Chapter1 carbohydrate

1、本章內(nèi)容簡介本章內(nèi)容簡介The brief introduction of the chapter掌握內(nèi)容講授掌握內(nèi)容講授Teaching of the master content要點回顧要點回顧Reviewing key notes本章習(xí)題本章習(xí)題The exercises of the chapterChapter1 Carbohydrate1.The notion and classification of carbohydrate2.The structure,physical and chemical property of monosaccharide3.Common disac

2、charide4.The structure and property of polysaccharideChapter1 Carbohydrate建議用比較、分析的方法來認識建議用比較、分析的方法來認識各種重要或常見糖類的特征及性各種重要或常見糖類的特征及性質(zhì)，同時注意聯(lián)系有機化學(xué)中介質(zhì)，同時注意聯(lián)系有機化學(xué)中介紹的立體異構(gòu)、醛、酮等知識。紹的立體異構(gòu)、醛、酮等知識。重點掌握單糖的概念與分類、結(jié)構(gòu)與性重點掌握單糖的概念與分類、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)；常見單糖、雙糖、多糖（特別是細質(zhì)；常見單糖、雙糖、多糖（特別是細菌雜多糖）、糖蛋白、糖胺聚糖、蛋白菌雜多糖）、糖蛋白、糖胺聚糖、蛋白聚糖的組成與結(jié)構(gòu)。聚糖的

3、組成與結(jié)構(gòu)。Chapter1 Carbohydrate1.The notion and classification of carbohydrate2.The structure and property of monosaccharide3. Common disaccharide4. Common polysaccharide5.The heteropolysaccharide of bacteria6. Glycoprotein 、 Glycosaminoglycan 、 proteoglycanChapter1 CarbohydrateThe content that must be

4、mastered 1. 1. The notion and classification of carbohydrate 1.1 1.1 The notion of carbohydrate: : Carbohydrate Saccharide A simple saccharide consists of a carbon chain with a number of hydroxyl groups （羥基羥基）and either one aldehyde group （醛基醛基）or one ketone group（酮基酮基）. 多羥醛多羥醛或或多羥酮多羥酮及其及其衍生物衍生物或或縮聚

5、物縮聚物的總的總稱稱. .見見p2Chapter1 Carbohydrate 1.2 1.2 The classification of carbohydrate ：見：見p2p2 1.2.1 1.2.1 單糖單糖Monosaccharide 不能被水解成更小分子的糖類不能被水解成更小分子的糖類 根據(jù)碳原子數(shù)目分類根據(jù)碳原子數(shù)目分類 aldose and ketose 醛糖醛糖和和酮糖酮糖 1.2.2 寡糖寡糖Oligosaccharide 210個單糖組成個單糖組成,水解后產(chǎn)生單糖水解后產(chǎn)生單糖 Disaccharide雙糖雙糖 Trisaccharide三糖三糖 1.2.3 多糖多糖Pol

6、ysaccharide 水解產(chǎn)生水解產(chǎn)生10-20個以上單糖個以上單糖 homopolysaccharide同多糖同多糖:水解只產(chǎn)水解只產(chǎn)生生1種種單糖或其衍生物單糖或其衍生物 heteropolysaccharide雜多糖雜多糖:水解產(chǎn)水解產(chǎn)生生1種以上種以上單糖或單糖或/和其衍生物和其衍生物 1.2.4 復(fù)合糖復(fù)合糖Compoud /complex saccharide 糖與非糖物質(zhì)糖與非糖物質(zhì)(如脂類、如脂類、蛋白等蛋白等)結(jié)合而成，如結(jié)合而成，如糖脂、糖蛋白、蛋白糖脂、糖蛋白、蛋白聚糖等聚糖等 2. The structure and property of monosaccharid

7、e 2.1 2.1 The structure of monosaccharide （p6p6） 2.1.1 2.1.1 Chain stucture鏈狀結(jié)構(gòu)鏈狀結(jié)構(gòu) 2.2.2 2.2.2 ring stucture環(huán)狀結(jié)構(gòu)環(huán)狀結(jié)構(gòu) 2.2.3 2.2.3 The monosaccharides conformation單糖構(gòu)象單糖構(gòu)象 2.22.2 The property of monosaccharide 2.2.1 2.2.1 physical property物理性質(zhì)物理性質(zhì) 2.2.2 2.2.2 Chemical property化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 2.3 2.3 Importa

8、nt monosaccharide derivatives重要的單糖重要的單糖衍生物衍生物Chapter1 Carbohydrate 2.1.1 2.1.1 鏈狀結(jié)構(gòu)鏈狀結(jié)構(gòu) Chain stucture 有有D-D-及及L-L-構(gòu)型構(gòu)型(configuration) 互為對映體互為對映體(enantiomer) 一個不對稱碳原子在空間一個不對稱碳原子在空間的的2種取向種取向,是物體與鏡像的是物體與鏡像的關(guān)系，并且關(guān)系，并且兩者不能重疊兩者不能重疊 最常見的是最常見的是己糖己糖 如如葡萄糖葡萄糖 Glucose 果糖果糖 Fructose 半乳糖半乳糖 Galactose 甘露糖甘露糖 man

9、nose構(gòu)型：不對稱碳原子（離羰基碳最遠的）的四個取代基構(gòu)型：不對稱碳原子（離羰基碳最遠的）的四個取代基在空間的相對取向在空間的相對取向。這種取向形成。這種取向形成2 2種而且只有種而且只有2 2種可能種可能的四面體形式，即的四面體形式，即D-D-及及L-L-兩種構(gòu)型兩種構(gòu)型。凡在理論上可由。凡在理論上可由D-D-甘油醛衍生出來的單糖皆為甘油醛衍生出來的單糖皆為D-D-型糖。型糖。L-葡萄糖葡萄糖 L-甘油醛甘油醛 D-葡萄糖葡萄糖 D-甘油醛甘油醛 對對映映體體異異構(gòu)構(gòu)手性碳原子手性碳原子n個可個可產(chǎn)生產(chǎn)生 2n/2 對對對映體對映體物體與物體與鏡像的鏡像的關(guān)系，關(guān)系，并且并且兩兩者不能者不

10、能重疊重疊CHOOHHOHCH2OHHHOHOHHHHCH2OHHHOOHCHOHOHOH手性手性C原子原子（asymmetric carbon atom)手性手性C原子（原子（asymmetric carbon atom)如果你注意觀察過你的手，你會發(fā)現(xiàn)你如果你注意觀察過你的手，你會發(fā)現(xiàn)你的左手和右手看起來似乎一模一樣，但的左手和右手看起來似乎一模一樣，但無論你怎樣放，無論你怎樣放，它們在空間上卻無法完它們在空間上卻無法完全重合全重合。如果你把你的左手放在鏡子前。如果你把你的左手放在鏡子前面，你會發(fā)現(xiàn)你的右手才真正與你的左面，你會發(fā)現(xiàn)你的右手才真正與你的左手在鏡中的像是完全一樣的，你的右手手

11、在鏡中的像是完全一樣的，你的右手與左手在鏡中的像可以完全重疊在一起。與左手在鏡中的像可以完全重疊在一起。在化學(xué)中，這種現(xiàn)象被稱之為在化學(xué)中，這種現(xiàn)象被稱之為“手手性性”(Chirality)，有時也稱為，有時也稱為“手性對手性對稱稱”或或“鏡面對稱鏡面對稱”。幾乎所有的生物。幾乎所有的生物大分子都是手性的。大分子都是手性的。兩種在分子結(jié)構(gòu)上兩種在分子結(jié)構(gòu)上呈手性的物質(zhì)，它們的化學(xué)性質(zhì)完全相呈手性的物質(zhì)，它們的化學(xué)性質(zhì)完全相同。同。物體與鏡像的物體與鏡像的關(guān)系，并且關(guān)系，并且兩兩者不能重疊者不能重疊D D系單糖系單糖D-D-甘油醛衍生甘油醛衍生 DD葡萄糖葡萄糖CH0CHOHCHOHCHCHCH

12、2OHOHOHCH0CHOHCHOHCHCHCH2OHOHOHD-D-半乳糖半乳糖差向異構(gòu)體差向異構(gòu)體（epimer）僅一個手性碳原子構(gòu)型不同的非對映異構(gòu)體僅一個手性碳原子構(gòu)型不同的非對映異構(gòu)體 2.1.2 2.1.2 環(huán)狀結(jié)構(gòu)環(huán)狀結(jié)構(gòu) ring stucture 是鏈狀的同分異構(gòu)體是鏈狀的同分異構(gòu)體 兩種可互變兩種可互變 在晶體狀態(tài)或水溶液在晶體狀態(tài)或水溶液中，絕大多數(shù)是環(huán)狀中，絕大多數(shù)是環(huán)狀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 見見p9-10p9-10 由直鏈結(jié)構(gòu)變?yōu)榄h(huán)狀由直鏈結(jié)構(gòu)變?yōu)榄h(huán)狀結(jié)構(gòu)后，結(jié)構(gòu)后，羰基碳原子羰基碳原子成為新的手性中心，成為新的手性中心，導(dǎo)致導(dǎo)致C1C1差向異構(gòu)化差向異構(gòu)化，羰基碳羰基碳上形成上

13、形成2 2個非對個非對映的差向異構(gòu)體映的差向異構(gòu)體 非對映的非對映的-及及-型型異頭物異頭物(anomer) 異頭碳異頭碳羥基羥基與與末端羥末端羥甲基甲基是是反式反式的為的為異異頭物，頭物，順式順式的為的為異異頭物頭物轉(zhuǎn)折轉(zhuǎn)折旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)成環(huán)成環(huán)成環(huán)成環(huán) -D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖 -D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖Fischer式式Haworth式式差向異構(gòu)差向異構(gòu) 半縮醛羥基半縮醛羥基葡萄糖開鏈葡萄糖開鏈環(huán)狀會出現(xiàn)環(huán)狀會出現(xiàn)五元環(huán)五元環(huán)和和六元環(huán)六元環(huán)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 果糖果糖異頭異頭C C2 2 六元環(huán)六元環(huán)：1-51-5氧橋氧橋吡喃糖吡喃糖（穩(wěn)定）（穩(wěn)定） 五元環(huán)五元環(huán)：1-41-4氧橋氧橋呋喃糖呋喃

14、糖（活潑）（活潑） 有有Fischer式（投影式）和式（投影式）和Haworth式式（透視式）兩種書寫方式（透視式）兩種書寫方式 見見p10p10 單糖的鏈狀結(jié)構(gòu)在空間不成一直線單糖的鏈狀結(jié)構(gòu)在空間不成一直線 單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)各原子不在同一平面單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)各原子不在同一平面葡萄糖葡萄糖的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)多羥基多羥基醛的開醛的開環(huán)形式環(huán)形式CHOHCOHHOCHHCOHHCOHCH2OH半縮醛半縮醛吡喃糖吡喃糖OCH2OHOHOHOHOH15呋喃糖呋喃糖OCH2OHHO-CHOHOHOH14OCH2OHOHOHOH15OHOCH2OHHO-CHOHOH14OH單糖的單糖的Haworth透視式透視式CH

15、2OHCHOCHOHOCH2CHOCH2OHOHCH2OHCHOCH2OHO HOHCH2OHOHOH左上右下左上右下由由Fischer寫成寫成Haworth式：式：順時針畫平面，左上右下，氧橋一端反向順時針畫平面，左上右下，氧橋一端反向 2.1.3 2.1.3 單糖單糖構(gòu)象構(gòu)象（conformation） 見見p11-13p11-13 繞單鍵旋轉(zhuǎn)引起的組成原子的不同排列繞單鍵旋轉(zhuǎn)引起的組成原子的不同排列 己糖有椅式和船式構(gòu)象（己糖有椅式和船式構(gòu)象（Chain/boat form） 可互變，但以可互變，但以椅式椅式為主為主 椅式構(gòu)象有椅式構(gòu)象有equatorial bond（平伏鍵、（平伏鍵、

16、穩(wěn)定）和穩(wěn)定）和axial bond（垂直鍵）兩種（垂直鍵）兩種構(gòu)型和構(gòu)象構(gòu)型和構(gòu)象構(gòu)型構(gòu)型：原子或基團在空間的相對分布或排列。原子或基團在空間的相對分布或排列。涉及共價鍵的斷裂涉及共價鍵的斷裂。 構(gòu)象構(gòu)象：當(dāng)單鍵旋轉(zhuǎn)時，當(dāng)單鍵旋轉(zhuǎn)時，取代基團取代基團可能形成不可能形成不同的立體結(jié)構(gòu)。同的立體結(jié)構(gòu)。不涉及共價鍵的斷裂不涉及共價鍵的斷裂。 葡萄糖葡萄糖構(gòu)象構(gòu)象船式船式椅式椅式OCH2OHHOOHOHOCH2OHHOHOOHOHOHCH2OHOHOHOHOHHO e e（平伏鍵、（平伏鍵、穩(wěn)定）穩(wěn)定） a a（垂直鍵、（垂直鍵、活潑）活潑） 2.2 2.2 The property of mono

17、saccharide 有有asymmetric carbon不對稱不對稱碳原子碳原子 有有alcohol hydroxyl group醇醇性羥基性羥基 free aldehyde group or ketone group in chain structure鏈狀結(jié)構(gòu)有自由醛鏈狀結(jié)構(gòu)有自由醛基或自由酮基基或自由酮基 hemiacetal hydroxyl group in ring structure環(huán)狀結(jié)構(gòu)有半環(huán)狀結(jié)構(gòu)有半縮醛羥基縮醛羥基 2.2.1 2.2.1 physical property 旋光性旋光性（optical activity）： asymmetric carbon 比旋光

18、度比旋光度（specific rotation） D= 10020cLChapter1 Carbohydrate 變旋性變旋性（mutarotation）：）：單糖新配置的溶液會單糖新配置的溶液會發(fā)生比旋光度的改變發(fā)生比旋光度的改變 是由是由分子立體結(jié)構(gòu)的分子立體結(jié)構(gòu)的可逆互變可逆互變造成的造成的 互變達到平衡，比旋互變達到平衡，比旋光度即不再改變光度即不再改變 甜度甜度（sweetness） 以以蔗糖蔗糖為標(biāo)準(zhǔn)定為為標(biāo)準(zhǔn)定為100100 果糖最甜果糖最甜 乳糖最不甜乳糖最不甜 非糖類甜味劑非糖類甜味劑Glc 鏈?zhǔn)紾lc Glc 糖糖 甜度甜度 糖糖 甜度甜度果糖果糖 轉(zhuǎn)化糖轉(zhuǎn)化糖 蔗糖蔗糖

19、葡萄糖葡萄糖 木糖木糖糖精糖精 173.3 130 100 74.3 40 50000鼠李糖鼠李糖 麥芽糖麥芽糖 半乳糖半乳糖 棉子糖棉子糖 乳糖乳糖阿巴斯甜阿巴斯甜 32.5 32.5 32.1 22. 6 16.1 15000 2.2.2 2.2.2 chemical property 醛基、酮基、醇基醛基、酮基、醇基所所引起的化學(xué)反應(yīng)引起的化學(xué)反應(yīng) 異構(gòu)、氧化、還原、異構(gòu)、氧化、還原、成糖脎、糖酯、糖苷、成糖脎、糖酯、糖苷、脫水等脫水等 A A：異構(gòu)化：異構(gòu)化isomerism 分子重排分子重排 弱堿或稀強堿弱堿或稀強堿 1 1，2-2-烯醇體烯醇體為中為中間產(chǎn)物間產(chǎn)物 見見p16p16

20、Chapter1 CarbohydrateD-葡萄糖、葡萄糖、D-甘露糖和甘露糖和D-果糖，通過烯醇式相互轉(zhuǎn)化果糖，通過烯醇式相互轉(zhuǎn)化 B B：單糖的氧化（還原性）：單糖的氧化（還原性） oxidation見見p16-17p16-17 還原性糖：能被弱氧化還原性糖：能被弱氧化劑劑(Fehling試劑和試劑和Benedict試劑試劑，含含CuCu2+2+的的堿性溶液堿性溶液)氧化的糖氧化的糖 酮基或醛基，變成非常酮基或醛基，變成非?；顫姷幕顫姷南┒枷┒?，具有，具有還還原性原性，被弱氧化劑，被弱氧化劑CuCu2+2+氧氧化成羧基化成羧基醛糖酸醛糖酸(aldonic acid) 醛糖則不僅醛基被

21、醛糖則不僅醛基被氧化，其末端的氧化，其末端的一一級醇基級醇基也可被氧化，也可被氧化，但氧化程度和產(chǎn)物但氧化程度和產(chǎn)物隨不同氧化劑而異隨不同氧化劑而異 ( (醛醛) )糖酸、醛糖二糖酸、醛糖二酸酸(alduric acid) 、糖、糖醛酸醛酸(uronic acid) 一級醇基一級醇基（醛）糖酸（醛）糖酸糖醛酸糖醛酸醛糖二酸醛糖二酸血糖血糖(Blood sugar)的測定的測定 葡萄糖含有醛基，具還原性，能被弱氧化劑葡萄糖含有醛基，具還原性，能被弱氧化劑(如堿性如堿性CuSO4)氧化，生成葡萄糖酸等各種氧化產(chǎn)物，蘭色氧化，生成葡萄糖酸等各種氧化產(chǎn)物，蘭色Cu(OH)2被還原為磚紅色的被還原為磚紅

22、色的Cu2O。最常用的堿性。最常用的堿性CuSO4溶液為溶液為Benedict 試劑（檢糖試劑），正常人尿液試劑（檢糖試劑），正常人尿液用班氏試劑檢測為陰性，當(dāng)血糖濃度高于用班氏試劑檢測為陰性，當(dāng)血糖濃度高于160-180 mg/dL時為陽性反應(yīng)。這一方法簡單，但特異性差。時為陽性反應(yīng)。這一方法簡單，但特異性差。 如改用對葡萄糖特異性的葡萄糖氧化酶、己糖激酶如改用對葡萄糖特異性的葡萄糖氧化酶、己糖激酶法、鄰甲苯胺法檢測葡萄糖，則特異性和準(zhǔn)確度明顯法、鄰甲苯胺法檢測葡萄糖，則特異性和準(zhǔn)確度明顯提高。提高。 C C：單糖的還原：單糖的還原 reduce 見見p17p17 酮基或醛基被氫還原成酮基或

23、醛基被氫還原成醇醇糖醇糖醇 D D：形成糖脎：形成糖脎 見見p18p18 sugar phenylosazone 單糖的單糖的第第1 1、2 2碳原子碳原子與與苯肼苯肼結(jié)合，成黃色晶體結(jié)合，成黃色晶體狀的糖脎，不溶于水狀的糖脎，不溶于水 醛糖：先醛糖：先C1再再C2 酮糖：先酮糖：先C2再再C1 D-Glc、D-Fru、D-Man生成同一生成同一種糖脎種糖脎 可從糖脎的晶形、可從糖脎的晶形、熔點來鑒別糖的熔點來鑒別糖的種類種類CHOCH2OHCH2OHCH2OHHD-葡萄糖葡萄糖D葡萄醇（山梨醇）葡萄醇（山梨醇）CHOCH2OHCH2OHCH2OHHD甘露糖甘露糖D甘露醇甘露醇單糖的還原單糖的

24、還原CH2OHCOHCH2OHHCH2OHCHCH2OHHOCH2OHCCH2OHOHHD果糖果糖D葡萄醇葡萄醇D甘露醇甘露醇酮糖還原時產(chǎn)生酮糖還原時產(chǎn)生一對差向異構(gòu)體一對差向異構(gòu)體的糖醇的糖醇* *山梨醇山梨醇：合成維生素：合成維生素C;C;* *甘露醇：甘露醇：臨床降低顱內(nèi)壓和治療腎衰；臨床降低顱內(nèi)壓和治療腎衰；* *核糖醇核糖醇: : 參與核黃素的合成；參與核黃素的合成；* *木糖醇木糖醇：糖醛酸途徑的中間物；：糖醛酸途徑的中間物；* *肌醇：肌醇：存在于多種組織，是一些磷脂的組成部分，存在于多種組織，是一些磷脂的組成部分，肌醇三磷酸肌醇三磷酸是細胞的第是細胞的第 二信使，二信使，肌醇六

25、磷酸（植酸）肌醇六磷酸（植酸）是重要的化工原料。是重要的化工原料。糖糖 醇醇單糖的成脎作用單糖的成脎作用 E：形成糖酯：形成糖酯sugar ester與糖醚與糖醚sugar ether 見見p19 單糖的單糖的C1-OH最活潑最活潑，其次是其次是一級醇基一級醇基，其它，其它的二級醇基活潑性較低的二級醇基活潑性較低而且不相等而且不相等 單糖的所有單糖的所有-OH都可與都可與酸結(jié)合成酯酸結(jié)合成酯 在體內(nèi)形成各種磷酸酯在體內(nèi)形成各種磷酸酯 糖醚即糖的甲基化糖醚即糖的甲基化見見p19 糖基的糖基的自由自由-OH離離子化子化，生成穩(wěn)定的，生成穩(wěn)定的碳陰離子，再與碳陰離子，再與CH3I反應(yīng)生成糖醚反應(yīng)生成

26、糖醚 1個縮醛甲氧基，個縮醛甲氧基，4個醚甲氧基個醚甲氧基磷磷 酯酯 形成糖苷形成糖苷 見見p19p19 環(huán)狀單糖的環(huán)狀單糖的半縮醛或半縮酮羥基半縮醛或半縮酮羥基（糖基）與另（糖基）與另一化合物（糖苷配基）縮合形成的一化合物（糖苷配基）縮合形成的縮醛或縮酮縮醛或縮酮 單糖有單糖有-及及-兩型兩型，故糖苷也有，故糖苷也有-及及-型型 糖苷屬糖苷屬縮醛縮醛，一般不再顯示醛的性質(zhì)，一般不再顯示醛的性質(zhì) G：脫水作用：脫水作用 dehydration 見見p20 單糖與單糖與12%HCL作用脫水產(chǎn)生作用脫水產(chǎn)生糠醛或其衍生物糠醛或其衍生物 戊醛糖脫戊醛糖脫3分子水分子水糠醛糠醛 己醛己醛/酮糖脫酮糖脫

27、3分子水分子水羥甲基糠醛羥甲基糠醛 Molisch試驗（與試驗（與-萘酚萘酚紫色）紫色）糖糖 Seliwanoff試驗（與間苯二酚試驗（與間苯二酚紅色）紅色）酮糖酮糖 Tollen試驗（與間苯三酚試驗（與間苯三酚櫻桃紅色）櫻桃紅色）戊糖戊糖 Bial試驗（與甲基間苯二酚試驗（與甲基間苯二酚綠色）綠色）戊糖戊糖 蒽酮反應(yīng)（蒽酮反應(yīng)（藍綠色藍綠色）總糖量總糖量 2.3 2.3 Important monosaccharide derivatives 見見p25-31p25-31 sugar phosphate ester單糖單糖磷酸酯磷酸酯：代謝途徑的中間：代謝途徑的中間產(chǎn)物，特別是糖代謝途徑產(chǎn)物

28、，特別是糖代謝途徑 sugar alcohol糖醇：糖醇：由單由單糖的羰基被還原而成，糖的羰基被還原而成，如如山梨醇（山梨醇（D-D-葡萄醇）、葡萄醇）、 D-D-甘甘露醇、半乳糖醇、核糖醇露醇、半乳糖醇、核糖醇等等 sugar acid糖酸：糖酸：醛糖可被氧化成醛糖可被氧化成3 3類，即醛糖酸、醛類，即醛糖酸、醛糖二酸、糖醛酸糖二酸、糖醛酸 deoxy sugar脫氧糖：脫氧糖：單糖的某個或多個單糖的某個或多個羥基被氫原子取代羥基被氫原子取代而成，如而成，如D-2-D-2-脫氧脫氧核糖、核糖、L-L-鼠李糖等鼠李糖等Chapter1 CarbohydrateCOCHCOHCOHCH2OHHH

29、HHCOHCHCHCHCH3HOHOOHHCOHCHCHCOHCHCH3HHOOHHOCOH2-2-脫氧脫氧-D-D-核糖核糖 L-L-鼠李糖鼠李糖 （6-6-脫氧脫氧-L-L-甘露糖）甘露糖） L-L-巖藻糖巖藻糖 （6-6-脫氧脫氧-L-L-半乳糖）半乳糖）脫脫 氧氧 amino sugar氨基糖：氨基糖：糖胺，單糖分子中糖胺，單糖分子中的一個羥基（的一個羥基（主要是主要是C2上的上的-OH）可被）可被氨基取代而成，如葡糖胺、半乳糖胺、氨基取代而成，如葡糖胺、半乳糖胺、 N-乙酰半乳糖胺等，常見的衍生物有乙酰半乳糖胺等，常見的衍生物有N-乙酰葡糖胺（乙酰葡糖胺（NAG）、N-乙酰乙酰-胞壁

30、酸胞壁酸（NAM）、（、（N-乙酰）乙酰）-神經(jīng)氨酸神經(jīng)氨酸（NAN） 見見p30天然存在的氨基糖天然存在的氨基糖（NAG）N-乙酰乙酰-D-葡糖胺葡糖胺（NAM）N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸乙乙酰酰氨氨基基糖糖R=D-乳酸乳酸（NAN）N-乙酰神經(jīng)氨酸乙酰神經(jīng)氨酸/唾液酸唾液酸乙乙酰酰氨氨基基糖糖R=D-甘油甘油 3. 3. common disaccharide常見的二糖常見的二糖 蔗糖蔗糖（sucrose） 麥芽糖麥芽糖（maltose） 乳糖乳糖（lactose）Chapter1 Carbohydrate蔗糖蔗糖葡萄糖葡萄糖- ， （12）果糖苷）果糖苷性質(zhì)：性質(zhì)： 無變旋現(xiàn)象無變旋現(xiàn)象

31、無還原性無還原性 不能成脎不能成脎麥芽糖：葡萄糖麥芽糖：葡萄糖- / （14）葡萄糖苷葡萄糖苷性質(zhì)：性質(zhì)： 變旋現(xiàn)象變旋現(xiàn)象 具有還原性具有還原性 能成脎能成脎乳糖：葡萄糖乳糖：葡萄糖- - （14）半乳糖苷半乳糖苷性質(zhì)：性質(zhì)： 變旋現(xiàn)象變旋現(xiàn)象 具有還原性具有還原性 能成脎能成脎 4. 4. Common polysaccharide常見常見的多糖的多糖 homopolysaccharide同多糖：同多糖： 淀粉淀粉（starch） 糖原（糖原（glycogen） 纖維素（纖維素（cellulose） 殼多糖（殼多糖（chitin）lheteropolysaccharide雜多糖：雜多糖：

32、瓊脂（瓊脂（agar）Chapter1 Carbohydrate 4.1 starch Starch is a mixture of unbranched amylose（glucose residues jioned by 1-4 bonds） and branched amylopectin（glucose residues joined 1-4 but with some 1-6 branchpoints） 由由D-Glc組成，外層為組成，外層為支鏈淀粉支鏈淀粉（amylopectin），約占約占80%-90%; ;內(nèi)層內(nèi)層為為直鏈淀粉直鏈淀粉（amylose）,約占約占10%-20%1

33、0%-20% 直鏈淀粉直鏈淀粉：-1.4-1.4-糖苷鍵、左手螺旋、糖苷鍵、左手螺旋、每圈螺旋含每圈螺旋含6 6個葡萄糖殘基、不溶于冷個葡萄糖殘基、不溶于冷水略溶于熱水、每圈可絡(luò)合水略溶于熱水、每圈可絡(luò)合1 1個碘分子，個碘分子，呈藍色呈藍色 支鏈淀粉：由支鏈淀粉：由-1.4-1.4-糖苷鍵糖苷鍵結(jié)合成較結(jié)合成較短直鏈、短直鏈、-1.6-1.6-糖苷鍵糖苷鍵連接每兩短直連接每兩短直鏈、易溶于水、與碘作用呈紫紅色鏈、易溶于水、與碘作用呈紫紅色直鏈淀粉的螺旋結(jié)構(gòu)直鏈淀粉的螺旋結(jié)構(gòu)0.8nm1.4nm6個殘基個殘基支支鏈鏈淀淀粉粉 4.2 glycogen A glycogen molecule c

34、onsists entirely of glucose units,most of which are linked in long chains by 1-4 glycosidic bond. However, every 10 units or so, the chain is branched by the formation of an 1-6 glycosidic bond. 在肝臟、肌肉中含量尤多，動物淀粉在肝臟、肌肉中含量尤多，動物淀粉 由由D-Glc組成，主鏈以組成，主鏈以-1.4-糖苷鍵糖苷鍵連連接、支鏈為接、支鏈為-1.6-糖苷鍵、糖苷鍵、含含支鏈較支鏈較多多 溶于沸水，與

35、碘呈紅色，無還原性，溶于沸水，與碘呈紅色，無還原性，不能成脎不能成脎糖原糖原4.3 cellulose Cellulose is an unbranched polysacharide of glucose units linked by 1-4 bonds.Unliked glycogen where the 1-4 linkages lead to a helical conformation of the polysaccharide, the linkage between glucose residues in cellulose creates very long straight

36、 chains that are arranged together in fibrils.l分布最廣、含量最多的一種多糖。植物尤分布最廣、含量最多的一種多糖。植物尤其是各種木材都含有大量的纖維素。植物其是各種木材都含有大量的纖維素。植物體內(nèi)約有體內(nèi)約有5050的碳存在于纖維素的形式。的碳存在于纖維素的形式。 估計地球上綠色植物每年大約凈產(chǎn)有機物估計地球上綠色植物每年大約凈產(chǎn)有機物1515202010101010噸，其中纖維素占噸，其中纖維素占1/31/3至至1/21/2。 棉花、亞麻、芋麻和黃麻都含有大量優(yōu)棉花、亞麻、芋麻和黃麻都含有大量優(yōu)質(zhì)的纖維素。質(zhì)的纖維素。 纖維素的結(jié)構(gòu)纖維素的結(jié)構(gòu)纖

37、維素的結(jié)構(gòu)纖維素的結(jié)構(gòu) 葡萄糖以葡萄糖以 （1 14 4）糖苷鍵糖苷鍵連連接而成的接而成的直鏈直鏈，無，無支鏈；不支鏈；不溶于水、溶于水、稀酸、稀稀酸、稀堿和有機堿和有機溶劑，與溶劑，與碘無顏色碘無顏色反應(yīng)反應(yīng)植物中纖維素的存在形態(tài)植物中纖維素的存在形態(tài) 4.4 4.4 chitin殼多糖（幾丁質(zhì)）殼多糖（幾丁質(zhì)） 大量存在于昆蟲和甲殼類動物的甲殼之中，大量存在于昆蟲和甲殼類動物的甲殼之中，可稱為甲殼質(zhì)?？煞Q為甲殼質(zhì)。 蝦、蟹殼富含的殼多糖是一種白色、無定蝦、蟹殼富含的殼多糖是一種白色、無定形的半透明物質(zhì)。據(jù)研究資料估計自然界形的半透明物質(zhì)。據(jù)研究資料估計自然界中每年生成的幾丁質(zhì)約有一百億噸。

38、中每年生成的幾丁質(zhì)約有一百億噸。 在天然聚合物中幾丁質(zhì)的貯存量占第二位，在天然聚合物中幾丁質(zhì)的貯存量占第二位，僅次于纖維素。僅次于纖維素。 殼多糖的結(jié)構(gòu)殼多糖的結(jié)構(gòu) 是是N-N-乙酰乙酰-D-D-葡糖胺的葡糖胺的同聚物同聚物（相（相當(dāng)于纖維素的當(dāng)于纖維素的C-2C-2位置上的羥基位置上的羥基由由乙酰乙?；陌被陌被〈?，可視為纖維素的類所取代，可視為纖維素的類似物）；各個殘基都是通過似物）；各個殘基都是通過 -l-l，4-4-糖糖苷鍵苷鍵的形式連接成不分支的長鏈結(jié)構(gòu)，的形式連接成不分支的長鏈結(jié)構(gòu)，因此幾丁質(zhì)因此幾丁質(zhì)( (甲殼質(zhì)甲殼質(zhì)) )也可稱為聚乙酰也可稱為聚乙酰氨基葡糖氨基葡糖(

39、(或殼多糖或殼多糖) )。幾幾丁丁質(zhì)質(zhì)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu) 4.5 4.5 agaragar瓊脂瓊脂 是某些海藻是某些海藻( (如石花菜屬如石花菜屬) )所含的多糖物質(zhì)，所含的多糖物質(zhì)，主要成分是主要成分是多聚半乳糖多聚半乳糖，D-D-吡喃半乳糖和吡喃半乳糖和3,6-3,6-脫水脫水- L- L-吡喃半乳糖吡喃半乳糖以以1.4-1.4-糖苷鍵糖苷鍵連連接的兩個單位交替組成的線性鏈，后一單接的兩個單位交替組成的線性鏈，后一單位以位以1.3-1.3-糖苷鍵糖苷鍵與與D-D-吡喃半乳糖吡喃半乳糖相連相連 無色無味，溶于熱水、吸水膨脹冷卻后變無色無味，溶于熱水、吸水膨脹冷卻后變成凝膠，食品工業(yè)中常用來制造果凍

40、、果成凝膠，食品工業(yè)中常用來制造果凍、果醬等。醬等。1 12%2%的瓊脂在室溫下便能形成凝的瓊脂在室溫下便能形成凝膠。它是微生物培養(yǎng)基組分，也是電泳、膠。它是微生物培養(yǎng)基組分，也是電泳、免疫擴散的支持物之一。免疫擴散的支持物之一。 5. 5. The heteropolysaccharide of bacteria細菌細菌雜多糖雜多糖 細菌的結(jié)構(gòu)多糖細菌的結(jié)構(gòu)多糖 細胞壁的肽聚糖、細胞壁的肽聚糖、磷壁酸磷壁酸 外膜的脂多糖等外膜的脂多糖等 5.1 5.1 The chemical composition of bacterial cell wall 細菌細胞細菌細胞 壁化學(xué)組成壁化學(xué)組成 5.

41、2 5.2 peptidoglycan肽聚糖肽聚糖 5.3 5.3 Teichoic acid磷壁酸磷壁酸 5.4 5.4 Lipopolysaccharide脂多糖脂多糖Chapter1 Carbohydrate 5.15.1細菌細胞壁化學(xué)組成細菌細胞壁化學(xué)組成 Gram-positive bacterium革蘭氏陽性菌：由革蘭氏陽性菌：由多層多層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的肽聚糖肽聚糖所組成，并與所組成，并與磷磷壁酸壁酸相連相連 Gram-negative bacterium革蘭氏陰性菌：革蘭氏陰性菌：單層單層肽聚糖、肽聚糖、不含磷壁酸不含磷壁酸、肽聚糖外有、肽聚糖外有一一外膜外膜（脂雙層膜），由

42、脂多糖、脂蛋（脂雙層膜），由脂多糖、脂蛋白、磷脂等組成白、磷脂等組成 5.2 5.2 肽聚糖肽聚糖 見見p52-53p52-53 peptidoglycan 粘肽（粘肽（mucopeptide） 氨基糖肽（氨基糖肽（glycoaminopeptide） 以以NAG（N-N-乙酰葡糖胺）和乙酰葡糖胺）和NAM（N-N-乙酰胞壁酸）組成的多糖骨干主鏈與乙酰胞壁酸）組成的多糖骨干主鏈與4 4肽肽連接而成的雜多糖連接而成的雜多糖 NAG與與NAM之間由之間由-1.4-1.4糖苷鍵糖苷鍵連接連接 NAM-COOH與與4 4肽中的肽中的Ala-NH2以以肽鍵肽鍵相連相連 骨干主鏈之間由骨干主鏈之間由Lys

43、與與Ala的（的（Gly）5 5（陽性菌）（陽性菌）或相鄰或相鄰4 4肽的肽的Lys與與Ala的肽的肽鍵（陰性菌）鍵（陰性菌）交聯(lián)，增加硬度交聯(lián)，增加硬度肽肽聚聚糖糖肽聚糖肽聚糖peptidoglycanN-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸四肽側(cè)鏈四肽側(cè)鏈肽交聯(lián)橋肽交聯(lián)橋G +菌菌Gram-positive bacteriumGram-negative bacterium 5.3 磷壁酸磷壁酸 Teichoic acid 主鏈由主鏈由醇醇（核糖醇或甘（核糖醇或甘油）和油）和磷酸磷酸分子交替連分子交替連接而成接而成 按醇組分的不同可分為按醇組分的不同可分為核糖醇磷壁酸核糖醇磷壁酸和和

44、甘油磷甘油磷壁酸壁酸 側(cè)鏈?zhǔn)菃蝹€的側(cè)鏈?zhǔn)菃蝹€的D-Ala或或Glc，分別以酯鍵或糖，分別以酯鍵或糖苷鍵相連苷鍵相連 其中的磷酸以其中的磷酸以磷磷酸酯鍵酸酯鍵與肽聚糖與肽聚糖分子中的分子中的NAM的的C6-OH相連相連接接壁磷壁酸壁磷壁酸 跨過肽聚糖層其跨過肽聚糖層其末端磷酸與質(zhì)膜末端磷酸與質(zhì)膜中的糖脂共價連中的糖脂共價連接接脂磷壁酸脂磷壁酸 見見p53 5.4 脂多糖脂多糖 見見p54 Lipopolysaccharide 是是革蘭氏陰性細菌細胞壁的特有結(jié)構(gòu)成分，是革蘭氏陰性細菌細胞壁的特有結(jié)構(gòu)成分，是外膜的主要物質(zhì)外膜的主要物質(zhì) 由由O-特異鏈特異鏈（外層專一性寡糖鏈）、（外層專一性寡糖鏈）

45、、核心寡糖核心寡糖、脂質(zhì)脂質(zhì)3部分組成部分組成 O-特異鏈隨菌株而異，是細菌使人致病的部分特異鏈隨菌株而異，是細菌使人致病的部分 S-型細菌：含有型細菌：含有O-特異鏈，生長呈光滑菌落特異鏈，生長呈光滑菌落 R-型細菌：缺乏型細菌：缺乏O-特異鏈，生長呈粗糙菌落特異鏈，生長呈粗糙菌落脂質(zhì)脂質(zhì)A核心寡糖核心寡糖O-特異鏈特異鏈-1，6連接連接D-葡萄糖胺葡萄糖胺1,4焦磷酸橋焦磷酸橋酯鍵酯鍵酰胺鍵酰胺鍵3-羥脂肪酸羥脂肪酸革蘭氏陰性菌的革蘭氏陰性菌的特有結(jié)構(gòu)特有結(jié)構(gòu)外核心外核心內(nèi)核心內(nèi)核心 6.6.糖蛋白、糖胺聚糖、蛋白聚糖簡介糖蛋白、糖胺聚糖、蛋白聚糖簡介 6.1 6.1 糖蛋白糖蛋白 Gly

46、coprotein 短鏈寡糖與蛋白質(zhì)以共價鍵（短鏈寡糖與蛋白質(zhì)以共價鍵（糖肽鍵糖肽鍵）連）連接而成的接而成的復(fù)合糖復(fù)合糖，性質(zhì)以，性質(zhì)以蛋白質(zhì)為主蛋白質(zhì)為主 In glycoproteins, two main types of oligosaccharide linkages exist:糖肽鍵的連糖肽鍵的連接類型：接類型： 糖蛋白與其中糖鏈的功能：糖蛋白與其中糖鏈的功能：Chapter1 Carbohydrate O-linked oligosaccharides attached to the protein via O-glycosidic bonds,to the OH groups

47、 of serine or threonine side-chains. N-linked oligosaccharides attached to the protein via N-glycosidic bonds,to the NH2 groups of asparagine side-chains. Chapter1 Carbohydrate 糖肽鍵有兩種類型糖肽鍵有兩種類型 N-糖肽鍵：糖肽鍵：由由-N-乙酰葡糖胺（乙酰葡糖胺（NAG）的）的C1-OH與與Asn的的-酰胺酰胺-N共價連接而成共價連接而成 O-糖肽鍵：由糖肽鍵：由單糖單糖（-N-乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺（GalNAc）

48、、半乳糖、阿拉伯糖等）的）、半乳糖、阿拉伯糖等）的C1-OH與與含羥基含羥基AA（Ser、Thr或或Hyl、Hyp）的）的羥基羥基-OH共價連接而成共價連接而成 糖蛋白中糖鏈的結(jié)構(gòu)糖蛋白中糖鏈的結(jié)構(gòu)uN-糖苷鍵型（糖苷鍵型（N-連接）連接）五糖核心五糖核心高甘露糖型：由乙酰葡萄胺高甘露糖型：由乙酰葡萄胺GlcNAc和甘露糖和甘露糖Man組成；組成；復(fù)雜型：除復(fù)雜型：除GlcNAc和甘露糖外，還有果糖、半乳糖、唾液酸；和甘露糖外，還有果糖、半乳糖、唾液酸；雜合型：包含雜合型：包含和和的特征。的特征。 uO-糖苷鍵型（糖苷鍵型（O-連接）連接）沒有五糖核心沒有五糖核心核心五糖核心五糖 GlcNAc

49、mannose galactoseSA fucose核心七糖核心七糖 The fuction of glycoproteins and oligosaccharide chains Being as membrane-proteins And many eznmies, protein hormone, plasma protein, antibidyes, blood-group substance ,etc.oligosaccharide chainsin membrane-proteins血型糖鏈血型糖鏈肽鏈肽鏈O O巖藻糖半乳糖半乳糖葡萄糖葡萄糖乙酰氨基葡萄糖半乳糖半乳糖B乙酰氨基半乳糖乙酰氨基半乳糖A糖基轉(zhuǎn)移酶糖基轉(zhuǎn)移酶1900年，奧地利醫(yī)生年，奧地利醫(yī)生landsteiner，提出提出ABO血型系統(tǒng)。血型系統(tǒng)。GlcNAcgalactosefucoseGalNAcsialic acid