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1、1第二章第二章 糖生物化學糖生物化學54Glycobiochemistry 本章主要介紹糖類的概念、分類以及本章主要介紹糖類的概念、分類以及單糖、二糖和多糖的化學結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。單糖、二糖和多糖的化學結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。 2第一節(jié)、糖類化學概論第一節(jié)、糖類化學概論一、糖的概念與分類一、糖的概念與分類1、糖的概念與化學本質(zhì)、糖的概念與化學本質(zhì)o 簡單的定義簡單的定義:多羥基的醛類:多羥基的醛類或酮類化合物,以及它們的或酮類化合物,以及它們的衍生物或聚合物。衍生物或聚合物。o 元素組成元素組成:CH2O ,可以寫,可以寫成成Cm(H2O)n3o 由通式看糖似乎是由由通式看糖似乎是由Carbon+Hydrate
2、Carbon+Hydrate組成的,組成的,所以起初人們認為糖是碳的所以起初人們認為糖是碳的“水化物水化物”,所,所以把糖又稱為碳水化合物(以把糖又稱為碳水化合物(CarbohydrateCarbohydrate) ) 。o 有些糖并不附合上面的通式,例如:脫氧糖;有些糖并不附合上面的通式,例如:脫氧糖;而甲醛而甲醛(CH(CH2 2O) O) ,乙酸,乙酸(C(C2 2H H4 4O O2 2) ) ,乳酸,乳酸(C(C3 3H H6 6O O3 3) )等則不屬于糖類。等則不屬于糖類。o 在生化研究中,糖的衍生物也屬于研究范圍。在生化研究中,糖的衍生物也屬于研究范圍。如:氨基糖、磷酸糖等。
3、如:氨基糖、磷酸糖等。4常用單詞、前綴和后綴常用單詞、前綴和后綴o 單詞單詞n sugar, carbohydrate, saccharideso 前綴前綴n Glycobiology, Glycoprotein, Glycolipido 后綴后綴n -ose, -saccharide or -glycan o Glucose(葡萄糖), Fructose(果糖), Galactose(半乳糖), Sucrose(蔗糖)52、糖的分類(、糖的分類(classification)o 1)單糖單糖(monosaccharide):是多):是多羥醛或多羥酮羥醛或多羥酮 不能被水解變成更簡單的糖的糖類
4、(更不能被水解變成更簡單的糖的糖類(更小分子的糖)。小分子的糖)。 6o 碳原子數(shù)目碳原子數(shù)目:丙糖丙糖(triose),丁糖,丁糖(terose),戊糖戊糖(pentose)、己糖、己糖(hexose)庚糖庚糖(Heptose)辛糖辛糖(Octose)。 o 醛糖醛糖(aldose 如:葡萄糖如:葡萄糖glucose)、)、酮糖酮糖(Ketose 如:果糖如:果糖fructose)。7o 2)寡糖寡糖(oligosaccharide):又稱):又稱低聚糖,由低聚糖,由210分子單糖由糖苷鍵連接而分子單糖由糖苷鍵連接而成。可分為二糖(最常見)、三糖、四糖、成??煞譃槎牵ㄗ畛R姡?、三糖、四糖、
5、 五糖等。五糖等。 如如: 麥芽糖麥芽糖(maltose,蔗糖Glc(1-2)果糖Fru); 乳糖乳糖(lactose, -D-半乳糖(gal)與D-葡萄糖( glc )通過1,4糖苷鍵連接); 蔗糖蔗糖(sucrose, -D-葡萄糖通過1,4糖苷鍵連接)。8o3 3). .多糖多糖(polysaccharidepolysaccharide):由多分):由多分子單糖或單糖的衍生物聚合而子單糖或單糖的衍生物聚合而成。成。 同多糖同多糖 (homopolysaccharidehomopolysaccharide):由):由同一種單糖聚合而成,如淀粉、同一種單糖聚合而成,如淀粉、糖原、纖維素等。糖
6、原、纖維素等。 雜多糖雜多糖(heteropolysaccharideheteropolysaccharide):):由不同種由不同種 單糖或單糖的衍生單糖或單糖的衍生物聚合而成,如透明質(zhì)酸等。物聚合而成,如透明質(zhì)酸等。9o 4)、結(jié)合糖結(jié)合糖(復(fù)合糖,糖綴合物復(fù)合糖,糖綴合物):糖類還:糖類還可和非糖物質(zhì)如脂類、蛋白質(zhì)等結(jié)合形成復(fù)可和非糖物質(zhì)如脂類、蛋白質(zhì)等結(jié)合形成復(fù)合糖(合糖(complex saccharide) 如肽聚糖、脂多糖、糖蛋白如肽聚糖、脂多糖、糖蛋白(蛋白聚糖蛋白聚糖)、糖糖-核苷酸等核苷酸等 糖作為功能分子,主要是復(fù)合多糖。糖作為功能分子,主要是復(fù)合多糖。 o 5)、糖的衍
7、生物:糖醇、糖酸、糖胺、糖糖的衍生物:糖醇、糖酸、糖胺、糖苷苷10二、糖的分布及其重要性二、糖的分布及其重要性 糖是世界上存在最多的一類有機化合物,也是糖是世界上存在最多的一類有機化合物,也是人類所需要的最基礎(chǔ)的物質(zhì)。幾乎所有的動物、植人類所需要的最基礎(chǔ)的物質(zhì)。幾乎所有的動物、植物和微生物體內(nèi)都含有糖類物和微生物體內(nèi)都含有糖類 11o 食用食用糖糖 蔗糖蔗糖 (sucrose)sucrose)o 醫(yī)療醫(yī)療用糖用糖glucoseglucose及其衍生物,如葡萄糖酸的鈉、及其衍生物,如葡萄糖酸的鈉、鉀、鈣、鋅鹽等鉀、鈣、鋅鹽等 ;o 綠色植物的綠色植物的皮皮、桿桿等多糖等多糖cellulosece
8、llulose;o 糧食糧食及及塊根塊根、塊莖塊莖中的糖中的糖starchstarch;o 動物體內(nèi)的動物體內(nèi)的貯藏多糖貯藏多糖glycogenglycogen;o 昆蟲、蟹、蝦等昆蟲、蟹、蝦等外骨骼糖外骨骼糖chitinchitin;o 食用菌食用菌中的糖中的糖 香菇多糖香菇多糖Lentinan Lentinan 、茯苓多糖、茯苓多糖Pachymaran Pachymaran 、靈芝多糖、靈芝多糖Ganoderma lucidum Ganoderma lucidum polysaccharidepolysaccharide 、昆布多糖昆布多糖LaminarineLaminarine等等 ;1
9、2o 細菌、酵母的細菌、酵母的細胞壁糖細胞壁糖; ;o 結(jié)締組織中的糖結(jié)締組織中的糖 肝素、透明質(zhì)酸、硫酸軟肝素、透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素等骨素、硫酸皮膚素等; ;o 核酸核酸的糖、的糖、脂多糖脂多糖 糖脂糖脂 、糖蛋白糖蛋白 蛋白聚糖蛋白聚糖 中的中的糖糖; ;o 細胞膜細胞膜及其他細胞結(jié)構(gòu)中的及其他細胞結(jié)構(gòu)中的糖以及其他生物糖以及其他生物活性糖活性糖分子。分子。13糖類的主要生物學作用糖類的主要生物學作用o 1是生物體主要的是生物體主要的能量來源能量來源。 生物體內(nèi)的能源來源主要是通過糖的氧化獲得的。o 2可轉(zhuǎn)變?yōu)樯匦璧钠渌镔|(zhì),如脂可轉(zhuǎn)變?yōu)樯匦璧钠渌镔|(zhì),如脂類、類、
10、 蛋白質(zhì)等。蛋白質(zhì)等。 構(gòu)成生物有機體中包括蛋白質(zhì)、核酸、脂類在內(nèi)的各種有機物質(zhì)的碳架都是直接或間接地由糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來的,所以糖是生物體合成其它化合物的基本原料。14o 3可作為生物體的可作為生物體的結(jié)構(gòu)物結(jié)構(gòu)物質(zhì)。質(zhì)。 如纖維素、它是構(gòu)成植物細胞壁的主要成份。幾丁質(zhì)和肽聚糖幾丁質(zhì)和肽聚糖是構(gòu)成微生物細胞壁的主要成份。還有些多糖作為動物細胞外的間質(zhì)中的構(gòu)造分子。15o 4. 作為細胞、生物體的作為細胞、生物體的貯藏物質(zhì)貯藏物質(zhì)如植物里合成淀粉,動物細胞中有糖原等。16o 5可作為細胞識別的可作為細胞識別的信息分子信息分子。 參與細胞與細胞的識別(分子識別)與細胞通訊; 參與病毒的吸附及抗原抗
11、體的反應(yīng)。 17提要:o 糖,單糖,寡糖,多糖,結(jié)合糖o 糖的生物學意義18o 單詞單詞n sugar, carbohydrate, saccharideso 前綴前綴n Glycobiology, Glycoprotein, Glycolipido 后綴后綴n -ose, -saccharide or -glycan o Glucose(葡萄糖), Fructose(果糖), Galactose(半乳糖), Sucrose(蔗糖)19第二節(jié)、單糖第二節(jié)、單糖o一、單糖的分子結(jié)構(gòu)一、單糖的分子結(jié)構(gòu)1、單糖的鏈狀結(jié)構(gòu)2、單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)3、單糖的構(gòu)象o 二、單糖的性質(zhì)o 三、重要的單糖及其衍生物2
12、01 1、單糖的鏈狀結(jié)構(gòu):、單糖的鏈狀結(jié)構(gòu):1)1)、確定鏈狀結(jié)構(gòu)的方法(葡萄確定鏈狀結(jié)構(gòu)的方法(葡萄糖):糖):o 經(jīng)元素組成和相對分子質(zhì)量測定確定經(jīng)元素組成和相對分子質(zhì)量測定確定分子式;分子式;o 與與FehlingFehling試劑或其它醛試劑反應(yīng),說試劑或其它醛試劑反應(yīng),說明含有醛基;明含有醛基;o 與乙酸酐反應(yīng),產(chǎn)生具有五個乙酰基與乙酸酐反應(yīng),產(chǎn)生具有五個乙酰基的衍生物;說明葡萄糖分子內(nèi)有的衍生物;說明葡萄糖分子內(nèi)有5 5個羥基個羥基 o 用鈉、汞劑作用,生成直鏈的山梨醇。用鈉、汞劑作用,生成直鏈的山梨醇。 以上說明葡萄糖是個鏈狀的多羥醛以上說明葡萄糖是個鏈狀的多羥醛Glucose2
13、12)、構(gòu)型、構(gòu)象與同分異構(gòu)、構(gòu)型、構(gòu)象與同分異構(gòu)o 構(gòu)型構(gòu)型(configuration)(configuration):分子中由于各原子或基團間特有的固定的空間排列方式不同而使它呈現(xiàn)出不同的穩(wěn)定的立體結(jié)構(gòu)。o 構(gòu)象構(gòu)象(conformation)(conformation):由于分子中的某個原子(基團)繞C-C單鍵自由旋轉(zhuǎn)而形成的不同的暫時性的易變的空間結(jié)構(gòu)形式。22同分異構(gòu)體同分異構(gòu)體(isomerism)同分異構(gòu)體同分異構(gòu)體(isomerism):具有相同的元素組成,即分子式相同但分子結(jié)構(gòu)不同的化合物。o 結(jié)構(gòu)異構(gòu)(結(jié)構(gòu)異構(gòu)(structural isomerism):分子中原子連接次
14、序(構(gòu)造(constitution)的不同造成,用結(jié)構(gòu)式表示。o 立體異構(gòu)(立體異構(gòu)(stereoisomerism):具有相同的結(jié)構(gòu)式,但原子空間的分布(即構(gòu)型,configuration)不同??梢苑譃閹缀危樂矗┊悩?gòu)和旋光(光學)異構(gòu)23立體異構(gòu)立體異構(gòu)o 幾何異構(gòu)(順反異構(gòu)):由于分子中雙鍵或剛性結(jié)構(gòu)的存在造成的兩側(cè)的基團不能自由旋轉(zhuǎn)。24o 旋光異構(gòu):旋光異構(gòu):由于分子內(nèi)不對稱原子(最常見為碳原子),連接在這個原子上面的四個基團由于空間取向的不同,這些基團在空間有兩種方式,因此形成了兩種不同的化合物(也只能形成兩種,稱之為對映體對映體)。o 它們?nèi)缤笥沂值年P(guān)系一樣,有相同的沸點,相
15、同的熔點,相同的溶解度,重要的差別在生物學生物學和旋光性旋光性上。25旋光性(optical activity)o 旋光物質(zhì)使平面偏振光(Plane polarized liyot)的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的能力稱旋光性、光學活性或旋光度。o 使平面偏振光的偏振面沿順時針方向偏轉(zhuǎn),稱為右旋型異構(gòu)體(dextrorotary),用“”表示;o 使平面偏振光的編振面逆時針方向偏轉(zhuǎn),稱左旋異構(gòu)體(levorotary)用“”表示。26甘油醛的構(gòu)型(DL、RS表示法)o 1906年人為規(guī)定右旋甘油醛為D型,左旋甘油醛為L型。273)、單糖糖鏈狀結(jié)構(gòu)表示方式、單糖糖鏈狀結(jié)構(gòu)表示方式o 一般用一般用Fisher投
16、影式:投影式:碳碳骨架豎直寫;氧化程度最骨架豎直寫;氧化程度最高的碳原子在上方,高的碳原子在上方,水平水平方向的鍵伸向紙面前方,方向的鍵伸向紙面前方,垂直方向的鍵伸向紙面后垂直方向的鍵伸向紙面后方方。o 透視式:透視式:284)、單糖的旋光異構(gòu)o 單糖從丙糖到庚糖,除二羥丙酮外,都含有手性碳原子(C*) 2930離醛基或酮基最遠的手性碳的構(gòu)型確定糖離醛基或酮基最遠的手性碳的構(gòu)型確定糖的的DL構(gòu)型構(gòu)型o 盧森諾夫(Rosanoff)規(guī)定,凡單糖中直鏈分子式最末的一個不對稱碳原子的構(gòu)型與D-甘油醛一致的就稱其為D型糖,它的對映體就是L型糖。任何糖都可以看作是由甘油醛或二羥丙酮派生出來的。31o D
17、L 僅指一種構(gòu)型,指以甘油醛為標準而確定的相對構(gòu)型,不表示旋光方向。旋光方向是以(+)(-) 來加以表示的。構(gòu)型與旋光性之間沒有必然的對應(yīng)規(guī)律325)、D系單糖和系單糖和L系單糖系單糖 所有的醛糖都可以看成是甘油醛的醛基碳下端逐個插入C*延伸而成。D-甘油醛衍生而來的稱D系醛糖,由L-甘油醛衍生而來的稱L系醛糖。L系醛糖是相應(yīng)D系醛糖的對映體。 含有n個C*的化合物,旋光異構(gòu)體的數(shù)目為2n,組成2n/2對對映體。336)、差向異構(gòu)體差向異構(gòu)體(epimer): 又又稱表異構(gòu)體,只有一個不對稱碳原子上的基團排列方式不同的非對映異構(gòu)體,如D-葡萄糖與D-甘露糖及D-半乳糖。342、單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)
18、1)、單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的證據(jù)o 、變旋現(xiàn)象(mutarotation):一般醛類在水溶液中只有一個比旋度,但新配制的葡萄糖水溶液的比旋隨時間而變化。 =+112 稱-D-(+)葡萄糖 =+18.7 稱-D-(+)葡萄糖 將這兩種葡萄糖分別溶于水后,其旋光率都逐漸變?yōu)?52.7,這一現(xiàn)象稱變旋現(xiàn)象。 變旋是由于分子立體結(jié)構(gòu)發(fā)生某種變化的結(jié)果。35o 、不象醛類那樣形成縮醛,而是只和一分子的醇形成半縮醛(Hemiacetals)36o 、葡萄糖的醛基不能象一般醛類那樣與Schiff試劑(品紅-亞硫酸)起反應(yīng)發(fā)生紫紅色反應(yīng),即不能使被亞硫酸漂白了的品紅呈現(xiàn)紅色。葡萄糖也不能與亞硫酸氫鈉起加成反應(yīng)等.3
19、72)、Fisher環(huán)狀結(jié)構(gòu)o 1893年Fisher提出環(huán)狀結(jié)構(gòu)說。o 半縮醛羥基與末端手性C(即決定構(gòu)型的羥基;C5上的羥基)在同一側(cè)的為-型,不在同一側(cè)的為-型。(異頭物)38異頭物(體)(anomer)o 單糖由直鏈結(jié)構(gòu)變成環(huán)狀結(jié)構(gòu)后,羰基碳原子成為新的手性中心,導致C1差向異構(gòu)化,產(chǎn)生兩個非對映異構(gòu)體(-D-葡萄糖,-D-葡萄糖),由于差向的位置是第一位C,因此也叫異頭體(物)。練習:1、環(huán)狀己醛糖有多少個可能的旋光異構(gòu)體?25322、判斷:醛式葡萄糖變成環(huán)狀后無還原性。 正確39Haworth式(投影式) 不論是D型還是L型,異頭碳羥基與末端羥甲基是反式的為異頭物,順式為異頭物。D
20、 D葡萄糖由葡萄糖由FischerFischer式改寫為式改寫為HaworthHaworth式的步驟式的步驟403)、吡喃糖和呋喃糖o 開鏈的單糖形成環(huán)狀半縮醛時,最容易出現(xiàn)五元環(huán)(呋喃)和六元環(huán)(吡喃)。o D-葡萄糖在水溶液中主要以吡喃糖存在,呋喃糖次之。41o D-果糖在水溶液中主要以呋喃糖存在,吡喃糖次之。42練習:以下化合物中(1)哪個是半縮酮形式的酮糖?(2)哪個是吡喃戊糖?(3) 哪個是-D-醛糖? (4)哪個是-L-醛糖?答案:(1)C;(2)D;(3)B; (4) D433、單糖的構(gòu)象o 1)、構(gòu)象)、構(gòu)象(conformation):由于分子中的某個原子(基團)繞C-C單鍵
21、自由旋轉(zhuǎn)而形成的不同的暫時性的易變的空間結(jié)構(gòu)形式??臻g位置的改變,不涉及共價鍵的斷裂。 處于最低能位狀態(tài)的構(gòu)象叫優(yōu)勢構(gòu)象。442)、構(gòu)象的描繪方法 各種不同的構(gòu)象由于繞單鍵旋轉(zhuǎn)可以迅速互變453)、吡喃糖的構(gòu)象 吡喃糖環(huán)常采取吡喃糖環(huán)常采取椅式椅式(chair)(chair)和船式和船式(boat)(boat)構(gòu)象。構(gòu)象。46o 吡喃葡萄糖船式的內(nèi)能比椅式高,因此椅式構(gòu)象遠吡喃葡萄糖船式的內(nèi)能比椅式高,因此椅式構(gòu)象遠比船式構(gòu)象穩(wěn)定比船式構(gòu)象穩(wěn)定47椅式構(gòu)象有兩種可以互換的可能形式o 椅式構(gòu)象有兩種可以互換的可能形式,互換結(jié)果是每個C上的直立鍵和平伏鍵互換48o 直立鍵相連的取代基要比經(jīng)平伏鍵連
22、接的取代基彼此靠的更近,斥力也更大o 因此占優(yōu)勢的構(gòu)象應(yīng)該是比氫原子大的基團盡可能多的處于平伏鍵的位置49D吡喃葡萄糖是D己醛糖中唯一一個能采取使所有比氫原子大的基團都處于平伏鍵的構(gòu)象50提要(單糖的分子結(jié)構(gòu)單糖的分子結(jié)構(gòu)):o 構(gòu)型構(gòu)型(configuration)及其相關(guān)概念及其相關(guān)概念o Fisher投影式,主要單糖的投影式,縮寫投影式,主要單糖的投影式,縮寫o 糖的DL構(gòu)型o 變旋現(xiàn)象(mutarotation)o 異頭物(體) ( anomer) o 構(gòu)象構(gòu)象(conformation)o 吡喃糖的構(gòu)象 51第二節(jié)、單糖第二節(jié)、單糖o 一、單糖的分子結(jié)構(gòu)一、單糖的分子結(jié)構(gòu)o二、單糖的
23、性質(zhì)二、單糖的性質(zhì) 1、單糖的物理性質(zhì) 2 2、單糖的化學性質(zhì)o 三、重要的單糖及其衍生物三、重要的單糖及其衍生物521、單糖的物理性質(zhì)o 1)、旋光性和變旋性: 是鑒定糖(所有)的一個重要指標。 變旋現(xiàn)象:伴隨著異構(gòu)體間的轉(zhuǎn)變,糖溶液的旋光度也隨著轉(zhuǎn)變,這種現(xiàn)象稱為變旋現(xiàn)象。53o 2)、甜度:以蔗糖的甜度為標準(100) 糖及甜味劑 甜度 糖及甜味劑 甜度蛇菊苷30000應(yīng)樂果甜蛋白20000果糖 轉(zhuǎn)化糖 蔗糖 葡萄糖 木糖糖精 173.3 130 100 74.3 40 50000鼠李糖 麥芽糖 半乳糖 棉子糖 乳糖天冬苯丙二肽 32.5 32.5 32.1 22. 6 16.1 150
24、00o 3)、溶解性:易溶于水而難溶于乙醚、丙酮等有機溶劑542 2、單糖的化學性質(zhì) 單糖是多羥基的醛或者酮,其化學性質(zhì)由醛基、酮基或醇基決定。55CCHOOHHCH2OHCHOHCOHCH2OHCCHHOHOCH2OHCHCH2OHCOHHOD-GlcD-葡萄糖葡萄糖1 1,2-2-烯醇式烯醇式葡萄糖葡萄糖DFruD-果糖果糖DManD-甘露糖甘露糖Ba(OH)2Ba(OH)2Ba(OH)21 1)、異構(gòu)化(弱堿的作用)、異構(gòu)化(弱堿的作用p15p15) 在堿性水溶液中單糖在堿性水溶液中單糖發(fā)生分子重排,通過烯二醇發(fā)生分子重排,通過烯二醇中間物互相轉(zhuǎn)化,稱之為酮中間物互相轉(zhuǎn)化,稱之為酮烯醇互
25、變異構(gòu)烯醇互變異構(gòu)562 2)、單糖的氧化()、單糖的氧化(p16p16)o 弱氧化劑:常用含Cu2+的堿性溶液,氧化成糖酸 Fehling試劑:CuSO4、NaOH、酒石酸鉀鈉 Benedict試劑:CuSO4、Na2CO3、檸檬酸鈉為常用的定量測定還原糖的試劑 57o 溫和氧化劑氧化成醛糖酸;Br2H2Oo 強氧化劑氧化成醛糖二酸:如濃HNO3CHO(CHOH)nCH2OHCOOH(CHOH)nCH2OHCOOH(CHOH)nCOOHCHO(CHOH)nCOOHBr2H2O(僅限醛糖)濃濃HNO3(生物體內(nèi))(生物體內(nèi))糖酸糖酸醛糖醛糖糖二酸糖二酸糖醛酸糖醛酸583 3)、單糖的還原()、
26、單糖的還原(p17p17)CHOCH2OHCH2OHCH2OHHD-GlcD葡萄醇葡萄醇(山梨醇)(山梨醇)CHOCH2OHCH2OHCH2OHHD甘露糖(甘露糖(D-man)D甘露醇甘露醇CH2OHCOHCH2OHHCH2OHCHCH2OHHOCH2OHCCH2OHOHHDFruD葡萄醇葡萄醇D甘露醇甘露醇o 單糖的羰基在適當?shù)倪€原劑如NaBH4存在條件下能被還原成多元醇594)、形成糖脎( Osazone,p18) 許多糖可以與苯肼(C6H5NHNH2)反應(yīng)生成淺黃色的晶體脎。各種糖的糖脎都有特異的晶形和熔點,因此常用糖脎的生成鑒定各種不同的糖。練習練習:判斷:判斷:D-D-葡萄糖葡萄糖,
27、D-,D-甘露糖和甘露糖和D-D-果糖生成同一種糖脎果糖生成同一種糖脎。 605 5)、脫水反應(yīng))、脫水反應(yīng) 單糖在稀的無機酸中是穩(wěn)定的,但是在強無機酸(如:12%鹽酸) 中加熱時可引起糖脫水形成糠醛類物質(zhì)。61 OH糖 糠醛或糠醛衍生物 紫色 濃H2SO4脫水- 萘酚 Molisch反應(yīng)可以鑒定糖的存在。- 萘酚濃HClOCHO3H2Oo Molisch反應(yīng)62o Seliwanoffs test (西里瓦諾夫試驗,p20)OHOH Seliwanoff反應(yīng)可以鑒定酮糖的存在。間苯二酚636)、成苷反應(yīng)(縮醛)糖可以與醇或胺形成糖苷。糖可以與醇或胺形成糖苷。糖環(huán)中的半縮醛的羥基很活潑,易與其
28、它的醇或酚上的羥基發(fā)生反應(yīng),失水而成為縮醛糖苷,非糖部分叫配糖體,形成的C-O苷鍵稱為O-糖苷鍵。糖環(huán)中的半縮醛也可以與胺中的氮原子反應(yīng)成苷,稱為N-糖苷鍵。N-糖苷鍵存在于糖蛋白和核苷中。64 單糖可以通單糖可以通過過O-糖苷鍵相互糖苷鍵相互連接形成寡糖和連接形成寡糖和多糖。多糖。65糖蛋白中的糖苷鍵。66核苷中的糖苷鍵。677)、成酯反應(yīng) 由于單糖是多元醇,當與酸作用時可以生成酯。在生物體內(nèi)最常見的一類碳水化合物就是糖的磷酸酯。它是糖在酶的作用下與ATP反應(yīng)生成的。是糖代謝的必須步驟。68第二節(jié)、單糖第二節(jié)、單糖o 一、單糖的分子結(jié)構(gòu)一、單糖的分子結(jié)構(gòu)o 二、單糖的性質(zhì)二、單糖的性質(zhì)o三、
29、重要的單糖及其衍生物三、重要的單糖及其衍生物691、重要的單糖n醛糖:甘油醛、 D-赤蘚糖、 D-木糖、D-核糖、L-阿拉伯糖、D-葡萄糖、D-半乳糖及D-甘露糖70 酮糖:二羥基丙酮、D-赤蘚酮糖、D-核酮糖、D-木酮糖、D-果糖、D-景天庚酮糖 712、重要的單糖衍生物o 1、氨基糖(例如葡萄糖胺,半乳糖胺,甘露糖胺,N-乙酰葡萄糖胺等) o 2、脫氧糖 (例如巖藻糖 ( fucose), 脫氧核糖等)o 3、糖酸 (例如葡萄糖酸(gluconate),葡萄糖醛酸(glucuronate ))o 4、糖醇o 5、糖苷721)、氨基糖(p30) 氨基糖常存在于結(jié)構(gòu)多糖中,如細菌細胞壁中的肽聚
30、糖(peptidoglycan),是由N-乙酰-D-葡萄糖胺(NAG, GlcNAc)和 N-乙酰胞壁酸(NAM)形成的雜多糖;節(jié)肢動物外骨骼中的幾丁質(zhì)(chitin),是由 N-乙酰-D-葡萄糖胺形成的同多糖。73常見單糖及其衍生物的縮寫 單糖??s寫為三個字母,如葡萄糖 Glucose,半乳糖 galactose, 果糖fructose,甘露糖(Mannose)可分別縮寫為 Glc, Gal, Fru,Man。(P31)742)、脫氧糖 (Deoxy sugars,p29)COCHCOHCOHCH2OHHHHH753)、糖酸(酸性單糖,p28) 重要的糖酸有糖醛酸、糖二酸、和糖酸 葡萄糖醛酸
31、在肝中可與有毒物質(zhì)如醇、酚等結(jié)合變成無毒化合物由尿排出體外,可達到解毒作用。葡糖酸能夠與鈣鐵等離子形成可溶性鹽,作為藥物易被吸收764)、糖醇(p26)o 幾種重要單糖的糖醇在自然界中都有存在,是生物體的代謝產(chǎn)物。不少糖醇也是工業(yè)產(chǎn)品,并用于食品和制藥工業(yè)。 775)、單糖磷酸酯(p25)78第三節(jié)、寡糖o一、二糖一、二糖(Disaccharides)(Disaccharides)o二、其他簡單寡糖二、其他簡單寡糖79一、二糖(Disaccharides)o 二糖由兩個單糖以糖苷鍵的形式連接,其中一個是糖體,另一個叫配(糖)體,天然存在的雙糖多數(shù)以雙已糖為主。o 根據(jù)與裴林試劑的反應(yīng)性,可以把
32、雙糖區(qū)分為還原性糖和非還原性糖。o 蔗糖(蔗糖( Sucrose Sucrose ), ,乳糖(乳糖( lactose lactose ) 和麥和麥芽糖(芽糖( maltose maltose )是自然界最為豐富的二糖。)是自然界最為豐富的二糖。801、蔗糖(Sucrose)o 蔗糖由-D-葡萄糖(glc)與 -D-果糖(fru)通過各自的異頭碳羥基連接,為非還原性糖??s寫為Glc(1-2)Fru, 或者Fru(2-1)Glc。812、乳糖(Lactose)o 乳糖主要存在于乳汁中,由-D-半乳糖(gal)與D-葡萄糖( glc )通過1,4糖苷鍵連接,為還原性二糖。 縮寫為Gal(1-4)G
33、lc。823、麥芽糖麥芽糖( Maltose Maltose )o 麥芽糖是淀粉的水解產(chǎn)物,由麥芽糖是淀粉的水解產(chǎn)物,由兩個兩個-D-葡萄葡萄糖糖通過通過1,4糖苷鍵糖苷鍵連接而成,為還原性二糖。連接而成,為還原性二糖。縮寫為縮寫為Glc( 1-4)Glc。834、海藻糖(Trehalose)o 海藻糖是D-葡萄糖基(-1,1)-D葡萄糖苷,它的兩個半縮醛羥基相縮合,為非還原糖。 在蕨類中代替蔗糖成為主要的可溶性儲存糖,在昆蟲中用作主要血循環(huán)糖。 海藻糖酶降解為葡萄糖845、纖維二糖(Cellobiose)o 纖維二糖是兩個D-葡萄糖通過-1,4糖苷鍵連接而成的。85第三節(jié)、寡糖o一、二糖一、
34、二糖(Disaccharides)(Disaccharides)o二、其他簡單寡糖二、其他簡單寡糖86二、其他簡單寡糖(p39)o 1、三糖n 棉籽糖棉籽糖 (Raffinose) 棉子糖由-半乳糖,-葡萄糖,和-呋喃果糖聚合而成。(1,6糖苷鍵,1,2糖苷鍵)87o 2、四糖n 水蘇糖水蘇糖 (Stachyose):棉籽糖家族的一棉籽糖家族的一員,四糖,第二員,四糖,第二個乳糖通過個乳糖通過1,6糖苷鍵連接到棉籽糖的半乳糖殘基上88o 3、環(huán)糊精 芽孢桿菌屬有些種環(huán)糊精轉(zhuǎn)葡萄糖基移酶作用于淀粉形成。一般由6、7或者8個葡萄糖單位通過1,4糖苷鍵糖苷鍵連接而成。連接而成。89第四節(jié)、多糖o一、
35、概述一、概述o 二、同多糖o 三、雜多糖90一、概述一、概述o 多糖(多糖(Polysaccharides)也稱之為聚糖,是由很多單糖單位構(gòu)成的高分子糖類物質(zhì),是自然界中糖類的主要存在形式。 儲存多糖(storage Polysaccharides ):淀粉、糖原、菊粉等 結(jié)構(gòu)多糖(structural Polysaccharides ):如纖維素、殼多糖、雜多糖等91o 同多糖(均一性多糖)(Homopolysaccharides): 組成單體糖基相同,例如淀粉(starch), 糖原(glycogen), 纖維素(cellulose) ,幾丁質(zhì)(chitin).o 雜多糖(Heteropo
36、lysaccharides): 組成的單體糖基有兩種或兩種以上。92第四節(jié)、多糖o 一、概述一、概述o二、同多糖二、同多糖o 三、雜多糖931、淀粉(starch)o 淀粉是植物體內(nèi)貯藏最多而最重要的多糖。o 根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為: 直鏈淀粉直鏈淀粉( amylose ) 支鏈淀粉支鏈淀粉( amylopectin )941)直鏈淀粉)直鏈淀粉o 直鏈淀粉由直鏈淀粉由D-Glc通過通過1-4鍵連接而成。鍵連接而成。o 每個分子平均每個分子平均250-300250-300個個 -D-Glc-D-Glc,95淀粉高級結(jié)構(gòu)o 1-4糖苷鍵連接導致葡萄糖殘基組成的多聚體緊密盤繞為螺旋結(jié)構(gòu)(每每6 6個個Gl
37、cGlc殘基盤旋一圈殘基盤旋一圈)。直鏈淀粉遇碘顯蘭色。962)支鏈淀粉n 支鏈淀粉由2000-22000個Glc殘基組成,大約每30個1-4鍵連接的葡萄糖處有一個1-6糖苷鍵連接的葡萄糖分支。支鏈淀粉與與KI-IKI-I2 2顯紫色。97o 每一個直鏈淀粉分子都有一個非還原端和一個還原端,但每一個支鏈淀粉和糖原分子都有一個還原端和多個非還原端。982、糖原(glycogen)o 糖原是動物的貯存多糖,細菌細胞中也有存在,細菌細胞中也有存在,肝臟、肌肉中含量多,分別稱為肝糖元、肌糖元。遇碘顯紅紫色。99o 糖原結(jié)構(gòu)與支鏈淀粉相似,主要是-吡喃葡萄糖,按-1,4糖苷鍵縮合而的,糖原的分支程度比支
38、鏈淀粉更高。100分支多(每隔4個葡萄糖殘基便有一個分支,含有大量的非原性端);分枝短(一般是8-12葡萄糖殘基。 );分子量高達106-108101o 食物中的淀粉和糖原可被唾液和腸液中的-淀粉酶降解,從非還原端開始,斷裂葡萄糖殘基之間的1,4糖苷鍵。1023、纖維素(cellulose)o 綠色植物體內(nèi)約有50%碳存在于以纖維素的形式。o 纖維素類似直鏈淀粉,由10,000至 15,000個D-Glc殘基組成,但殘基之間是由-D-葡萄糖分子以-(1-4)糖苷鍵相連而成直鏈。103o 1-4鍵使得纖維素多糖鏈采取伸展的構(gòu)象平行排列,鏈間和鏈內(nèi)存在大量的氫鍵,形成平行的纖維束。104 大多數(shù)動
39、物都缺乏裂解纖維素的酶,但有些動物(如白蟻和反芻動物)可以利用體內(nèi)共生微生物分泌的纖維素酶來消化纖維素。一些真菌能分泌纖維素酶。1054、幾丁質(zhì)幾丁質(zhì) (殼多糖)( Chitin ) 幾丁質(zhì)大量存在于昆蟲和甲殼類動物的甲殼中,也是許多真菌細胞壁常見的組成成分。在天然聚合物中,除纖維素外,幾丁質(zhì)的貯量占第二位。106o 幾丁質(zhì)幾丁質(zhì) 是由N-乙酰葡萄糖胺殘基通過1-4鍵連接而成的線狀不分支的同多糖。o 幾丁質(zhì)與纖維素之間唯一的化學差別是后者C-2上的羥基被前者的乙酰氨基取代。107幾丁質(zhì)衍生物在保健及醫(yī)療上的應(yīng)用幾丁質(zhì)衍生物在保健及醫(yī)療上的應(yīng)用 主要生理功能:主要生理功能: 1. 1. 強化免疫
40、;強化免疫;2 2排除毒素;排除毒素;3 3降血糖,降血脂,降血壓;降血糖,降血脂,降血壓;4 4強化肝臟機能;強化肝臟機能;5 5活化細胞,抑制老化;活化細胞,抑制老化;6 6調(diào)節(jié)自律神經(jīng)調(diào)節(jié)自律神經(jīng) 。1085、其它同多糖o 菊粉(inulin),是由31個果糖殘基通過-1,2-糖苷鍵連接的果聚糖,另有12個葡萄糖殘基。很多植物的儲存多糖,如大麗菊的塊莖。o 甘露聚糖在酵母細胞壁中存在,以-1,4糖苷鍵連接。o 在一些微生物中存在有另外的一些葡聚糖,常常是1,6,或1,3鏈連接的。109第四節(jié)、多糖o 一、概述一、概述o 二、同多糖二、同多糖o三、雜多糖三、雜多糖110o 雜多糖(不均一性
41、多糖)在動植物中廣泛存在,在水解時產(chǎn)生含許多種單糖的混合物及其衍生物。簡單的雜多糖由重復(fù)的混合雙糖所構(gòu)成。 果膠果膠 ( (Pectin) ) 半纖維素半纖維素 ( (Hemicellulose) ) 瓊脂瓊脂 (Agar) 和和瓊脂糖瓊脂糖 ( (Agarose) ) 糖胺聚糖(或稱粘多糖)糖胺聚糖(或稱粘多糖) ( (Glycosaminoglycan) )111 1、植物雜多糖、植物雜多糖1)、果膠(pectin)o 果膠是最復(fù)雜的一類多糖,通常指各種程度甲基酯化的-1,4-半乳糖醛酸聚糖.o 果膠類物質(zhì)的化學組成,主要以-1,4糖苷鍵鍵合的D半乳糖醛酸為基本結(jié)構(gòu).其羧基部分或全部甲基酯
42、化,有些含有-1,2連接的鼠李糖殘基。112 2)、半纖維素(hemocellulose) 是植物細胞壁中非纖維素、非果膠的一類多糖物質(zhì),易溶于堿,它是幾種物質(zhì)的混合物,根據(jù)已研究過的材料,半纖維素主要包括多糖類物質(zhì)(多縮戊糖和多縮已糖的聚合物)。 D-木聚糖(D-xylan)、D-葡糖-D-甘露聚糖、D-半乳-D-葡-D-甘露聚糖、L-阿拉伯糖,D-半乳聚糖1133)、瓊脂(agar)o 瓊脂是海藻多糖的一類,它是一組多糖的通稱,瓊脂糖是瓊脂的主要組分。o 瓊脂糖(agarose)是由是由D-吡喃半乳糖和吡喃半乳糖和3,6-脫水脫水-L-吡喃半乳糖兩個單位交替組成的吡喃半乳糖兩個單位交替組成
43、的線性鏈。線性鏈。1142 2、糖胺聚糖(或稱粘多糖)、糖胺聚糖(或稱粘多糖) ( (Glycosaminoglycan) )o 粘多糖粘多糖 mucopolysaccharides 、糖胺、糖胺聚聚 多多 糖糖 glycosaminoglycans 、氨、氨基多糖基多糖polyaminoglucosepolyaminoglucose及酸性糖胺聚糖及酸性糖胺聚糖等名稱。等名稱。o 分布很廣,大多以蛋白多糖分布很廣,大多以蛋白多糖proteoglycanproteoglycan存存在,并進一步與膠原蛋白結(jié)合構(gòu)成結(jié)締組織在,并進一步與膠原蛋白結(jié)合構(gòu)成結(jié)締組織機質(zhì)的重要成分,如透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、
44、機質(zhì)的重要成分,如透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素等。硫酸皮膚素等。115組織類型組織類型機械性能機械性能蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)碳水化合物碳水化合物骨質(zhì)骨質(zhì)負荷重量負荷重量I型膠原蛋白型膠原蛋白硫酸軟骨素硫酸軟骨素抗壓、維持外形抗壓、維持外形 透明質(zhì)酸透明質(zhì)酸 硫酸角質(zhì)素硫酸角質(zhì)素軟肋骨軟肋骨抗壓、減少摩擦抗壓、減少摩擦II型膠原蛋白型膠原蛋白硫酸軟骨素硫酸軟骨素彈性好彈性好 (硫酸角質(zhì)素)(硫酸角質(zhì)素)肌腱肌腱抗張強度大抗張強度大I型膠原蛋白型膠原蛋白硫酸皮膚素硫酸皮膚素彈性(延性)小彈性(延性)小 硫酸軟骨素硫酸軟骨素大血管大血管延性強延性強彈性蛋白彈性蛋白硫酸軟骨素硫酸軟骨素抗裂性強抗裂性強III
45、III型和型和I I型膠原蛋白型膠原蛋白透明質(zhì)酸、硫酸皮膚素、透明質(zhì)酸、硫酸皮膚素、乙酰硫酸肝素乙酰硫酸肝素關(guān)節(jié)液關(guān)節(jié)液潤滑防震潤滑防震II型膠原蛋白型膠原蛋白透明質(zhì)酸透明質(zhì)酸皮膚皮膚中度延性中度延性I型(型(80%)和)和III型膠原蛋白型膠原蛋白硫酸皮膚素硫酸皮膚素韌性韌性角蛋白角蛋白透明質(zhì)酸透明質(zhì)酸基底膜基底膜變形性、分割變形性、分割VI型和型和V型蛋膠原蛋白、昆布型蛋膠原蛋白、昆布硫酸乙酰肝素(?)硫酸乙酰肝素(?)選擇性透性選擇性透性氨酸粘連蛋白氨酸粘連蛋白 角膜角膜透明、堅固透明、堅固I型與型與II型膠原蛋白型膠原蛋白硫酸角質(zhì)素硫酸角質(zhì)素 (硫酸)軟骨素(硫酸)軟骨素116o 糖胺
46、聚糖由重復(fù)的二糖單位組成。其中之一糖胺聚糖由重復(fù)的二糖單位組成。其中之一是是葡萄糖胺或者半乳糖胺的衍生物葡萄糖胺或者半乳糖胺的衍生物。另一個。另一個常常是常常是糖醛酸糖醛酸。o 糖殘基上的糖殘基上的-OH -OH 常常發(fā)生硫酸酯化,使糖胺常常發(fā)生硫酸酯化,使糖胺聚糖帶上高度負電荷。這對糖胺聚糖的生理聚糖帶上高度負電荷。這對糖胺聚糖的生理功能有重要意義,分子中的羧基及硫酸等與功能有重要意義,分子中的羧基及硫酸等與蛋白等大分子結(jié)合。蛋白等大分子結(jié)合。117硫酸軟骨素硫酸軟骨素( Chondroitin Sulfate ),硫酸角質(zhì)硫酸角質(zhì)素素( Keratan Sulfate ),),肝素肝素(
47、Heparin ) 是是細胞間質(zhì)中常見的糖胺聚糖,一般與蛋白質(zhì)細胞間質(zhì)中常見的糖胺聚糖,一般與蛋白質(zhì)共價連接形成共價連接形成蛋白聚糖(蛋白聚糖(proteoglycans)。)。透明質(zhì)酸透明質(zhì)酸 ( Hyaluronate )是一種不被硫酸化)是一種不被硫酸化的糖胺聚糖,也不與蛋白質(zhì)共價連接的糖胺聚糖,也不與蛋白質(zhì)共價連接(但是可但是可以非共價結(jié)合,如蛋白聚糖以非共價結(jié)合,如蛋白聚糖),而是游離存在。,而是游離存在。1181)、透明質(zhì)酸(hyaluronicacid)o 高等動物組織中發(fā)現(xiàn),細菌中也有存在,高等動物組織中發(fā)現(xiàn),細菌中也有存在,主要存在主要存在于結(jié)締組織于結(jié)締組織如眼球玻璃體、雞
48、冠、臍帶、軟骨等組如眼球玻璃體、雞冠、臍帶、軟骨等組織???。o 主要功能是在主要功能是在組織中吸水組織中吸水,有,有潤滑潤滑劑作用,對組織劑作用,對組織起起保護保護作用。作用。119o 結(jié)構(gòu)最簡單的一種,由重復(fù)的二糖結(jié)構(gòu)單位,結(jié)構(gòu)最簡單的一種,由重復(fù)的二糖結(jié)構(gòu)單位, D-D-葡萄葡萄糖醛酸(糖醛酸(D-GlcUAD-GlcUA與)與)N-N-乙酰葡萄糖胺(乙酰葡萄糖胺(GlcNAcGlcNAc)以)以 - -1 1,3 3糖苷鍵糖苷鍵相連相連o 二糖單位間以二糖單位間以-1,4-1,4糖苷鍵糖苷鍵連接,分子鏈狀、無分支,分連接,分子鏈狀、無分支,分子量很大,可達子量很大,可達10001000萬
49、以上。萬以上。1202)、硫酸軟骨素( Chondroitin Sulfate )o軟骨的主要成分,廣泛存在于結(jié)締組織、軟骨的主要成分,廣泛存在于結(jié)締組織、筋腱、皮膚等。筋腱、皮膚等。o分子量一般低于分子量一般低于1010萬(約萬(約250250個重復(fù)二個重復(fù)二糖),個別可超過糖),個別可超過3030萬。萬。o有有4- 4-硫酸軟骨素(硫酸軟骨素硫酸軟骨素(硫酸軟骨素A A)和)和6- 6-硫酸軟骨素(硫酸軟骨素硫酸軟骨素(硫酸軟骨素C C)兩種。)兩種。121軟骨素(Chondroitin)o 在結(jié)構(gòu)上軟骨素與透明質(zhì)酸相似, 不同在于它含有N-乙酰-D氨基半乳糖,而不是N-乙酰氨基葡萄糖,它
50、是細胞外膜的一個組成成分.D-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸N-乙酰半乳糖乙酰半乳糖胺胺122硫酸軟骨素的結(jié)構(gòu)o 有有4- 4-硫酸軟骨素硫酸軟骨素(硫酸軟骨素(硫酸軟骨素A A)和)和6- 6-硫酸軟骨硫酸軟骨素素(硫酸軟骨素(硫酸軟骨素C C)兩種,二糖單位為)兩種,二糖單位為D-D-葡萄葡萄糖醛酸糖醛酸GlcUAGlcUA與與-1,3-N-1,3-N-乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺GalNAcGalNAc以以 -1 -1,3 3相連,糖鏈生成后由專一性酶在相連,糖鏈生成后由專一性酶在4 4位或位或6 6位進行硫酸化。位進行硫酸化。123硫酸軟骨素的主要生理功能及其應(yīng)用o 與形態(tài)的維持、抵御病菌和毒素,以
51、及皮膚與形態(tài)的維持、抵御病菌和毒素,以及皮膚創(chuàng)傷的愈合有關(guān)。創(chuàng)傷的愈合有關(guān)。o 作為保健食品或保健藥品長期應(yīng)用于防治冠心病、作為保健食品或保健藥品長期應(yīng)用于防治冠心病、心絞痛、心肌梗塞、冠狀動脈機機能不全、心肌缺心絞痛、心肌梗塞、冠狀動脈機機能不全、心肌缺血等疾病。血等疾病。o 硫酸軟骨素還應(yīng)用于滴眼劑、化妝品以及外傷傷口硫酸軟骨素還應(yīng)用于滴眼劑、化妝品以及外傷傷口的愈合劑等。的愈合劑等。1243)、硫酸角質(zhì)素( Keratan Sulfate )o 它是粘多糖中唯一不含糖醛酸的多糖聚合物,它由-D-半乳糖和N-乙酰葡萄糖胺通過-1,4糖苷鍵為二糖單位的聚合體,二聚體又以-1,3連接.1254
52、)、肝素(肝素( Heparin ) o 最早由肝臟和心臟中分離到,以肝臟中豐富,廣最早由肝臟和心臟中分離到,以肝臟中豐富,廣泛存在于哺乳動物組織和體液中。泛存在于哺乳動物組織和體液中。o 結(jié)構(gòu)復(fù)雜,由結(jié)構(gòu)復(fù)雜,由L L艾杜糖醛酸艾杜糖醛酸L-IduUAL-IduUA (或者葡萄(或者葡萄糖醛酸糖醛酸D-GlcUAD-GlcUA )和和葡萄糖胺葡萄糖胺組成二糖單位組成二糖單位,同同時時C C2 2上的上的-NH-NH2 2和和C C6 6上的上的-OH-OH可分別被硫酸酯化??煞謩e被硫酸酯化。常用作常用作抗凝劑抗凝劑,防止血,防止血栓形成,輸血時添加肝栓形成,輸血時添加肝素作抗凝劑。素作抗凝劑
53、。1263、微生物雜多糖 微生物雜多糖主要是構(gòu)成微生物的細胞壁,以及分泌的一些胞外多糖.o 肽聚糖(peptideglycan)o 胞外多糖127肽聚糖(peptideglycan)o 肽聚糖是細菌細胞壁的剛性結(jié)構(gòu)的多糖成分,基本構(gòu)成單位為N-乙酰胞壁酸(NAG)和N-乙酰葡萄糖胺(NAM),以及一個四肽,NAG與NAM間相排列,1,4糖苷鍵連接,在NAM的乳酸上連接一個四肽。128胞外多糖o 細菌的胞外多糖多數(shù)是雜多糖,也有的是同多糖。是細菌的莢膜和粘液多糖,可以分為酸性,中性和含氨基這三類。含糖醛酸的酸性多糖占多數(shù)。129第五節(jié)、結(jié)合糖(Glycoconjugate)o 糖蛋白(Glyco
54、protein)o 蛋白聚糖(Proteoglycan)o 肽聚糖(peptidoglycan)o 糖脂(Glycolipid)o 脂多糖脂多糖 (Lipopolysaccharides )o 核苷核苷(Nucleotide)130一、糖蛋白(Glycoprotein)o 1、概念:又稱之為糖基化蛋白質(zhì),是一類由寡糖類和蛋白質(zhì)以共價鍵連接而成的結(jié)合蛋白。1312、寡糖鏈的兩種連接類型:1)、O-連接:寡糖鏈共價連接在蛋白質(zhì)的 Ser和Thr殘基的羥基氧上。1322 2)、)、N-N-連接:寡糖鏈共價連接在肽連接:寡糖鏈共價連接在肽鏈的鏈的AsnAsn殘基的殘基的酰胺氮酰胺氮上。識別上。識別序列
55、:天冬酰氨序列子序列:天冬酰氨序列子Asn-X-Asn-X-Ser/ThrSer/Thr N- N-連接寡糖通常具有五糖核心,連接寡糖通常具有五糖核心,由三個由三個ManMan和兩個和兩個 GlcNAcGlcNAc組成。組成。1333、糖蛋白的生物合成oN-連接的糖蛋白連接的糖蛋白的合的合成開始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)成開始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER) ,在高爾基體,在高爾基體(Golgi)中完成。)中完成。 O-連接的糖苷鍵修飾連接的糖苷鍵修飾僅僅在高爾基體中發(fā)僅僅在高爾基體中發(fā)生。生。134 糖蛋白合成后由高爾基糖蛋白合成后由高爾基復(fù)合體根據(jù)蛋白質(zhì)上的信號復(fù)合體根據(jù)蛋白質(zhì)上的信號對其進行分類運送。對其進行分類運送。1
56、354、糖蛋白中糖鏈的生物學功能1)糖蛋白攜帶某些蛋白質(zhì)去向的信息(折疊、締合、分泌、穩(wěn)定性等)2)寡糖鏈在細胞識別、信號傳遞中起關(guān)鍵作用136二、蛋白聚糖(Proteoglycan)o 蛋白聚糖是由核心蛋白、糖胺聚糖和連接寡糖組成的大分子復(fù)合物。o 蛋白聚糖在細胞間質(zhì)中大量存在,為組織提供粘度、潤滑和彈性;在介導細胞粘附中也起到重要作用。137蛋白聚糖中的糖肽鍵o O-糖肽鍵:D-木糖與Ser羥基之間形成的;o O-糖肽鍵:N-乙酰半乳糖胺與Thr或Ser羥基之間形成。o N-糖肽鍵:N-乙酰葡萄糖胺與Asn之間形成的138139三、肽聚糖(peptidoglycan)o 肽聚糖是是細菌細胞
57、壁的主要成分,基本構(gòu)成單位為N-乙酰胞壁酸(NAG)和N-乙酰葡萄糖胺(NAM),以及一個四肽,NAG與NAM相間排列,通過1,4糖苷鍵連接,在NAM的乳酸上連接一個四肽140糖類部分內(nèi)容提要:o 1、單糖單糖的結(jié)構(gòu)(主要單糖的投影式,簡寫),構(gòu)型(DL構(gòu)型)及其相關(guān)概念(旋光異構(gòu),差向異構(gòu),異頭體等),構(gòu)象,性質(zhì)o 2、寡糖寡糖,重點幾個二糖結(jié)構(gòu)(麥芽糖,蔗糖,乳糖)。o 3、多糖多糖,重點是同多糖(淀粉,肝糖原,纖維素,幾丁質(zhì))糖苷鍵的類型,高級結(jié)構(gòu),了解雜多糖。o 4、結(jié)合糖結(jié)合糖,了解(糖蛋白,蛋白聚糖,糖肽)。141The endThe end!142附加材料143研究非常熱門,報道
58、有研究非常熱門,報道有100100多種具多種具免疫調(diào)免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗病毒、抗感染、降血糖節(jié)、抗腫瘤、抗病毒、抗感染、降血糖等多種生理等多種生理活性的中藥多糖,用于活性的中藥多糖,用于腫瘤、肝炎、心血管等疾病腫瘤、肝炎、心血管等疾病的輔助治療和康復(fù)的輔助治療和康復(fù)。多糖最重要的藥理作用是。多糖最重要的藥理作用是,功能確切多糖的原生藥大多屬于,功能確切多糖的原生藥大多屬于補益補益類類中藥,如人參和黃芪多糖的原生藥人參與黃芪是知中藥,如人參和黃芪多糖的原生藥人參與黃芪是知名的名的補氣補氣中藥;銀耳和枸杞子均是中藥;銀耳和枸杞子均是滋陰滋陰中藥,淫羊中藥,淫羊霍和肉蓯蓉多糖的原生藥淫羊霍與肉蓯蓉是
59、最常用霍和肉蓯蓉多糖的原生藥淫羊霍與肉蓯蓉是最常用的的壯陽壯陽藥;當歸及阿膠多糖的原生藥當歸與阿膠是藥;當歸及阿膠多糖的原生藥當歸與阿膠是最具傳統(tǒng)的最具傳統(tǒng)的補血補血中藥等等。這些功效中藥等等。這些功效都與免疫功能都與免疫功能有關(guān)有關(guān)。144多糖廣泛存在于動物細胞膜、植物和微生物的細胞壁多糖廣泛存在于動物細胞膜、植物和微生物的細胞壁中。已從自然界提取出了好幾百種多糖。多糖具有中。已從自然界提取出了好幾百種多糖。多糖具有許多生物活性:許多生物活性:調(diào)節(jié)免疫功能,調(diào)節(jié)免疫功能,細胞脂多糖是細胞脂多糖是增殖的專一刺激劑,而對細胞無作用增殖的專一刺激劑,而對細胞無作用; ;通通過補體刺激過補體刺激的作
60、用;對的作用;對作用作用, , 香香菇多糖在體內(nèi)和體外都能增加腹腔巨噬細胞產(chǎn)生菇多糖在體內(nèi)和體外都能增加腹腔巨噬細胞產(chǎn)生,這種作用可能是香菇多糖直接作用或通過,這種作用可能是香菇多糖直接作用或通過IL-3IL-3間接作用機理來實現(xiàn)的。香菇多糖對其它免疫間接作用機理來實現(xiàn)的。香菇多糖對其它免疫功能的調(diào)節(jié)作用與它促進功能的調(diào)節(jié)作用與它促進IL-1IL-1的合成和分泌有密切的合成和分泌有密切的關(guān)系。的關(guān)系。145o 從細菌、真菌、酵母、地衣和高等植物中提取的多從細菌、真菌、酵母、地衣和高等植物中提取的多糖具有糖具有抗腫瘤活性抗腫瘤活性。其中香菇多糖,裂裥多糖,茯。其中香菇多糖,裂裥多糖,茯苓多糖和云
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