多糖结构总结
真菌多糖的化学结构研究
2、主链上糖苷键决定多糖活性
大多抗肿瘤活性的葡聚多糖：(1→3)糖苷键连接。 香菇多糖
3、主链构型决定多糖活性
抗肿瘤活性的多糖：β-(1→3)-D-葡聚糖的主链结构。
[1]孔繁利.碱提糙皮侧耳水溶性多糖WPOP-N1的结构解析及抗肿瘤机制研究[D].吉林大学，2012
4、多糖支链长度对活性的影响
一般支链较短的多糖具有抗肿瘤活性
参考文献
[4] Shao-Ping Nie, Steve W. Cui, Aled O. Phillips, et al. Elucidation of the structure of a bioactive hydrophilic polysaccharide from Cordyceps sinensisby methylation analysis and NMR spectroscopy[J].Carbohydrate Polymers. 2011,84:819– 899.
[5] Himani Bhatia, P.K.Guptab, P.L. Soni. Structure of the oligosaccharides isolated from Prosopis juliflora (Sw.)DC. seed polysaccharide[J]. Carbohydrate Polymers.2014,101:438– 443.
2.2、单糖组成分析
XiuJu Du[2]等采用了 HPAEC-PA对3种桦褐 孔菌子实体多糖进行了 单糖组成分析。
表1 桦褐孔菌多糖的HPAEC-PAD分析
[3] XiuJu Dua, et al. International Journal of Biological Macromolecule.2013,62: 691– 696.
多糖的结构
多糖的结构一、多糖的概念多糖是由许多单糖分子通过糖苷键连接而成的大分子化合物。
它们是生物体内重要的能量来源，也是构成细胞壁、细胞膜和组织结构的重要成分。
多糖可以分为两类，即多糖和寡糖，其中多糖由许多单糖分子组成，而寡糖则由较少的单糖分子组成。
二、多糖的结构多糖的结构非常多样，可以是直链状、分枝状或环状。
这些结构的差异主要取决于单糖分子之间的连接方式和连接位置。
1. 直链状多糖直链状多糖是指单糖分子通过糖苷键直接连接在一起，形成一条直线。
这种结构通常具有较高的溶解度和可溶性，因为这种结构可以使水分子更容易与多糖分子相互作用。
直链状多糖在生物体内起着能量储存和结构支持的作用。
2. 分枝状多糖分枝状多糖是指单糖分子通过糖苷键连接成主链，同时还有其他单糖分子通过糖苷键连接在主链上，形成分支结构。
这种结构使得多糖的空间结构更加复杂，增加了多糖的稳定性和生物活性。
分枝状多糖在生物体内具有重要的生物功能，例如细胞识别、细胞黏附和信号传导等。
3. 环状多糖环状多糖是指单糖分子通过糖苷键形成一个或多个环状结构。
这种结构使得多糖分子更加紧密和稳定。
环状多糖在生物体内广泛存在，例如淀粉和纤维素等。
它们在植物细胞壁中起着结构支持的作用。
三、多糖的功能多糖在生物体内具有多种功能，包括能量储存、结构支持、细胞识别、细胞黏附和信号传导等。
1. 能量储存多糖是生物体内重要的能量来源。
例如，淀粉是植物细胞中的能量储存物质，动物体内的糖原也是通过多糖形式储存的能量。
2. 结构支持多糖可以构成细胞壁、细胞膜和组织结构的重要成分，起到支持和保护细胞的作用。
例如，纤维素是植物细胞壁的主要组成部分，赋予植物细胞结构稳定性。
3. 细胞识别多糖具有特异的生物学活性，可以与细胞膜上的受体结合，以实现细胞间的相互识别。
这对于细胞的正常功能和生物体的正常发育至关重要。
4. 细胞黏附多糖可以通过与细胞表面的特定受体结合，促进细胞的黏附和聚集。
这对于细胞间的相互作用和组织形成至关重要。
多糖结构分析
多糖结构研究方法多糖及其复合物是来自于高等动、植物细胞膜和微生物细胞壁中的天然大分子物质之一，自然界含量丰富，与人类生活紧密相关，对维持生命活动起至关重要的作用。
多糖和核酸、蛋白质、脂类构成了最基本的4类生命物质。
由于多糖的生物活性与多糖的结构关系密切，因此清楚认识多糖的结构是进行多糖研究和利用的基础。
多糖结构比蛋白质和核酸的结构更加复杂，可以说是自然界中最复杂的生物大分子。
从化学观点来看，多糖结构解析最大的难点就在于其结构的复杂性。
糖的结构分类可沿用蛋白质和核酸的分类方法，即多糖的结构也可分为一级、二级、三级和四级结构。
与蛋白质或核酸大分子相比，糖链的一级结构“含义”要十分丰富。
测定糖链的一级结构，要解决以下几个问题：(1)相对分子质量；(2)糖链的糖基组成，各种单糖组成的摩尔比；(3)有无糖醛酸及具体的糖醛酸类型和比例；(4)各单糖残基的D-或L．构型，毗喃环或呋喃环形式；(5)各个单糖残基之间的连接顺序；(6)每个糖苷键所取的a-或B．异头异构形式；(7)每个糖残基上羟基被取代情况：(8)糖链和非糖部分连接情况；(9)主链和支链连接位点：（10)糖残基可能连接硫酸酯基、乙酰基、磷酸基、甲基的类型等。
多糖的二级结构是指多糖主链间以氢键为主要次级键而形成的有规则的构象，与分子主链的构象有关，不涉及侧链的空间排布；多糖的三级结构和四级结构是指以二级结构为基础，由于糖单位之间的非共价相互作用，导致二级结构在有序的空间里产生的有规则的构象四。
多糖结构的分析手段很多。
不仅有仪器分析法，如红外、核磁共振、质谱等，还有化学方法，如完全酸水解、部分酸水解、高碘酸氧化、Smith降解、甲基化反应等，以及生物学方法，如特异性糖苷酶酶切、免疫学方法等。
1质谱(MS)由于MS法在糖链结构分析中具有快速灵敏，样品用量少、结构信息直观的特点而得到越来越广泛的应用。
近年来各种软电离技术的诞生，如快原子轰击质谱(FAB—MS)，电喷雾质谱(ESI—MS)，基质辅助激光解析离子化质谱(MALDI-MS)等，使得糖结构分析的研究取得了日新月异的发展。
多糖结构
多糖结构多糖（polysaccharide）是由多个单糖分子缩合、失水而成，是一类分子机构复杂且庞大的糖类物质。
凡符合高分子化合物概念的碳水化合物及其衍生物均称为多糖。
多糖多糖在自然界分布极广，亦很重要。
有的是构成动植物骨架结构的组成成分，如纤维素；有的是作为动植物储藏的养分，如糖原和淀粉；有的具有特殊的生物活性，像人体中的肝素有抗凝血作用，肺炎球菌细胞壁中的多糖有抗原作用。
多糖的结构单位是单糖，多糖相对分子质量从几万到几千万。
结构单位之间以苷键相连接，常见的苷键有α-1，4-、β-1，4-和α-1，6-苷键。
结构单位可以连成直链，也可以形成支链，直链一般以α-1，4-苷键（如淀粉）和β-1，4-苷键9如纤维素）连成；支链中链与链的连接点常是α-1，6-苷键。
由一种类型的单糖组成的有葡萄糖、甘露聚糖、半乳聚糖等，由二种以上的单糖组成的杂多糖（hetero polysaccharide）有氨基糖的葡糖胺葡聚糖等，在化学结构上实属多种多样。
就分子量而论，有从0.5万个分子组成的到超过106个的多糖。
比10个少的短链的称为寡糖。
不过，就糖链而论即使是寡糖，在寡糖上结合了蛋白质和脂类的，就整个分子而论，如果是属于高分子，则从广义上来看也属于多糖，因此特称为复合多糖（conjugated polysaccharide，complex poly－saccharide）或复合糖质（glycoconjugate）（糖蛋白、糖脂类、蛋白多糖）。
[1]临床作用免疫调节Hosono Akira等将双岐杆菌属细菌的细胞超声粉碎提取后，用超滤设备和阴离子交换树脂、凝胶色谱纯化出具有免疫增强活性的多糖。
Oka Shuichi等从紫苏(Perilla)中分离得到的多糖具有抗变态反应作用。
Fujimiy hjaki注射用黄芪多糖从蘑菇属(Agr/cus)植物的子实体中提取出的多糖具有免疫抑制作用，它能减少我们通常使用的免疫抑制剂的诸如细胞毒性、机体抗感染能力下降、对骨髓造血细胞的繁殖抑制等副作用，此多糖可以做成口服或注射用药物，也可制成一种功能性食品。
多糖化学结构鉴定方案总结
经过分级纯化的多糖在测定结构前须检查其纯度及测定分子量。
检查纯度最常用的判断方法：（1）用G C 、HPLC测定组成多糖的单糖的摩尔比是否恒定。
用不同的柱型测定结果更为可靠。
（2）电泳只出现一条带。
如可用聚丙烯酰胺凝胶电泳、乙酸纤维素薄膜电泳及玻璃纤维纸电泳。
对于中性多糖可采用高压电泳，以硼酸盐为缓冲液，可增大其迁移速度。
（3）凝胶柱层析图呈现对称的单峰。
若有“拖尾”现象，说明其均一性不够好。
阴离子交换层析纯化用DEAE一纤维素52(2.6x100cm)柱层析,0.lmol/LNaCl洗脱,流速6ml/h,按2ml一管分部收集,苯酚一硫酸法逐管检测,绘制收集体积与糖含量之间的关系曲线。
看是否有单一对称峰。
按照Ye等报道,采用DEAE一52一纤维素交换柱层析法(2.6x30cm)对鲍氏层孔菌菌丝体粗多糖进行初步分离。
DEAE一纤维素凝胶预处理:称取DEAE一52一纤维素凝胶干粉,加入约10倍体积质量比(ml/g)的0.5mol/LNa0H溶液浸泡30分钟,倒出上清液,用大量去离子水反复浸洗至pH值近中性;再用相同体积的0.5mol/LHCI溶液浸泡30分钟,倒出上清液,用大量去离子水反复浸洗至pH值近中性;最后用相同体积的0.5mol/lNaOH溶液再浸泡30分钟,用大量去离子水反复浸洗至pH值中性。
处理完毕后,进行湿法装柱,用去离子水0.5mol/LNaCl溶液,去离子水依次分别平衡(流速1.0ml/min)2一3个柱体积备用.糖样100mg溶于5ml的去离子水中,离心除去不溶物,上样于DEAE一52一纤维素阴离子层析柱(2.6x30cm,Cl-1型),分别采用去离子水0.1和0.3mol/LNaCI溶液进行分段梯度洗脱,流速1.0ml/min,自动收集器分部收集(10ml/管),每梯度20管。
用硫酸一苯酚法跟踪检测各管多糖含量(490nm处吸收值),以收集的管数为横坐标。
吸光值(490nm)为纵坐标绘制DEAE 一52一纤维素色谱柱洗脱曲线。
多糖总结——精选推荐
多糖（polysaccharides）=聚糖(glycans)第一节序言多糖具有储存能量、结构支持、防御等功能；80 年代又发现其可控制细胞的分裂和分化，调节细胞的生长和衰老。
近年发现糖及其缀合物是细胞识别的主要标记物，在细胞间物质运输、信号传导、免疫功能调节等方面都有相当重要的作用。
第二节多糖及其分类与结构一、定义:十个以上单糖聚合而成的糖属于多糖，DP (degreepolymerization):10-105。
二、分类:分植物多糖和动物多糖，又从来源、功能和化学结构分类。
三、结构1.化学化学结构分类简单多糖结合多糖（蛋白多糖）均多糖(homosaccharides) 杂多糖(heterosaccharides) 直链多糖(liner PS) 支链多糖(branch PS)2.表示方法均多糖：glucan fructan xylan 杂多糖：galactomamnan glucomannan3.糖的组成Gal、glc、xyl、ara、rha、fru、fuc，rib（核糖）mannose(甘露糖)糖醛酸：如Glucuronic acid = glu A 去氧糖、氨基糖、糖醇、酰基糖、磺酰酯糖、磷酸基糖4. 四级结构一级：糖的组成；（种类，glc, xyl......）糖的构型（ɑ、ß、D、L）连接方式（连接位置、支链、直链）连接顺序二级：以氢键结合的聚合体（糖骨架间）三级：一级结构重复顺序（有规则）四级：糖链间以非共价键结合形成聚集体的立体结构可拉伸的带状结构皱纹型带状结构屈曲状螺旋结构曲屈线圈状结构第三节多糖的提取、纯化和分离方法一、提取方法1.易溶于热水的多糖：90-100℃水提三次，也有用盐水提; 浓缩后加EtOH沉淀。
2.难溶于水，可溶于稀碱液的多糖：0.5N NaOH提两次，酸中和沉淀。
酸性糖？3.糖复合物：与蛋白质形成的糖复合物，需断裂糖和蛋白质的结合，常用的断裂法有碱解法和酶解法。
多糖结构分析
一：多糖中的单糖组分分析一般对多糖进行完全水解，水解条件：封管0.5~3M硫酸或1~6M盐酸，80℃~100℃水解2.5~8h 即可。
或控制水解条件，进行逐步水解，如封管0.025M硫酸，100℃水解15min，30min，45min 等，水解液用碳酸钡或氢氧化钡中和，滤液浓缩后可用纸层析、薄层层析、气相层析或高压液相层析等鉴定。
二：相邻单糖基连接方式分析将甲基化多糖水解得到甲基化的单糖，而此单糖上甲基化之羟基所在的碳原子就是连接键所在。
高碘酸氧化是定量反应，Smith降解是将高碘酸氧化产物进行还原，酸水解或部分水解，从高碘酸的消耗量和不同产物的生成，便可进行糖苷键位置的判断-产物中若有一分子比例的甲酸生成而消耗两分子比例的高碘酸根时，表明多糖的非还原末端或非末端部分有1-6苷键相连的单糖基存在；产物中若有赤藓醇生成，则提示有1-4结合苷键；若有甘油生成，有1-6、1-2结合的苷键或有还原性末端葡萄糖基等；若产物中能检出单糖，如葡萄糖、半乳糖、甘露糖等，则有1-3苷键存在。
结合¹³C-NMR确定连接位置。
三：端基碳苷键构型分析1：酶解实验：不被淀粉酶水解的多糖，无α-苷键，与纤维素酶有作用者，存在β-苷键。
2；IR：α-型差向异构体的C-H键在844±8cm‾¹处有一个吸收峰；β-型的C-H键在891±7cm‾处有一个吸收峰。
但是，海藻糖、阿洛糖和异阿洛糖的α-型和β-型同时存在的情况下，就不能以次来判断。
3：¹H-NMR：端基碳的δ值大于5.00ppm者，糖苷键为α-型，小于5.00ppm者，则为β-型。
4；¹³C-NMR：α-型连接的C₁化学位移在97-101ppm，β-型的在103~105ppm。
对甘露聚糖不能用化学位移判断α-型或β-型。
可用裂分常数决定，一般¹Jｃ-ｈ=170HZ，为α-型，160HZ 者为β-型。
举例说明动物多糖结构特点与生物学功能
举例说明动物多糖结构特点与生物学功能
动物多糖是一类由多个单糖分子通过酸、碱或酶水解反应形成的高分子糖类。
它们具有多种糖链的结构特点及多样的生物学功能。
举例说明如下：
1. 环节葡聚糖：它是一种由葡萄糖单元组成的线性或分支状的多糖，主要存在于海藻、菌类、昆虫等生物体内。
环节葡聚糖结构特点之一是它具有极强的胶囊稳定性，能够维持细胞壁的完整性并对外界环境产生保护作用。
此外，环节葡聚糖还具有调节生长、发育、代谢等生物学功能。
2. 均匀聚糖：它是一种由N-乙酰葡萄糖胺和葡萄糖单元组成的线性多糖，主要存在于动物的软骨、结缔组织、眼睛玻璃体等部位。
均匀聚糖的结构特点之一是单糖的非对称性，它能够影响分子的空间构象和生物活性。
均匀聚糖还具有润滑、抗磨损、吸震、保护等生物学功能。
3. 硫酸软骨素：它是一种由N-乙酰葡萄糖胺、葡萄糖、硫酸盐等单糖组成的多糖，主要存在于海洋生物如贻贝、龙虾等的外壳和软骨组织中。
硫酸软骨素的结构特点之一是高度硫酸化，具有强烈的负电荷，能够与各种生物分子相互作用，调节细胞增殖、分化、凋亡等生物学功能。
此外，硫酸软骨素还具有抗肿瘤、抗炎、抗凝、保护等生物学功能。
总的来说，动物多糖是一类结构复杂、功能多样的生物高分子物质，它们通过维持生物体内外平衡，维护生命活动的正常进行。
多糖结构通式
多糖结构通式多糖是由许多单糖分子通过糖苷键连接而成的高分子化合物，是生物体内最常见的一种生物大分子化合物，包括淀粉、纤维素、糖原、聚果糖、琥珀酸、卡拉胶等等。
多糖在生物体内具有重要的生物学功能，例如作为能量的储存和释放、细胞骨架构建、免疫调节等。
多糖通常具有复杂的结构，其结构特点决定了其生物学功能。
下面我们就来详细介绍多糖的结构通式。
一、单糖单元结构多糖的结构由单糖单元组成，因此首先需要了解单糖的结构。
单糖是最基本的碳水化合物单体，是由一个或多个羟基（-OH）和一个碳羰基（C=O）组成的分子，通式为（CH2O)n。
在生物体内最常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、半乳糖等。
葡萄糖的通式为C6H12O6，是一种六碳醛酮糖。
其结构中含有6个碳原子，12个氢原子，6个氧原子。
葡萄糖的化学式为C6H12O6，它存在于许多物质中，包括蜂蜜、蔬菜、水果和果汁中，也是淀粉、糖原、纤维素等多糖的基本单元。
二、多糖的通式结构多糖的通式结构通常由单糖单元通过不同的糖苷键连接而成。
糖苷键是单糖单元之间通过缺氧的碳原子和羟基结合形成的共价键。
根据糖苷键的不同连接方式，多糖可以分为直链多糖、支链多糖和分枝多糖。
1. 直链多糖的通式结构直链多糖的单糖单元通过直链方式逐个连接而成。
以淀粉为例，其结构通式如下：（葡萄糖）n（葡萄糖）n代表多个葡萄糖单元通过α-1,4- 糖苷键连接而成的直链多糖结构。
淀粉是植物细胞内的主要能量储备物质，其直链结构决定了其在体内被酶水解时的特定生物学功能。
2. 支链多糖的通式结构支链多糖的单糖单元通过主链和支链的方式连接而成。
以聚果糖为例，其结构通式如下：（葡萄糖）n-（葡萄糖）m（葡萄糖）n代表主链上多个葡萄糖单元的直链结构，（葡萄糖）m代表侧链上少量葡萄糖单元的支链结构。
聚果糖在植物体内具有结构支持和生长调节的重要功能。
3. 分枝多糖的通式结构分枝多糖具有着不同位置和数量的支链，其结构更为复杂。
多糖的结构分析
第6章 多糖的结构分析
一、组成成分分析
1、酸水解 1-3N硫酸，100℃，水解6-8小时。用碳酸 钡中和，G4漏斗过滤，蒸发皿蒸干。
气相色谱分析 纸层析（PG）：
展开剂： 正丁醇∶乙酸∶水=4∶1∶5； 正丁醇∶吡啶∶水=6∶4∶3
显色剂：常用硝酸银显色剂 A：16%硝酸银水溶液∶丙酮=1∶9（V/V） B：1%NaOH乙醇溶液（W/V） C：6 mol/L氢氧化铵
（3）降解：上述反应物加入1ml乙二醇、对蒸馏水 透析24小时。减压浓缩至小体积，加硼氢化钠还原。 用2 N 硫酸水解（100℃，6hr），碳酸钡中和
纸层析（需标样）、薄层色谱层析、气相层析
第6章 多糖的结构分析
3、甲基化（单糖残基的连接方式） 是用甲基化试剂将糖分子中的游离羟基
甲基化成甲醚，然后水解，检识这些甲基糖 产物，就可能推测组成多糖分子中单糖间连 接的位置（羟基所在的位置，即为原来单糖 残基的连接点）。 （氢化钠、碘甲烷） （1）制备负碳离子：无水二甲亚砜30ml于 100ml试剂瓶中，通入氮气几分钟后，加入 1.5gNaH，渐渐加温，然后恒温在65-70℃4-6 小时。最终颜色为墨绿色。整个过程通氮， 并搅拌。
O CH3
H
O
H
O
CH3
O
H3C O
H
O CH3
O CH3 O
H O
O CH3
CH3
OH
H
O
CH3
CH3
H
O CH3
（水解、还原）
O CH3
O
3
H3C
H
O O
CH3
OH
+
H O CH3
O CH3
O
多糖结构分析
多糖结构研究方法多糖及其复合物是来自于高等动、植物细胞膜和微生物细胞壁中的天然大分子物质之一，自然界含量丰富，与人类生活紧密相关，对维持生命活动起至关重要的作用。
多糖和核酸、蛋白质、脂类构成了最基本的4类生命物质。
由于多糖的生物活性与多糖的结构关系密切,因此清楚认识多糖的结构是进行多糖研究和利用的基础。
多糖结构比蛋白质和核酸的结构更加复杂,可以说是自然界中最复杂的生物大分子。
从化学观点来看，多糖结构解析最大的难点就在于其结构的复杂性。
糖的结构分类可沿用蛋白质和核酸的分类方法,即多糖的结构也可分为一级、二级、三级和四级结构.与蛋白质或核酸大分子相比，糖链的一级结构“含义”要十分丰富。
测定糖链的一级结构,要解决以下几个问题：（1）相对分子质量；(2）糖链的糖基组成,各种单糖组成的摩尔比;(3）有无糖醛酸及具体的糖醛酸类型和比例；（4)各单糖残基的D-或L．构型,毗喃环或呋喃环形式；(5)各个单糖残基之间的连接顺序；（6）每个糖苷键所取的a—或B．异头异构形式；（7)每个糖残基上羟基被取代情况：（8）糖链和非糖部分连接情况；(9)主链和支链连接位点：（10)糖残基可能连接硫酸酯基、乙酰基、磷酸基、甲基的类型等.多糖的二级结构是指多糖主链间以氢键为主要次级键而形成的有规则的构象，与分子主链的构象有关，不涉及侧链的空间排布；多糖的三级结构和四级结构是指以二级结构为基础,由于糖单位之间的非共价相互作用，导致二级结构在有序的空间里产生的有规则的构象四。
多糖结构的分析手段很多。
不仅有仪器分析法，如红外、核磁共振、质谱等，还有化学方法，如完全酸水解、部分酸水解、高碘酸氧化、Smith降解、甲基化反应等,以及生物学方法，如特异性糖苷酶酶切、免疫学方法等。
1质谱(MS）由于MS法在糖链结构分析中具有快速灵敏，样品用量少、结构信息直观的特点而得到越来越广泛的应用。
近年来各种软电离技术的诞生,如快原子轰击质谱（FAB-MS），电喷雾质谱（ESI-MS），基质辅助激光解析离子化质谱(MALDI —MS）等,使得糖结构分析的研究取得了日新月异的发展。
《多糖的结构分析》课件
生物学功能
多糖在细胞信号传导、免疫防御等方面发挥着关键 作用。
医学应用
多糖作为药物和医疗材料的载体，可以提高药物疗 效和治疗效果。
经济价值
多糖作为重要的工业原料，在食品、化妆品等领域 有着巨大的市场潜力。
科学研究
多糖的研究为我们深入了解生命的起源和进化提供 了重要线索。
多糖的研究进展
随着科学技术的不断发展，多学家们开发了多种多糖分析方法。这些方法包括物理性质测定、酶解和质谱等。
1 物理性质测定
2 酶解
3 质谱
利用光学旋光、分子量测定 等方法来研究多糖的物理性 质。
通过酶的作用将多糖分解成 较小的单糖分子，以便进一 步研究。
利用质谱技术分析多糖的分 子量、分子结构和组分等。
多糖的应用领域
多糖在许多领域具有广泛的应用价值，包括食品工业、药物研发、生物医学等。
1
食品工业
多糖作为增稠剂、稳定剂等添加剂广泛应用于食品生产中。
2
药物研发
多糖被用于药物的缓释、靶向传递等，为药物研发带来新的可能性。
3
生物医学
多糖在组织工程、再生医学和生物传感器等方面具有重要应用。
多糖的重要性和价值
多糖不仅是生命的基础，还具有重要的生物学功能和广泛的应用价值。
来源广泛
多糖存在于植物、动物、细菌等各种生物体中。
多糖的结构和组成
多糖的结构由单糖分子的排列顺序、糖苷键的连接方式和支链等因素决定。其组成可以包括单一种类的单糖或多种 不同的单糖。
线性结构
某些多糖由单糖按照连续的直链排列构成。
支链结构
其他多糖具有分支结构，其中单糖分子通过支链与主链 连接。
常见的多糖分析方法
生物合成途径
有机化学基础知识点整理多糖和多糖类化合物的结构和性质
有机化学基础知识点整理多糖和多糖类化合物的结构和性质多糖和多糖类化合物的结构和性质多糖是由多个单糖单元通过糖苷键连接而成的碳水化合物。
多糖类化合物则是指结构和性质与多糖类似的化合物。
本文将对多糖和多糖类化合物的结构和性质进行整理。
1. 多糖的结构多糖由多个单糖单元通过糖苷键连接而成。
单糖是最简单的糖类分子，包括葡萄糖、果糖、半乳糖等。
多糖可以由相同的单糖单元组成，也可以由不同的单糖单元组成。
常见的多糖包括淀粉、糖原和纤维素等。
2. 多糖类化合物的结构多糖类化合物与多糖类似，由多个单糖单元连接而成。
与多糖不同的是，多糖类化合物的单糖单元可能会发生修饰或取代，形成不同的化学结构。
例如，硫酸化多糖是一种常见的多糖类化合物，其单糖单元上的羟基可能会被硫酸基取代。
3. 多糖的性质多糖具有一些特殊的性质。
(1) 可溶性：多糖可以在水中溶解，形成稳定的溶液。
不同的多糖在水中的溶解性不同，取决于其分子结构和相互作用。
(2) 水合能力：多糖具有较强的水合能力。
这是由于多糖分子上存在大量的羟基官能团，可以与水分子形成氢键。
(3) 旋光性：多糖是手性分子，可以旋转平面偏振光。
多糖的旋光性取决于其分子结构和构象。
(4) 糖的还原性：多糖中的含醛或酮基团可以与还原剂反应，发生氧化还原反应。
4. 多糖类化合物的性质多糖类化合物与多糖类似，也具有一些特殊的性质。
(1) 物理性质：多糖类化合物的物理性质与多糖相似，包括可溶性、水合能力和旋光性等。
(2) 化学性质：多糖类化合物的化学性质与多糖也有一定的相似性。
例如，硫酸化多糖具有一定的阴离子性，可以与阳离子或阳性分子发生相互作用。
(3) 生物活性：由于多糖类化合物分子结构的多样性，多糖类化合物具有丰富的生物活性。
多糖类化合物可以作为药物载体、生物材料或食品添加剂等。
综上所述，多糖和多糖类化合物的结构和性质是有机化学中的重要基础知识点。
通过研究多糖和多糖类化合物的结构和性质，可以深入理解其在生物体内的功能和应用。
多糖的结构与功能实例解析
多糖的结构与功能实例解析多糖是一类由多个单糖分子组成的聚合物，是一种常见的生物大分子，在生物体内发挥着重要的结构与功能作用。
本文将围绕多糖的结构与功能展开讨论，并通过几个实例来解析多糖的具体应用。
一、多糖的结构多糖的结构与功能密切相关，其结构形式主要包括直连式和分枝式两种。
直连式多糖是由单糖分子通过糖苷键依次连接而成的直链，如淀粉和纤维素。
分枝式多糖则是在直链上加入分支的结构，如糖原和半乳糖。
多糖的结构还与单糖的种类及其连接方式密切相关。
常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖等，它们的连接方式可以是α型或β型，连接方式不同会导致多糖的空间结构和性质发生变化。
二、多糖的功能多糖在生物体内发挥着多种重要功能，下面我们通过几个实例来具体解析多糖的功能。
1. 淀粉：作为植物的主要能量储存形式，淀粉在植物体内起着重要的能量供应作用。
淀粉由α-葡萄糖连接而成，其结构呈现出直连式的线性链和分枝式的树状结构。
由于分支的存在，淀粉具有较大的分子量和可溶性，有利于储存和释放能量。
2. 纤维素：纤维素是植物细胞壁的重要组成成分，对保持细胞形态和提供机械强度起着重要作用。
纤维素是由β-葡萄糖分子通过β-1,4-葡萄糖苷键连接而成的直连式多糖，由于其结构具有稳定性和纤维性，使纤维素成为了植物细胞壁的重要支撑物质。
3. 凝胶多糖：某些多糖具有形成凝胶的性质，可以在溶液中形成三维网状结构，形成半固态的胶体体系。
例如，琼脂是一种经提炼精制的红藻多糖，可以用于制备凝胶培养基和琼脂糖凝胶电泳分离等实验操作。
4. 肝糖原：肝糖原是一种分枝式多糖，在动物体内起着能量储存与供应的重要作用。
当机体需要能量时，肝糖原可以迅速分解成葡萄糖供给身体各组织。
这为机体提供了一种快速获取能量的途径，保证了正常的生命活动。
三、多糖的应用举例多糖由于其特殊的结构和功能，在生物医学和食品工业中有着广泛的应用。
以下是几个多糖应用的实例：1. 医药领域：多糖可以用于制备缓释药物，通过调整多糖的结构和形态，控制药物的缓释速率，实现药物的持久效果。
多糖结构
多糖结构多糖（polysaccharide）是由多个单糖分子缩合、失水而成，是一类分子机构复杂且庞大的糖类物质。
凡符合高分子化合物概念的碳水化合物及其衍生物均称为多糖。
多糖多糖在自然界分布极广，亦很重要。
有的是构成动植物骨架结构的组成成分，如纤维素；有的是作为动植物储藏的养分，如糖原和淀粉；有的具有特殊的生物活性，像人体中的肝素有抗凝血作用，肺炎球菌细胞壁中的多糖有抗原作用。
多糖的结构单位是单糖，多糖相对分子质量从几万到几千万。
结构单位之间以苷键相连接，常见的苷键有α-1，4-、β-1，4-和α-1，6-苷键。
结构单位可以连成直链，也可以形成支链，直链一般以α-1，4-苷键（如淀粉）和β-1，4-苷键9如纤维素）连成；支链中链与链的连接点常是α-1，6-苷键。
由一种类型的单糖组成的有葡萄糖、甘露聚糖、半乳聚糖等，由二种以上的单糖组成的杂多糖（hetero polysaccharide）有氨基糖的葡糖胺葡聚糖等，在化学结构上实属多种多样。
就分子量而论，有从0.5万个分子组成的到超过106个的多糖。
比10个少的短链的称为寡糖。
不过，就糖链而论即使是寡糖，在寡糖上结合了蛋白质和脂类的，就整个分子而论，如果是属于高分子，则从广义上来看也属于多糖，因此特称为复合多糖（conjugated polysaccharide，complex poly－saccharide）或复合糖质（glycoconjugate）（糖蛋白、糖脂类、蛋白多糖）。
[1]临床作用免疫调节Hosono Akira等将双岐杆菌属细菌的细胞超声粉碎提取后，用超滤设备和阴离子交换树脂、凝胶色谱纯化出具有免疫增强活性的多糖。
Oka Shuichi等从紫苏(Perilla)中分离得到的多糖具有抗变态反应作用。
Fujimiy hjaki注射用黄芪多糖从蘑菇属(Agr/cus)植物的子实体中提取出的多糖具有免疫抑制作用，它能减少我们通常使用的免疫抑制剂的诸如细胞毒性、机体抗感染能力下降、对骨髓造血细胞的繁殖抑制等副作用，此多糖可以做成口服或注射用药物，也可制成一种功能性食品。
多糖 多级次结构
多糖多级次结构
多糖是由多个单糖分子通过糖苷键连接而成的碳水化合物。
多糖可以具有多级次结构，这指的是它们的分子结构中存在层次化的组织或层次。
以下是多糖的多级次结构的一般概念：
●一级结构（Primary Structure）：这是多糖的基本结构，由单糖分子的线性排列和它们
之间的糖苷键组成。
单糖的种类、数量和排列顺序在一级结构中起着关键作用。
●二级结构（Secondary Structure）：指的是一级结构中相邻的单糖分子之间可能形成的
特定空间结构，例如螺旋、折叠或其他形式的结构。
这些结构通常由氢键等非共价键保持稳定。
●三级结构（Tertiary Structure）：这是多糖分子整体的三维折叠结构，由各个分支和功
能性基团的相互作用形成。
三级结构的稳定性通常受到各种化学键和非共价相互作用的影响。
●四级结构（Quaternary Structure）：在一些情况下，多糖分子可能由两个或更多的独立
多糖链相互作用而形成。
这种相互作用称为四级结构。
这些层次结构反映了多糖分子的复杂性和功能多样性，它们在生物体内扮演着重要的角色，如细胞壁、胶原蛋白等。
多糖二级结构
多糖二级结构多糖是由大量单糖分子以特定的方式组合而成的高分子化合物。
它们在生物体内起着重要的结构和功能作用。
多糖的二级结构是指单糖分子之间的空间排列方式，常见的多糖二级结构包括螺旋结构、平面结构和无规卷曲结构。
螺旋结构是多糖最常见的二级结构之一。
著名的α-螺旋和β-螺旋就是典型的多糖螺旋结构。
α-螺旋是由多个单糖分子沿着螺旋形排列而成的。
每个单糖分子与相邻的两个单糖分子形成氢键，使整个多糖呈现出螺旋状。
β-螺旋则是由多个单糖分子以平面方式排列而成的。
每个单糖分子与相邻的两个单糖分子形成氢键，使整个多糖呈现出扁平的螺旋形状。
螺旋结构使多糖分子具有较高的稳定性和强度。
平面结构是多糖的另一种常见的二级结构。
平面结构的特点是多糖分子中的单糖分子以平面方式排列，没有明显的螺旋形状。
平面结构常见于一些纤维素类物质，如纤维素和凝胶。
纤维素是一种由葡萄糖单糖分子组成的多糖，它们以平面方式排列，形成纤维状的结构。
凝胶则是一种由多种单糖分子组成的多糖，它们以平面方式排列，形成一种类似于胶状物质的结构。
平面结构使多糖具有较高的柔软性和可塑性。
无规卷曲结构是多糖的另一种常见的二级结构。
无规卷曲结构的特点是多糖分子中的单糖分子以无规则的方式排列，形成一种卷曲的结构。
无规卷曲结构常见于一些多糖类物质，如淀粉和糖胶。
淀粉是一种由葡萄糖单糖分子组成的多糖，它们以无规则的方式排列，形成一种卷曲的结构。
糖胶则是一种由多种单糖分子组成的多糖，它们以无规则的方式排列，形成一种类似于胶状物质的结构。
无规卷曲结构使多糖具有较高的柔软性和可塑性。
总结起来，多糖的二级结构包括螺旋结构、平面结构和无规卷曲结构。
螺旋结构使多糖具有较高的稳定性和强度，平面结构使多糖具有较高的柔软性和可塑性，无规卷曲结构使多糖具有较高的柔软性和可塑性。
这些不同的二级结构赋予了多糖不同的物理和化学性质，使其在生物体内发挥着各种重要的功能。
对于理解多糖的性质和功能，研究多糖的二级结构具有重要意义。
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多糖结构总结
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1 红外分析（IR ）
从硒化壳聚糖[图1（b)]与壳聚糖［图１（ａ)]的数据和图形对比可以看出，亚硒酸根主要连接在C 2的氨基本上和C ６的羟基上,主要是由以下的光谱图形和光谱
数据变化得到证明:壳聚糖C 2的氨基硒化后，NH 的弯曲振动由159４．52c ｍ-1变为1523．29cm －1，壳聚糖Ｃ2
位氨基上未脱干净的乙酰基的羰基振动峰为
1650.32cm －1，而硒化壳聚糖C ２位上未脱干净的乙酰基的羰基振动峰为1６３
2.88cm -1,可能是受到C ６位的羟基上亚硒酸基的影响；同样由于硒化壳聚糖C 2位氨基上和C 6位羟基上亚硒酸根的影响，壳聚糖C －O 伸缩振动峰由 10７9．４５cm -1变为1０90．４1c ｍ-1。
同时，在8０0．００c ｍ-1处观察到亚硒酸酯的Ｓｅ=O 双键的振动峰。
上述红外分析结果表明:壳聚糖与亚硒酸可能是通过Ｃ6位上的酯化反应和Ｃ2位上氨基的静电作用完成的。
（硒化壳聚糖的制备及其表征)
从羧甲基壳聚糖与硒化羧甲基壳聚糖的红外光谱图图３、图4的对比中可以看出, 亚硒酸根主要连接在Ｃ2位的羧甲基和C 6的羟基上。
主要由以下光谱图形和光谱数据变化得到证明: 羧甲基壳聚糖１６２７ｃm -1处的－COOH 反对称吸收峰在硒化羧甲基壳聚糖中红移至１599ｃm －1， 这可能是羧甲基壳聚糖中的-CO ＯH 与亚硒酸钠发生反应, 从而使键力削弱。
111９cm -1处的C-O 伸缩振动在硒化羧甲基壳聚糖中红移至1064ｃm -１, 说明Ｃ６上的羟基也参与了硒化反应。
此
外, 在硒化羧甲基壳聚糖的红外光谱中观测到位于80６.1２5cm -１的Se=O 双键振动峰。
（硒化羧甲基壳聚糖的合成及表征）
２．Ｘ－射线衍射
X 射线衍射法是研究多糖的结晶构型的有效方法。
多糖通常是不能结晶的,但在适宜的条件下,它可以微晶态存在。
所以进行衍射分析的样品必须通过外界的诱导使其中相当部分呈现微晶态。
进行衍射的香菇多糖样品一般先制成碱性溶液,然后在水中透析,进一步处理制备。
孙艳等将从香菇中分离而得的多糖经Ｘ2衍射分析,确定其立体结构为右手心三度螺旋,晶格为六角形,
晶格常数ａ
=b=1．5ｎｍ, ｃ=0.6nm。
ZhangP等经X-衍射分析表明:天然香菇多糖具β三股绳状螺旋型立体结构,但加入尿素或二甲亚砜后立体构型改变，转变为单绳螺旋结构。
（香菇多糖结构分析和构效关系研究进展)
3.拉曼光谱法
拉曼光谱在检测多糖分子的振动相同原子的非极性键和异头物方面效果较好。
它侧重于探测多糖生物大分子的空间结构,如平铺折叠或螺旋状等。
研究表明，α-D 螺旋直链淀粉在865cm-１有很强的拉曼吸收，此外在９54和9２6cm-１处有C-O-C 糖苷键的伸缩振动吸收,拉曼光谱在5０0-1５０0cm－１内对多糖的类型和糖苷的连接方式的检测灵敏，比红外光谱表现出了更高的分辨率,许多复杂的拉曼吸收谱带都在低于６00cm－1区域内。
2.1 Selenｏ－ＬＰ的拉曼光谱
Seｌeno-LＰ的激光拉曼光谱在911cm-1和699cｍ-１附近的吸收峰亚硒酸酯中Sｅ＝O和Ｓe-ＯＨ的伸缩振动，而LＰ在这两处均没有吸收峰。
这证实了sel ｅｎｏ－ＬP中存在Sｅ=O键。
(兰州百合多糖硒酸酯的合成及表征）
4．热分析
３．1 Sｅｌｅno-LP的热分析
图3 为LPａnd seleno－12的差热图谱，曲线纵坐标为试样与参比物的温度差(ＡT)。
从图３可以看出,两种样品的差热图谱具有一定的相似性和相异性，二者表现出了３个明显的放热峰和2个明显的吸热峰。
差别在第一个峰，seｌeｎo-LP 的温度要明显低于LＰ。
Sｅleno-ＬP的2个吸热峰峰顶温度和前2个放热峰都要低于ＬP的放热峰和吸热峰峰顶温度。
这与seｌenｏ-LP热稳定性低于ＬP的热稳定性相一致。
图4为ＬP aｎd selｅnｏ-LＰ的热失重图谱,在1００℃以前主要是LＰaｎd seｌenｏ-ＬP中吸附水和结晶水的失重，两者差别不是很明显。
温度上升到113℃时，8eｌｅno-LP开始分解,由于酯的量比较少,所以在很短的时间内完全分解。
当温度上升到246℃时，LＰ和seleno-ＬP都开始分解。
引起的原因主要是多糖长链的断裂。
ＬP和ｓeleno-LＰ在４8０℃和7０0℃时的失重百分数８5.9%，8９.9％和91.6%，９8.0％，且sｅleno-ＬP的起始分解温度为1１3℃,LＰ的起始分解温度是240℃,可以看出ｓeleno－LP的稳定性比ＬP的差,而形成酯是其重要的原因。
5．紫外光谱(UＶ)
从图１可以看出LP和Sｅleｎo-LP的紫外光谱有所不同。
图1(B)中,在A=33８ｎm处有一个强的吸收峰，与文献报道硒在A=３35nm的吸收峰基本相吻合,紫外结果表明合成物中含有硒。
（兰州百合多糖硒酸酯的合成及表征)。