糖類生物化學(xué)

糖類生物化學(xué)一、填充題糖類是具有 多羥基醛或酮構(gòu)造的一大類化合物依據(jù)其分子大小可分為單糖、寡糖、和多糖三大類。推斷一個(gè)糖的D-型和L-型是以 最高序數(shù)手性 碳原子上羥基的位置作依據(jù)。糖類物質(zhì)的主要生物學(xué)作用為供能、轉(zhuǎn)化為生命必需的其他糖苷是指糖的半縮醛〔或酮〕羥基 和醇、酚等化合物失水而形成的縮醛〔或縮酮〕等形式的化合物。蔗糖是由一分子D-葡萄糖和一分子 D-果糖 組成，它們之間通過α1→β2 糖苷鍵相連。麥芽糖是由兩分子 D-葡萄糖 組成，它們之間通過α1→4糖苷鍵相連。乳糖是由一分子D-半乳糖和一分子D-葡萄糖組成，它們之間通過α1→4 糖苷鍵相連。8．糖原和支鏈淀粉構(gòu)造上很相像，都由很多D-葡萄糖 組成，它們之間通過α1→4和α1→6二種糖苷鍵相連。二者在構(gòu)造上的主要差異在于糖原分子比支鏈淀粉分支多、 鏈短和構(gòu)造更嚴(yán)密。纖維素是由D-葡萄糖 組成，它們之間通過β1→4 苷鍵相連。葡萄糖分子與苯肼 反響可生成糖脎。葡萄糖與鈉汞齊作用，可復(fù)原生成山梨醇 。人血液中含量最豐富的糖是D-葡萄糖 ，肝臟中含量最豐富的糖是糖原 ，肌肉中含量最豐富的糖是 糖原 。糖胺聚糖是一類含己糖胺和 糖醛酸的雜多糖其代表性化合物有透亮質(zhì)酸 、硫酸軟骨素 和 肝素 等。14．肽聚糖的根本構(gòu)造是以 N-乙酰-D-葡糖胺與N-乙酰胞壁酸組成的多糖鏈為骨干。在溶液中己糖可形成吡喃〔六元〕 〕兩種環(huán)狀構(gòu)造，由于環(huán)狀構(gòu)造形成，不對(duì)碳原子又增了 1 個(gè)。4〔5個(gè)〕個(gè)不對(duì)稱碳原子，己酮糖分子中有3〔4個(gè)〕糖肽的主要連接鍵有 O-糖苷鍵 和N-糖苷鍵 。直鏈淀粉遇碘呈藍(lán)色 色，支鏈淀粉遇碘呈 紫色 ，糖原遇碘呈紅色。連接四個(gè)不同原子或基團(tuán)的碳原子稱之為手性碳原〔不對(duì)稱碳原子〕 。二、是非題√不存在于自然界〕D-L-葡萄糖?！痢踩梭w只能利D-L-葡萄糖〕同一種單糖的α-型和β-型是對(duì)映體?！痢餐环N單糖的α-型和β-型不是對(duì)映體，而是異頭體〕4．糖的變旋現(xiàn)象是由于糖在溶液中起了化學(xué)作用。×〔糖的變旋現(xiàn)起了變化，從α-型變成β-型或相反地從β-型變成α-型〕5．糖的變旋現(xiàn)象指糖溶液放置后，旋光方向從右旋變成左旋或從左〔而旋光方向不愿定轉(zhuǎn)變〕6．由于酮類無(wú)復(fù)原性，所以酮糖亦無(wú)復(fù)原性?！痢惨话阃悷o(wú)復(fù)原醇。在中性溶液中，酮糖環(huán)式構(gòu)造的α-羥基酮也有復(fù)原性〕7L-構(gòu)型。×〔旋光方向和構(gòu)型是兩個(gè)不同的概念。D-型糖可能是右旋，也可能是左旋，L-型糖亦如此。如D-D-果糖是左旋〕8．D-葡萄糖，D-D-果糖生成同一種糖脎?！獭病?．葡萄糖分子中有醛基，它和一般的醛類一樣，能和希夫〔Schiff〕試劑反響?！痢财咸烟欠肿又械娜┗诃h(huán)狀構(gòu)造中變成了半縮醛基，Schiff試劑反響〕10性。×〔糖原、淀粉和纖維素分子中都有一個(gè)復(fù)原端，但由于它們的分子太大，所以不顯示復(fù)原性〕11．從熱力學(xué)上講，葡萄糖的船式構(gòu)象比椅式構(gòu)象更穩(wěn)定。×〔葡萄糖的椅式構(gòu)象比船式構(gòu)象穩(wěn)定〕12．一切有旋光性的糖都有變旋現(xiàn)象?！痢惨磺杏胁粚?duì)稱碳原子的糖度轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象，有α-和β-異構(gòu)體的糖才有變旋現(xiàn)象〕13．醛式葡萄糖變成環(huán)狀后無(wú)復(fù)原性。×〔醛式葡萄糖變成環(huán)狀后產(chǎn)生了半縮醛羥基，仍有復(fù)原性〕14．α-D-葡萄糖和α-D-半乳糖構(gòu)造很相像，它們是差向異構(gòu)體。√15．D-D-半乳糖生成同一種糖脎。×〔D-D-半乳糖是4位差向異構(gòu)體，所以生成不同的糖脎〕16．脂多糖、糖脂、糖蛋白和蛋白聚糖都是復(fù)合糖?！苔痢拨拢汀匙匀黄咸烟欠肿佣鄶?shù)以呋喃型構(gòu)造存在。×〔自然葡萄糖分子多數(shù)以吡喃型構(gòu)造存在〕三、選擇題1．環(huán)狀構(gòu)造的已醛糖其立體異構(gòu)體的數(shù)目為〔D〕〔A〕4〔B〕3〔C〕16 〔D〕32 2．以下哪種糖無(wú)復(fù)原性？〔B〕〔A〕麥芽糖〔B〕〔C〕阿拉伯糖〔D〕木糖〔E〕果糖以下有關(guān)葡萄糖的表達(dá)，哪個(gè)是錯(cuò)的？〔C〕〔A〕〔B〕5-羥甲基糠醛〔C〕莫利?！睲olisch〕試驗(yàn)陰性 〔D〕與苯肼反響生成脎〔E〕配制的葡萄糖水溶液其比旋光度隨時(shí)間而轉(zhuǎn)變葡萄糖和甘露糖是〔B〕〔A〕異頭體〔B〕差向異構(gòu)體〔C〕對(duì)映體〔D〕順反異構(gòu)體〔E〕非對(duì)映異構(gòu)體但不是差向異構(gòu)體右圖的構(gòu)造式代表哪種糖？〔A〕〔A〕α-D-吡喃葡萄糖〔B〕β-D-吡喃葡萄糖〔C〕α-D-呋喃葡萄糖〔D〕β-L-呋喃葡萄糖〔E〕α-D-呋喃果糖6．以下哪種糖不能生成糖脎？〔C〕〔A〕葡萄糖〔B〕果糖〔C〕蔗糖〔D〕乳糖〔E〕麥芽糖以下物質(zhì)中哪種不是糖胺聚糖？〔A〕素以以下圖的構(gòu)造式代表哪種糖？〔C〕〔A〕α-D-葡萄糖〔B〕β-D-葡萄糖〔C〕α-D-半乳糖〔D〕β-D-半乳糖〔E〕α-D-果糖四、寫出以下各復(fù)合物的構(gòu)造式〔h式手性分子：α-D-葡萄糖-1-磷酸2-脫氧-β-D-核糖-5-磷酸3．D-甘油醛-3-磷酸α-D-甲基葡萄糖苷麥芽糖蔗糖葡糖醛酸8．L-葡糖酸9.β-D-果糖第四題答案從略，請(qǐng)大家參考教材。五、名詞解釋?duì)?及β-型異頭物：答：?jiǎn)翁切纬森h(huán)狀構(gòu)造時(shí)，原來(lái)的羰基轉(zhuǎn)變成羥基時(shí)形成的兩種不同構(gòu)型(α或β)的同分異構(gòu)體。當(dāng)異頭碳原子的構(gòu)型與最高序數(shù)手性碳原子的構(gòu)型全都時(shí)，叫α-型異頭物。當(dāng)異頭碳原子的構(gòu)型與最高序數(shù)手性碳原子的構(gòu)型不全都時(shí)，叫β-型異頭物。糖脎：答：?jiǎn)翁欠肿优c三分子苯肼作用，生成的產(chǎn)物叫做可以用來(lái)鑒別多種復(fù)原糖。復(fù)合多糖：答：又叫糖復(fù)合物，是糖類與其他非糖物質(zhì)結(jié)合形成的復(fù)合物。主要有脂多糖、蛋白聚糖、糖蛋白、糖脂等。變旋現(xiàn)象：答：環(huán)狀單糖的溶液，其旋光度會(huì)由剛配制時(shí)的一個(gè)數(shù)值漸漸轉(zhuǎn)變而到達(dá)某恒定值的現(xiàn)象。變旋的緣由是糖從α-型變?yōu)棣?型或由β-型變?yōu)棣?型。成脎作用：答：?jiǎn)翁欠肿优c三分子苯肼作用，生成糖脎的作用叫做成脎作用。不同的復(fù)原糖形成的糖脎晶形和熔點(diǎn)各不一樣，因此成脎反響可以用來(lái)鑒別多種復(fù)原糖。六、問題D-果糖的鏈狀構(gòu)造式，然后從鏈狀寫成費(fèi)歇爾〔Fischer〕式〔Haworth〕式〔2－5氧橋。答：圖中化合物中〔〕哪個(gè)是半縮酮形式的酮糖？〕哪個(gè)是吡喃戊糖？〔3〕哪個(gè)是糖苷？〔4〕哪個(gè)是α-D-醛糖？C是半縮酮形式的酮糖〔DE是糖苷；〔4〕B是α-D-醛糖。右圖是龍膽二糖的構(gòu)造式〕它由哪兩個(gè)單糖組成？單糖基之間通過什么鍵相連？此龍膽二糖是α-型還是β-型？〔〕βα〔〕單糖基之間通過β〔→6〕〔3〕此龍膽二糖是α-型糖。給出以下化合物的名稱，并指出反響類型〔如磷酸化、復(fù)原或其他反響〕答：異構(gòu)化答：脫氫答：差向異構(gòu)α-D-半乳糖的[α]25D為+150．7o，β-D-半乳糖的[α]25D為+52．8o?，F(xiàn)有一個(gè)D-半乳糖溶液，平衡時(shí)的[α]25D為80．2o，求此溶液中α-和β-D-半乳糖的百分含量。1-x，則：150.7x52.8〔1-x〕=80.2，x=0.28，1-x=0.72；所以平衡時(shí)α-D-28%，β-D-半乳糖的百分含量72%。80ml配制的10％α-D-葡萄糖溶液與20ml配制的10％β〔〕此混合液最初的比旋光度α-葡萄糖[α]20D＝＋1122o,β-D-葡萄糖[α]20D=+187o)〔2〕經(jīng)過假設(shè)干小時(shí)到達(dá)平衡后的比旋光度?！病肠?%，β-D-葡萄糖的含量是(20/100)×100%=20%，混合液最初的比旋光度為：[112.2o×80%+18.7o×20=93.5o〔2〕經(jīng)過假設(shè)干小時(shí)后，α-D-葡萄糖與β-D-葡萄糖到達(dá)平衡，平衡時(shí)α-D-36.20%，β-D-63.8%。平衡時(shí)的比旋光度為：112.2o×36.2%+18.7o×63.8%=52.5o7、葡萄糖氧化酶可用于測(cè)定血糖。從點(diǎn)霉中分別得到的葡萄糖氧化酶催化β-DD-葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯。這個(gè)酶對(duì)β-葡萄糖異構(gòu)體是高度特異的，而對(duì)α-葡萄糖異構(gòu)體不起作用。盡管如此，F(xiàn)ehling試劑有什么優(yōu)點(diǎn)？答：雖然葡萄糖氧化酶對(duì)β-葡萄糖異構(gòu)體是高度特異的，但是α-糖異構(gòu)體可以動(dòng)態(tài)地轉(zhuǎn)變成β-37的比例，所以葡萄糖氧化酶催化的反響能用于α-和β-D-葡萄糖混合液的總血糖測(cè)定。Fehling試劑利用葡萄糖具有復(fù)原性來(lái)到達(dá)定量測(cè)定葡萄糖的目的，Cu2+Cu2O，而影響測(cè)定的準(zhǔn)確性，F(xiàn)ehling試劑測(cè)定葡萄糖操作也叫麻煩，葡萄糖氧化酶可以制成葡萄糖電極，操作簡(jiǎn)潔，直接讀數(shù)，使得測(cè)定更加便利。8β-吡喃型糖，β-吡喃型糖是最甜的一種糖，甜度大約是葡萄糖的兩倍。β-D-呋喃型果糖是格外不甜的。蜂蜜在高溫下甜度漸漸降低。高果糖玉米糖漿〔商業(yè)產(chǎn)品玉米糖漿大多數(shù)的葡萄糖轉(zhuǎn)變成了果糖〕兩點(diǎn)觀看。低，高果糖玉米糖漿用于冷飲的增甜，而不用于熱飲增甜。9、糖蛋白的糖局部可以作為細(xì)胞識(shí)別位點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，糖的寡肽和五種不同的單糖組成的寡糖哪個(gè)產(chǎn)生的構(gòu)造種類更多？賜予解釋。每個(gè)糖苷鍵的構(gòu)型既可以是αβ的，也可以是帶有分支的。10、轉(zhuǎn)化酶轉(zhuǎn)化蔗糖。蔗糖〔比旋+66.5°〕D-葡萄糖〔比旋+52.5°〕D-果糖〔比旋-92°〕的混合物。(a)設(shè)計(jì)一個(gè)便利的方法測(cè)定小腸內(nèi)膜酶制備物水解蔗糖的水解度。(b)D-D-果糖的混合物叫作轉(zhuǎn)化糖?！铂F(xiàn)在通常叫蔗糖酶蔗糖溶液，10cm的旋光管旋光值是多少？〔無(wú)視酶對(duì)旋光的影響〕蔗糖的水解度。測(cè)定后通過如下方法進(jìn)展計(jì)算：設(shè)初始蔗糖濃度為〔L-葡萄糖和果糖濃度為X，水解混合物在mα，則：α=〔C-X〕*66.5°(ml (g/ml)?+X*〔52.5°-92°〕(ml/g)*(180/1000)(g/ml)=22.743°*C-22.743°*X-7.11°*X=22.743°*C-29.853°*XX=(22.743°*C-α)/29.853°水解度=X/C=(22.743°*C-α)/(29.853°*C)等摩爾的D-葡萄糖和D-果糖的混合物可以看成是蔗糖水解度為100%時(shí)的狀況。依據(jù)(a)中的水解度公式可知，此時(shí)的混合物的旋光為：α=22.743°*C-29.853°*C-7.11°*C。由于蔗糖的比旋光度為+66.5D-D-果糖的混右旋轉(zhuǎn)化為左旋，所以叫做轉(zhuǎn)化糖。0.1g/mL的蔗糖濃度化為摩