糖生物化學(xué)課件

1、關(guān)于糖生物化學(xué)第一張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月引言糖（saccharide）也稱碳水化合物（carbohydrate），用Cm(H2O)n表示，其中m大于等于3。來源：光合作用分布：植物：含糖量占其干重的85-90%動(dòng)物：含糖量不超過其干重的2%微生物：含糖量占其菌體干重的10-30%第二張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月糖類的主要生物學(xué)作用作為生物體的結(jié)構(gòu)成分，如纖維素，幾丁質(zhì)等是生物體內(nèi)主要的能源物質(zhì)可轉(zhuǎn)變?yōu)樯矬w內(nèi)的其它物質(zhì)糖是幾乎所有生物分子的碳骨架前體具有復(fù)雜的多方面的生物活性功能，如糖蛋白的糖鏈作為細(xì)胞識(shí)別的信息分子等第三張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年

2、6月糖的概念和分類化學(xué)定義：糖是多羥基醛或多羥基酮，及其縮聚物和某些衍生物的總稱根據(jù)聚合度分類單糖（monosaccharide）寡糖（oligosaccharide ）多糖（20個(gè)單體，polysaccharide）第四張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月單糖化學(xué)結(jié)構(gòu)：多羥基醛或多羥基酮 不能被水解成更小分子的糖簡單糖第五張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月單糖的分類根據(jù)碳原子數(shù)目：丙糖、丁糖、戊糖、已糖、庚糖等（也可以稱為3碳糖，4碳糖，5碳糖，6碳糖，7碳糖等）根據(jù)是醛還是酮：醛糖、酮糖根據(jù)構(gòu)型：D-，L-具有3個(gè)或以上碳原子的醛糖以及4個(gè)或以上碳原子的酮糖都有不對稱碳原子第

3、六張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月單糖的構(gòu)型（ configuration ）構(gòu)型：手性碳原子的四個(gè)取代基在空間的相對取向甘油醛的構(gòu)型-OH 在左：L -OH 在右：D第七張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月甘油醛的構(gòu)型球棍模型Fischer投影式透視式第八張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月單糖的構(gòu)型其它單糖的構(gòu)型是以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)來確定的以單糖離羰基最遠(yuǎn)的（或者說碳原子編號(hào)最大的）那個(gè)不對稱碳的羥基在空間上的排布與甘油醛的不對稱碳原子上的羥基在空間上的排布相比較而確定-OH 在左：L； -OH 在右：D 天然單糖大多數(shù)是 D-型糖第九張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022

4、年6月D-核糖32145123D-甘油醛第十張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月D-葡萄糖(Glucose)D-果糖(fructose)123456123456第十一張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月D，L型指的是和甘油醛比較的那個(gè)不對稱碳原子的位置，糖的構(gòu)型不和旋光性對應(yīng)，旋光方向和程度由整個(gè)分子的立體結(jié)構(gòu)決定糖的旋光異構(gòu)體：對映異構(gòu)體（如D-葡萄糖和L-葡萄糖，互為鏡像）非對映異構(gòu)體（一個(gè)或多個(gè)手性碳的構(gòu)型不同）差向異構(gòu)體（只有一個(gè)手性碳的構(gòu)型不同的非對映異構(gòu)體）第十二張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月幾種重要的單糖:己糖：葡萄糖（Glc）、果糖（Fru）、半乳糖（G

5、al）戊糖：核糖（Rib）、脫氧核糖在代謝中涉及的單糖：丙糖（甘油醛，二羥丙酮），丁糖（赤蘚糖），戊糖（木糖，木酮糖，核糖，核酮糖），己糖（葡萄糖，果糖，半乳糖），庚糖（景天庚酮糖）第十三張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月Glc的鏈狀結(jié)構(gòu)式第十四張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月Glc的環(huán)狀結(jié)構(gòu)單糖的鏈狀結(jié)構(gòu)不能解釋一些性質(zhì)葡萄糖的醛基不能和NaHSO3反應(yīng)，也不能和Schiff試劑反應(yīng)。只能與一分子甲醇反應(yīng)。CH3OH無水HCl半縮醛縮醛CH3OH無水HClC6H12O6 + CH3OH (C6H11O5)OCH3甲基葡萄糖葡萄糖的變旋現(xiàn)象：新配置的葡萄糖溶液會(huì)發(fā)生旋光度的改

6、變。第十五張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月Glc的環(huán)狀結(jié)構(gòu)Glc可以形成環(huán)狀的半縮醛結(jié)構(gòu)Glc分子內(nèi)的羥基和醛基發(fā)生羥醛縮合第十六張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月Fischer式出現(xiàn)新的不對稱碳原子C1，形成 、異頭物（差向異構(gòu)體），羥基在右為型，羥基在左為型第十七張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月Fru第十八張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月水溶液中Glc主要以環(huán)狀結(jié)構(gòu)存在五元環(huán)：呋喃型（C1與C4羥醛縮合），稱為呋喃糖六元環(huán)：吡喃型（C1與C5羥醛縮合），是Glc環(huán)狀結(jié)構(gòu)的主要形式，稱為吡喃糖其他單糖也同樣有環(huán)狀結(jié)構(gòu)，比如果糖主要形成呋喃型環(huán)狀結(jié)構(gòu)吡喃吡

7、喃糖呋喃呋喃糖第十九張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月Haworth式由Fischer式寫成Haworth式：按碳原子順序順時(shí)針畫平面，羥基左上右下，最后的羥甲基在環(huán)平面上方的為D型糖，在下方的為L型糖1926年，W.H.Haworth提出環(huán)狀結(jié)構(gòu)的透視式（ Fischer式的過長氧橋不合理）第二十張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月對D型糖，羥基在下為型 ，羥基在上為型第二十一張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月單糖的鏈狀和環(huán)狀結(jié)構(gòu)可以互變從乙醇中結(jié)晶的晶體葡萄糖是 -D-吡喃葡萄糖，比旋值為+112.2從吡啶中結(jié)晶的是型，比旋值為+18.7 平衡后，比旋值達(dá)到恒定值+5

8、2.6異頭物在水溶液中通過直鏈形式可以互變，經(jīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡，是產(chǎn)生糖的變旋現(xiàn)象的原因第二十二張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月單糖的構(gòu)象構(gòu)像：分子在空間里采取的特定形態(tài)葡萄糖吡喃糖的構(gòu)象：糖分子中的C-C鍵不在一個(gè)平面上，有椅式和船式兩種，主要以椅式構(gòu)象存在。第二十三張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月物理性質(zhì) （1）旋光性（opticity）：比旋光度 單糖的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)（2）變旋現(xiàn)象（mutarotation） 一個(gè)有旋光性的溶液放置后，其比旋光度改變的現(xiàn)象稱變旋。 變旋的原因：分子立體結(jié)構(gòu)發(fā)生某種變化的結(jié)果，單糖的兩種異頭物通過鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu) 可以互變第二十四張，PP

9、T共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月單糖的氧化（即單糖的還原性）弱氧化劑：常用的為含Cu2+的堿性溶液 Fehling試劑：CuSO4、NaOH、酒石酸鉀鈉用于還原糖（能使氧化劑還原的糖）的定量定性檢測 第二十五張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月單糖與堿的反應(yīng)異構(gòu)化弱堿條件下，糖發(fā)生烯醇化，產(chǎn)生互變異構(gòu)醛糖具有還原性，酮糖在弱堿條件下異構(gòu)化為醛糖也具有還原性，所以單糖大多都是還原糖第二十六張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月形成糖苷（縮醛）糖苷（glycoside）：環(huán)狀單糖的半縮醛羥基與另一化合物羥基反應(yīng)形成的縮醛式化合物糖基：提供半縮醛羥基的糖部分配糖體：提供羥基的分子稱為配糖

10、體。配糖體可以是糖或非糖糖苷鍵：糖基與配糖體的連接方式，有、兩種形式第二十七張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十八張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月重要的單糖衍生物糖苷 、磷酸糖、氨基糖糖苷：花色素苷，皂苷等烏本苷第二十九張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月磷酸糖（單糖磷酸酯）：是體內(nèi)糖代謝的主要參加者第三十張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月（NAG）（NAM）氨基糖第三十一張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月寡糖（oligosaccharide）是由單糖縮合而成的短鏈結(jié)構(gòu)（一般含220個(gè)單糖分子）寡糖里的單糖分子此時(shí)稱為糖殘基學(xué)會(huì)判斷還原端和非還原端非

11、還原端的糖殘基沒有游離的半縮醛羥基還原端的糖殘基有游離的半縮醛羥基書寫時(shí)，非還原端在左，還原端在右了解其糖苷鍵類型第三十二張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月二糖（雙糖，disaccharide）由兩個(gè)相同或不同的單糖組成,常見的有乳糖、蔗糖、麥芽糖等了解其糖苷鍵類型和單糖單位了解其是否是還原糖第三十三張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月蔗糖（sucrose）由1分子 -D-葡萄糖與1分子-D-果糖通過（1- 2）糖苷鍵連接而成，沒有還原性（兩個(gè)半縮醛羥基都用于成苷）-D-葡萄糖苷-（12）-D-果糖第三十四張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月麥芽糖是由2分子D-葡萄糖通過-1，4糖苷鍵連接而成。麥芽糖（maltose）-D-葡萄糖苷-（14）-D-葡萄糖第三十五張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月 乳糖由1分子D-半乳糖和1分子D-葡萄糖通過-1，4糖苷鍵連接而成。 乳糖（lactose）-D-半乳糖苷-（14）-D-葡萄糖第三十六張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月異麥芽糖（isomaltose）第三十七張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月