生物化學糖類化學

關(guān)于生物化學糖類化學第1頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五1．掌握糖的基本慨念和單糖結(jié)構(gòu)形式；2．熟悉常見單糖、二糖和多糖結(jié)構(gòu)與性質(zhì)；3．了解糖含義、類別及其生物學意義[教學目標][教學重點]

單糖的結(jié)構(gòu)和主要存在形式；常見多糖的結(jié)構(gòu)和主要性質(zhì)。[教學難點]

單糖結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化。第2頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五前言糖的分布糖的定義糖的生物學意義糖的分類4.1單糖4.1.1單糖的構(gòu)型4.1.2單糖的結(jié)構(gòu)4.1.3單糖的構(gòu)象思考與練習[教學綱要]4.2重要單糖及其衍生物4.3寡糖4.4多糖4.5多糖代表物4.5.1淀粉4.5.2糖原4.5.3纖維素4.6糖復合物第3頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五前言糖的定義主要元素:C、H、O，其它元素:N、S，其中:H:O=2:1符合此式的并不一定是糖：如甲醛—CH2O，乳酸—C3H6O3通式:Cn(H2O)m如：葡萄糖--C6H12O6故稱碳水化合物但有的糖不符合此式：如：脫氧核糖---C5H12O4糖的分布分布廣泛，含量極高

糖是多羥基醛/多羥基酮及其縮合物和某些衍生物的總稱。這是根據(jù)什么定義的？第4頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五二羥丙酮:C3H6O3甘油醛:C3H6O3葡萄糖:C6H12O6OC-HCHOHCH2OHCH2OHC=OCH2OH

OC-HCHOHHOC-HCHOHCHOHCH2OH最常見的單糖最簡單的糖他們都是同分異構(gòu)體

CH2OHCOHOC-HCHOHCHOHCH2OH果糖:C6H12O6他們都是同分異構(gòu)體

CH2OHCOHOC-HCHOHCHOHCH2OH前言第5頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五是生物體組織和細胞的重要組成成分；是生物體的重要能源物質(zhì)和碳源物質(zhì)；有的糖還具有特殊的生理功能。如核糖是核酸的組成成分與遺傳有關(guān)；糖與蛋白質(zhì)構(gòu)成的糖蛋白在免疫、細胞識別、細胞間的聯(lián)系等多種生理功能中起著重要作用。糖分布最廣，資源最豐富。其重要的生理功能有：糖的生物學功能前言第6頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五單糖寡糖多糖丙糖---C3丁糖---C4戊糖---C5己糖---C6庚糖---C7二糖如:蔗糖三糖四糖等均一多糖-----（同多糖）如:淀粉,纖維素不均一多糖—（雜多糖）如:肝素不能水解更小單位的糖由2-10單糖分子縮合而成的糖---------也稱為低聚糖由多個單糖分子縮合而成的糖---------也稱為高聚糖糖的分類前言第7頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五構(gòu)型指一個分子由于其中各原子特有的固定的空間排列而使該分子所具有的特定的立體化學形式。4.1單糖4.1.1單糖的構(gòu)型如甘油醛的構(gòu)型CHOCHOHCH2OHCHOCOHHHOH2C

CHOHOCHCH2OH

CHOHCOHCH2OH一對對映體(立體式)(平面投影式)L-型D-型第8頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五如:

CHOH-C-OHH-C-OHCH2OH

CHOH-C-OHH-C-OHH-C-OHCH2OH

CHOH-C-OHHO-C-HH-C-OHH-C-OHCH2OHD-型甘油醛

CHOHC

OHCH2OHD-型赤鮮糖D-核糖D-葡萄糖一個不對稱碳原子二個不對稱碳原子三個不對稱碳原子四個不對稱碳原子不對稱碳原子:

一個碳原子上連接的四個原子或基團均不相同，此碳原子稱為不對稱碳原子或手性碳原子4.1單糖4.1.1單糖的構(gòu)型第9頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五光的方向改變的角度稱旋光度，以“α”表示平行光光的方向改變散射光棱鏡向右旋轉(zhuǎn)-順時針旋轉(zhuǎn)叫右旋，以“+”表示向左旋轉(zhuǎn)-反時針旋轉(zhuǎn)叫左旋，以“-”表示[α]tD=αC*L*100旋光性:使平行光的方向發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為旋光性。4.1單糖4.1.1單糖的構(gòu)型第10頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五

CHOHCOHHOCHHCOHHCOHCH2OH

CHCOHHOCHOHCHCOHCH2OHHOH

CHCOHHOCHOHCHCOHCH2OHHOH1.4縮合1.5縮合

CHCOHHOCHOHCOHHCCH2OHHOH

CHCOHHOCHOHCOHHCCH2OHHOHα-型β-型六元環(huán)五元環(huán)半縮醛羥基4.1.2單糖的結(jié)構(gòu)半縮醛、半縮醛羥基、呋喃糖、吡喃糖、異頭碳、異頭物4.1單糖第11頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五OO吡喃型呋喃型呋喃吡喃OOHHOHOHOHCH2OHOOHHOHOHOHCH2OHα-型-D-吡喃型葡萄糖β-型-D吡喃型-葡萄糖OOHOHOHCH2OHCHOHHOOHOHOHCH2OHCHOHHα-型-D-呋喃型葡萄糖β-型-D呋喃型-葡萄糖4.1.2單糖的結(jié)構(gòu)4.1單糖第12頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五OCH2OHOHOHOHOHOCH2OHHOHOOHOHOCH2OHHOHOOHOH4.1.2單糖的結(jié)構(gòu)4.1單糖第13頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五CHOCHOHCH2OHCH2OHC=OCH2OHCHOCHOHCHOHCHOHCH2OHCHOCH2CHOHCHOHCH2OH

CHOHOCHHOCHHCOHHCOH

CH2OH

CHOHCOHHOCHHCOHHCOH

CH2OH

CH2OHC=OHOCHHCOHHCOH

CH2OH

CHOHCOHHOCHHOCHHCOHCH2OHD-甘露糖D-葡萄糖D-果糖D-半乳糖D-甘油醛二羥丙酮D-核糖D-脫氧核糖4.2重要單糖及其衍生物常見單糖的鏈式結(jié)構(gòu)第14頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五D-脫氧核糖脫氧核酸-DNA的組成成分,體內(nèi)單糖D-甘油醛體內(nèi)代謝重要中間物,體內(nèi)單糖二羥丙酮體內(nèi)代謝重要中間物,體內(nèi)單糖D-核糖核酸-RNA的組成成分,體內(nèi)單糖D-甘露糖高聚糖形式存在于核桃殼等，動物多糖中D-半乳糖乳糖，棉子糖成分，動物奶，植物種子果膠D-葡萄糖分布最多，動物血液，水果D-果糖最甜，水果，蜂蜜中L-山梨糖水果，蔬菜，奶中分布名稱4.2重要單糖及其衍生物常見單糖的分布第15頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五常見的單糖衍生物—糖醇、糖醛酸、氨基糖、糖苷CH2OHCHOHCHOHCHOHCH2OH核糖醇OOHHOHOHOHCOOH葡糖醛酸半乳糖胺OOHHNH2OHCH2OHOHOOHOHOHOHCH2OHOOHOHOHOHCH2CHCNCHCNCHCN龍膽二糖基糖配基苦杏仁苷4.2重要單糖及其衍生物第16頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五是少數(shù)單糖（2~10個）縮合的聚合物。自然界中最常見的寡糖是雙糖。如麥芽糖、蔗糖、乳糖、纖維二糖4.3寡糖麥芽糖OHOHOHOHCH2OHOOHHOHOHCH2OHOα-1,4糖苷鍵α-D-葡萄糖OHOHOHOHCH2OHOOHHOHOHCH2OHOOHOHOHOHCH2OHOOHHOHOHCH2OHOα-1,4糖苷鍵α-1,4糖苷鍵OHOHOHOHCH2OHOOHHOHOHCH2OHOα-D-葡萄糖α-D-葡萄糖OHOHOHOHCH2OHOOHHOHOHCH2OHOOHOHOHOHCH2OHOOHHOHOHCH2OHO異麥芽糖OOHOHOHOHCH2OHOOHHOHOHOHCH2α-1,6糖苷鍵第17頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五OOHOHOHCH2OHOOHOHCH2OHOHOβ-1,4糖苷鍵β-D-葡萄糖纖維二糖OOHOHCH2OHOOHHOHOHCH2OHHOOβ,α-1,4糖苷鍵β-D-半乳糖乳糖α-D-葡萄糖β-D-葡萄糖第18頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五OHOHOHOHCH2OHOCH2OHCH2OHHOHOHOα-D-葡萄糖α,β-1,2糖苷鍵蔗糖β-D-果糖OHOHOHOHCH2OHOOHOHCH2OHOHOα,α-1,1糖苷鍵α-D-葡萄糖α-D-葡萄糖海藻二糖第19頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五名稱來源（存在）連接鍵結(jié)構(gòu)式重要性質(zhì)麥芽糖谷物發(fā)芽的種α-1，4略有還原性子、淀粉水解乳糖動物和人的乳汁β-1，4略有還原性纖維二糖纖維素水解產(chǎn)物β-1，4略有還原性蔗糖甘蔗和甜菜等α,β-1，2略無還原性幾種重要二糖的比較第20頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五三糖—棉籽糖OHOHOHOHCH2OCH2OHCH2OHHOHOHOOHOHOHHCH2OHHOO蜜二糖蔗糖α-D-葡萄糖β-D-果糖α-D-半乳糖游離存在于自然界中的重要三糖,它存在于棉籽,桉樹及甜菜中，具旋光性，沒有還原性。第21頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五多糖的定義:多糖是由多個單糖基以糖苷鍵相連而形成的高聚物。多糖的類別:同聚多糖（均一多糖）和雜聚多糖（不均一多糖）。多糖的性質(zhì):多糖沒有還原性和變旋現(xiàn)象,無甜味,大多不溶于水。多糖的功能:

1.貯藏和結(jié)構(gòu)支持物質(zhì)。

2.抗原性（莢膜多糖）

3.抗凝血作用（肝素）4.為細胞間粘合劑（透明質(zhì)酸）。

5.攜帶生物信息（糖鏈）。4.4多糖多糖組成的要素:單糖的組成單糖的排列順序糖苷鍵的類型第22頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五4.5.1淀粉OHOHOHCH2OHOHOHOHCH2OHOOOn200-980葡萄糖殘基α-1,4糖苷鍵直鏈淀粉4.5多糖的代表物6個糖基螺旋一圈直鏈淀粉在水中形成的螺旋與碘的作用第23頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五支鏈淀粉600-6000,支鏈24-30,支點間11-12OHOHOHCH2OHOHOHOHCH2OHOOOOOHOHOHOHCH2OHOHOHOHOHCH2Oα-1,6糖苷鍵α-1,4糖苷鍵4.5多糖的代表物4.5.1淀粉支鏈淀粉第24頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五支鏈淀粉600-6000,支鏈24-30,支點間11-12糖原30000,支鏈10-14,3-5個一分支4.5多糖的代表物4.5.2糖原第25頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五4.5多糖的代表物4.5.3纖維素OOHOHCH2OHOOHOHCH2OHOOOnβ-1,4糖苷鍵8000-100004.5.4殼多糖（幾丁質(zhì)）由N-乙酰-D-氨基葡萄糖以β-1,4糖苷鍵縮合成的同多糖。比較堅硬，為甲殼動物等的機構(gòu)材料。第26頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五是D-葡萄糖以α-1,6糖苷鍵縮合為主鏈骨架，以α-1,3和α-1,4糖苷鍵構(gòu)成支鏈，整個分子形成網(wǎng)狀。其凝膠可用作分子篩。含有氨基己糖或乙酰氨基糖，也稱為粘多糖。肝素、透明質(zhì)酸和硫酸軟骨素。4.5多糖的代表物4.5.4葡聚糖4.5.5糖胺聚糖其他分布分布名稱主要單糖瓊膠瓊脂,海藻多糖半乳糖海藻(石花菜科)菊糖菊粉果糖菊科植物果膠D-半乳糖醛酸植物果實,根葉甲殼素幾丁質(zhì),殼多糖N-乙酰葡萄糖胺昆蟲甲殼動物別名分布第27頁，共31頁，2022年，5月20日，8點53分，星期五幾種重要多糖的比較

直鏈淀粉支鏈淀粉糖原（動物淀粉）纖維素組成的糖基

α—Gα—Gα—Gβ—G糖基分子數(shù)

200~980600~6000300009000以上基本組成單位麥芽糖麥芽糖麥芽糖纖維二糖分子量

3萬2千~16萬10萬~100萬106~5*1065萬~200萬連接鍵

α-1,4糖苷鍵（α-1,4和α-1,6糖苷鍵）β-1,4糖苷鍵結(jié)構(gòu)特點無分支隔11~12個G有分支隔3~5個G有分支無分支分支含24~30個G分支上含10~14個G存在