生物化學(xué) 第三章 糖類(lèi)

生物化學(xué)第三章糖類(lèi)第1頁(yè)/共40頁(yè)第一節(jié)概述一、糖類(lèi)的生物學(xué)作用：

1.生物體的結(jié)構(gòu)成分

(纖維素，果膠質(zhì)，殼多糖,肽聚糖)

2.作為生物體的主要能源物質(zhì)（低聚糖，淀粉，糖原)3.作為物質(zhì)代謝的碳骨架

4.作為細(xì)胞識(shí)別的信息分子第2頁(yè)/共40頁(yè)第3頁(yè)/共40頁(yè)二、糖類(lèi)的概念(化學(xué)本質(zhì))多羥基的醛類(lèi)或酮類(lèi)化合物以及它們的衍生物或水解時(shí)能產(chǎn)生這些化合物的多聚體。第4頁(yè)/共40頁(yè)三、

糖的命名和分類(lèi)（1）單糖：不能被水解為更小分子的糖。

命名：根據(jù)含有碳原子數(shù)目不同分為：丙、丁、戊、己、庚糖根據(jù)分子中含酮基或醛基分為：酮糖、醛糖根據(jù)C數(shù)目和含羰基的類(lèi)型結(jié)合起來(lái)命名。（2）寡糖：2-6個(gè)單糖分子脫水縮合而成。（3）多糖：水解時(shí)產(chǎn)生20個(gè)以上單糖分子的糖類(lèi)

同多糖：水解時(shí)只產(chǎn)生一種單糖或單糖衍生物雜多糖：半纖維素、肽聚糖、糖胺聚糖類(lèi)(透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素等)（4）結(jié)合糖：糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸第5頁(yè)/共40頁(yè)第二節(jié)

單糖的結(jié)構(gòu)一、單糖的結(jié)構(gòu)

1.單糖的構(gòu)型Fischer投影式：C鏈處于垂直方向，羰基在鏈的上端，羥甲基寫(xiě)在下端，氫和羥基位于C鏈的兩側(cè)。第6頁(yè)/共40頁(yè)透射式書(shū)寫(xiě)：

a.手性碳原子和實(shí)線鍵處于紙面內(nèi);b.虛線伸向紙后;c.楔形鍵凸出紙面。單糖的構(gòu)型由編號(hào)最大不對(duì)稱(chēng)碳原子的構(gòu)型決定，有兩種：D構(gòu)型和L構(gòu)型，天然存在的糖多為D構(gòu)型。第7頁(yè)/共40頁(yè)丙糖丁糖戊糖己糖赤蘚糖蘇糖來(lái)蘇糖核糖木糖第8頁(yè)/共40頁(yè)赤蘚酮糖核酮糖木酮糖阿洛酮糖果糖山梨糖塔格糖第9頁(yè)/共40頁(yè)吡喃糖和呋喃糖變旋現(xiàn)象：許多新配制的單糖溶液會(huì)發(fā)生旋光度的改變，這種現(xiàn)象稱(chēng)變旋現(xiàn)象。第10頁(yè)/共40頁(yè)α和β異頭物

Haworth式結(jié)構(gòu)的成環(huán)規(guī)則：含氧環(huán)的C按順時(shí)針排列

1.鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)中左邊的基團(tuán)寫(xiě)在環(huán)平面上，右邊的基團(tuán)寫(xiě)在環(huán)平面下；（D型左上右下，L型相反）

2.如有環(huán)外C原子，書(shū)寫(xiě)時(shí)D-型糖的寫(xiě)在環(huán)平面上，L-型糖的寫(xiě)在環(huán)平面下；（D上L下）第11頁(yè)/共40頁(yè)3.無(wú)論D、L型，半縮醛或酮C羥基與末端羥甲基在同側(cè)為β異頭物，異側(cè)為α異頭物。（同β異α）成環(huán)后羰基碳原子變成不對(duì)稱(chēng)碳原子，稱(chēng)異頭碳。異頭物：構(gòu)型只有在半縮酮或醛C有區(qū)別的單糖異構(gòu)體。第12頁(yè)/共40頁(yè)36%+112o

64%+18.7o

<1%變旋后平衡溶液+52.6o

第13頁(yè)/共40頁(yè)二、單糖的構(gòu)象

溶液中的六元環(huán)以椅式或船式構(gòu)象存在，椅式構(gòu)象更穩(wěn)定；椅式構(gòu)象中，大的取代基處于平伏鍵比處于垂直鍵穩(wěn)定.β-D-吡喃G比α-D-吡喃G穩(wěn)定。第14頁(yè)/共40頁(yè)三、重要的單糖及其衍生物1.丙糖：甘油醛和二羥丙酮的磷酸酯是

EMP中的中間物2.戊糖：核糖、脫氧核糖、核酮糖和木酮糖第15頁(yè)/共40頁(yè)3.已糖：D-G、D-半乳糖、D-果糖葡萄糖：生物界中最為重要的單糖是葡萄糖。因?yàn)槠咸烟遣粌H是組成淀粉、纖維素、糖原等重要多糖的單體成分，而且葡萄糖是生物體內(nèi)重要的能源物質(zhì)。果糖：是自然界最豐富的酮糖，蔗糖的組分之一。第16頁(yè)/共40頁(yè)4.氨基糖第17頁(yè)/共40頁(yè)5.糖醇

甘油肌醇D-核糖醇D-山梨醇D-甘露醇D-木糖醇第18頁(yè)/共40頁(yè)6.糖酸7.糖苷：醇、胺、堿基或糖苷O-苷、N-苷、C-苷烏本(箭毒)苷苦杏仁苷第19頁(yè)/共40頁(yè)重要的二糖包括蔗糖、麥芽糖、乳糖、纖維二糖等第三節(jié)

寡糖一、麥芽糖（飴糖）結(jié)構(gòu)：由兩分子葡萄糖脫水縮合形成，存在有兩種形式：α-D-吡喃葡萄糖基-（1

4）-β-D-吡喃葡萄糖苷

α-D-吡喃葡萄糖基-（1

4）-α-D-吡喃葡萄糖苷第20頁(yè)/共40頁(yè)第21頁(yè)/共40頁(yè)二、纖維二糖纖維素部分水解的產(chǎn)物β-D-吡喃葡萄糖基

-（14）-

D-吡喃葡萄糖苷有還原性不容易被水解成葡萄糖第22頁(yè)/共40頁(yè)三、乳糖

存在于動(dòng)物的乳汁中β-D-吡喃半乳糖基-（1

4）-D-吡喃葡萄糖苷具有還原性

第23頁(yè)/共40頁(yè)四、蔗糖

存在某些植物體中，特別是甘蔗、甜菜中含量豐富α-D-吡喃葡萄糖基-（1

2）-β-D-呋喃果糖苷沒(méi)有還原性在酸或酶的作用下水解生成葡萄糖和果糖的混合物，工業(yè)上稱(chēng)為轉(zhuǎn)化糖第24頁(yè)/共40頁(yè)多糖由數(shù)百或數(shù)千個(gè)單糖分子通過(guò)脫水縮合而成第四節(jié)

多糖按其組分可分為均一多糖（同多糖）（由一種單糖組成）和不均一多糖(雜多糖)。按其功能可分為結(jié)構(gòu)多糖和貯存多糖不水解沒(méi)有還原性。大多難溶于水，溶于水后形成膠體溶液。有旋光性，但沒(méi)有變旋現(xiàn)象。無(wú)甜味。第25頁(yè)/共40頁(yè)一、

均一性多糖1.淀粉淀粉以淀粉粒形式存在于植物體中。根據(jù)鏈?zhǔn)欠穹种?，可分為直鏈淀粉和支鏈淀粉。?6頁(yè)/共40頁(yè)直鏈淀粉葡萄糖殘基之間以α

（1

4）糖苷鍵連接成鏈狀，不分支，通常卷曲成螺旋狀，每圈有6個(gè)葡萄糖殘基遇碘顯藍(lán)色。支鏈淀粉分子較大，除含α（1

4）糖苷鍵外，在分支處為α

（1

6）糖苷鍵相連的，每隔12-25個(gè)G殘基就有一分支。第27頁(yè)/共40頁(yè)α-和β-淀粉酶中α和β指淀粉酶的類(lèi)型，它們只作用于α（1

4）-D-糖苷鍵，α-淀粉酶為內(nèi)切糖苷酶，β-淀粉酶為外切糖苷酶，去分支酶可水解α

（1

6）糖苷鍵。第28頁(yè)/共40頁(yè)非還原端還原端第29頁(yè)/共40頁(yè)淀粉的糊化

淀粉的懸浮液加熱到一定的溫度時(shí)（一般在55

oC以上），淀粉粒會(huì)突然吸水膨脹，淀粉的懸浮液變成粘稠的膠體溶液。這一現(xiàn)象，稱(chēng)為淀粉的糊化。淀粉粒突然吸水膨脹時(shí)的溫度稱(chēng)為糊化開(kāi)始溫度，或糊化溫度第30頁(yè)/共40頁(yè)淀粉的凝沉

淀粉的稀溶液，在低溫下放置一段時(shí)間后，溶液變渾濁，并有沉淀析出。這種現(xiàn)象叫淀粉的凝沉作用，也叫淀粉的老化。淀粉老化的本質(zhì)：

是在溫度較低時(shí)，淀粉分子彼此以氫鍵結(jié)合形成緊密的晶體化結(jié)構(gòu)而從溶液中析出。第31頁(yè)/共40頁(yè)變性淀粉直接從植物體中得到的淀粉稱(chēng)為原淀粉，或天然淀粉。把天然淀粉用物理或化學(xué)方法進(jìn)行處理，改變其某些物理性質(zhì)，如：水溶性、粘度、糊化性質(zhì)、味道及流動(dòng)性等。這種被處理過(guò)的淀粉叫變性淀粉變性的方法有：高溫處理、預(yù)糊化、酸處理、堿處理、氧化等淀粉除被用作食品外，還被廣泛應(yīng)用在紡織、造紙、膠合板制造等行業(yè)第32頁(yè)/共40頁(yè)2.糖原：除含有α（1

4）糖苷鍵外，還有α

（1

6）糖苷鍵相連的，每隔8-12個(gè)G殘基就有一分支。含有大量的非還原性端，可以被迅速動(dòng)員水解。主要存在于肝臟和肌肉中。第33頁(yè)/共40頁(yè)3.纖維素

-D-葡萄糖分子以(1-4)糖苷鍵相連而成直鏈。特殊的纖維素酶可水解(1-4)糖苷鍵，α-和β-淀粉酶水解α(1-4)糖苷鍵。第34頁(yè)/共40頁(yè)許多纖維素分子平行排列，彼此之間以氫鍵結(jié)合而形成微纖維，作為植物細(xì)胞壁的骨架第35頁(yè)/共40頁(yè)千里之堤，潰于蟻穴

膳食纖維：纖維素與半纖維素、果膠物質(zhì)、殼多糖等。作用：促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，有利于其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，縮短毒素在腸道中停留的時(shí)間。纖維素的經(jīng)濟(jì)價(jià)值：造紙、紡織、木材等第36頁(yè)/共40頁(yè)4.幾丁質(zhì)(殼多糖)：N-乙酰--D-葡萄糖胺以(1-4)糖苷鏈相連成的直鏈。第37頁(yè)/共40頁(yè)相鄰鏈的GlcNAc殘基相互形成氫鍵，導(dǎo)致具有很大強(qiáng)度的線性微原纖維的形成。幾丁質(zhì)的去乙?；梢陨删燮咸前坊蛎撘阴?/p>