與碘作用生成的顏色成的顏色淀粉的水淀粉的水解過(guò)程解過(guò)程第16頁(yè)/共29頁(yè)第15頁(yè)/共29頁(yè)第十五頁(yè)，共29頁(yè)。2. 2. 糖原糖原 又稱(chēng)動(dòng)物淀粉，與支鏈淀粉結(jié)構(gòu)又稱(chēng)動(dòng)物淀粉，與支鏈淀粉結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)相相似。與碘反應(yīng)呈紅紫色。似。與碘反應(yīng)呈紅紫色。第17頁(yè)/共29頁(yè)第16頁(yè)/共29頁(yè)第十

12、六頁(yè)，共29頁(yè)。8,000-12,000 residues in a plant microfilament（二）纖維素（二）纖維素(Cellulose - a structural polysaccharide)纖維素是自然界最豐富纖維素是自然界最豐富(fngf)(fngf)的有機(jī)化合物，是一種線(xiàn)性的由的有機(jī)化合物，是一種線(xiàn)性的由D-D-吡喃葡萄糖基借吡喃葡萄糖基借-(1,4)-(1,4)糖苷鍵連接的沒(méi)有分支的同多糖。糖苷鍵連接的沒(méi)有分支的同多糖。第18頁(yè)/共29頁(yè)第17頁(yè)/共29頁(yè)第十七頁(yè)，共29頁(yè)。（三）殼多糖（幾丁質(zhì)）（三）殼多糖（幾丁質(zhì)）由由N-N-乙酰乙酰-D-D-氨基葡萄糖以氨基

13、葡萄糖以-(1,4)-(1,4)糖苷鍵縮合成的同多糖。糖苷鍵縮合成的同多糖。比較堅(jiān)硬比較堅(jiān)硬(jinyng)(jinyng)，為甲殼動(dòng)物等的結(jié)構(gòu)材料。，為甲殼動(dòng)物等的結(jié)構(gòu)材料。第19頁(yè)/共29頁(yè)第18頁(yè)/共29頁(yè)第十八頁(yè)，共29頁(yè)。六、糖復(fù)合物六、糖復(fù)合物 糖復(fù)合物是糖類(lèi)的還原端和其他非糖組分以共價(jià)鍵結(jié)合糖復(fù)合物是糖類(lèi)的還原端和其他非糖組分以共價(jià)鍵結(jié)合(jih)的產(chǎn)物。的產(chǎn)物。 常見(jiàn)的復(fù)合糖有糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂和脂多糖等。常見(jiàn)的復(fù)合糖有糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂和脂多糖等。第20頁(yè)/共29頁(yè)第19頁(yè)/共29頁(yè)第十九頁(yè)，共29頁(yè)。N-乙酰氨基葡萄糖絲氨酸殘基天冬酰胺殘基N-乙酰半乳糖胺( (一一

14、) )、糖蛋白、糖蛋白(Glycoprotein)(Glycoprotein)與蛋白聚糖與蛋白聚糖(proteoglycan)(proteoglycan)1.1.兩種不同類(lèi)型兩種不同類(lèi)型(lixng)(lixng)糖蛋白：糖蛋白：O-O-糖苷鍵型糖蛋白糖苷鍵型糖蛋白( (肽鏈上的肽鏈上的SerSer或或ThrThr的羥基與糖基上的半的羥基與糖基上的半縮醛羥基形成縮醛羥基形成) )。 N-N-糖苷鍵型糖蛋白糖苷鍵型糖蛋白( (肽鏈上的肽鏈上的AsnAsn的氨基與糖基上的半縮醛羥的氨基與糖基上的半縮醛羥基形成基形成) )；第21頁(yè)/共29頁(yè)第20頁(yè)/共29頁(yè)第二十頁(yè)，共29頁(yè)。例，糖蛋白中寡糖鏈末

15、端例，糖蛋白中寡糖鏈末端(m dun)(m dun)糖基組成的不同決定人體糖基組成的不同決定人體的血型。的血型。 O O型：型：FucFuc（巖藻糖）（巖藻糖） A A型：型：FucFuc和和GNAcGNAc（N-N-乙酰氨基葡萄糖）乙酰氨基葡萄糖） B B型：型：FucFuc和和GalGal（半乳糖）（半乳糖）若若(B(B型血型血)B)B抗原去掉糖鏈末端抗原去掉糖鏈末端(m dun)(m dun)半乳糖殘基則轉(zhuǎn)化成半乳糖殘基則轉(zhuǎn)化成(O(O型型血血)O)O抗原。現(xiàn)在臨床上正研究采用半乳糖苷酶酶促作用降解抗原?，F(xiàn)在臨床上正研究采用半乳糖苷酶酶促作用降解B B抗原，抗原，從而增加從而增加O O抗

16、原血液來(lái)源，以滿(mǎn)足病人輸血的需要?？乖簛?lái)源，以滿(mǎn)足病人輸血的需要。第22頁(yè)/共29頁(yè)第21頁(yè)/共29頁(yè)第二十一頁(yè)，共29頁(yè)。二聚體的凝集素二聚體的凝集素(綠和藍(lán)綠和藍(lán))專(zhuān)一專(zhuān)一(zhuny)地鍵合半乳糖地鍵合半乳糖(黃黃)第23頁(yè)/共29頁(yè)第22頁(yè)/共29頁(yè)第二十二頁(yè)，共29頁(yè)。膜蛋白中的糖膜蛋白中的糖第24頁(yè)/共29頁(yè)第23頁(yè)/共29頁(yè)第二十三頁(yè)，共29頁(yè)。膜膜蛋蛋白白分分子子(fnz)中中的的糖糖第25頁(yè)/共29頁(yè)第24頁(yè)/共29頁(yè)第二十四頁(yè)，共29頁(yè)。糖胺聚糖與特殊的核心蛋白糖胺聚糖與特殊的核心蛋白(dnbi)和連接蛋白和連接蛋白(dnbi)相互作用形成蛋白相互作用形成蛋白(dnbi

17、)聚糖。聚糖。透明質(zhì)酸透明質(zhì)酸硫酸硫酸(li sun)軟骨素軟骨素硫酸硫酸(li sun)角質(zhì)素角質(zhì)素連接蛋白連接蛋白核心蛋白核心蛋白大量的寡糖鏈大量的寡糖鏈2.2.蛋白聚糖是細(xì)胞外基質(zhì)的主要蛋白聚糖是細(xì)胞外基質(zhì)的主要(zhyo)(zhyo)成分成分軟軟骨骨蛋蛋白白聚聚糖糖聚聚集集體體第26頁(yè)/共29頁(yè)第25頁(yè)/共29頁(yè)第二十五頁(yè)，共29頁(yè)。(a)軟骨蛋白聚糖的電子顯微鏡照片軟骨蛋白聚糖的電子顯微鏡照片透明質(zhì)酸透明質(zhì)酸核心蛋白核心蛋白連接蛋白連接蛋白第27頁(yè)/共29頁(yè)第26頁(yè)/共29頁(yè)第二十六頁(yè)，共29頁(yè)。( (二二) )、糖脂與脂多糖、糖脂與脂多糖(du tn)(du tn)脂類(lèi)與糖（或寡糖）結(jié)合脂類(lèi)與糖（或寡糖）結(jié)合(jih)的一類(lèi)復(fù)合糖。的一類(lèi)復(fù)合糖。1.1.甘油甘油(n yu)(n yu)醇糖脂：甘油醇糖脂：甘油(n yu)(n yu)二酯與己糖（半乳糖、二酯與己糖（半乳糖、甘露糖和脫氧葡萄糖）結(jié)合而成。甘露糖和脫氧葡萄糖）結(jié)合而成。2.N-2.N-?；窠?jīng)醇糖脂：酰基神經(jīng)醇糖脂：R OCH2CHCHCH=CHC13H27RNH OH( (R R為糖基或糖鏈基；為糖基或糖鏈基；R R為脂肪酸鏈為脂肪酸鏈, ,其余其余:N-:N-?；窠?jīng)醇?；窠?jīng)醇) )第28頁(yè)/共29頁(yè)第27頁(yè)/共29頁(yè)第二十七頁(yè)，共29頁(yè)。課堂作業(yè)課堂作業(yè) 將下列糖