生物化学 第一章 糖
生物化学第一章糖化学知识点归纳
CHO
H C OH
CH2OH
CHO
D-甘油醛
CHO
D-赤藓糖 H C OH
H C OH
HO C H D-苏阿糖
H C OH
CHO
CH2OH
CHO
CHO
CH2OH
CHO
H C OH
HO C H
H C OH
HO C H
D-核糖 H C OH D-阿拉 H C OH D-木糖 HO C H
H C OH 伯糖
(一)糖蛋白
糖蛋白是一类糖链与蛋白质一定部位以共价键结合的复合物,以蛋白质为 主体,糖基含量变化较大,在0.3%-70%。分子总体性质更接近蛋白。
1.糖链与蛋白的连接方式 ①O-糖苷键型:糖基的异头碳通过糖苷键与Ser、Thr和羟基赖氨酸、羟
脯氨酸的羟基相连。 ②N-糖苷键型:糖基的异头碳通过N-糖苷键与Asn的酰胺基相连。 ③酯糖苷键型:以天冬氨酸、谷氨酸的游离羧基为连接点。 ④S-糖苷键型:以半胱氨酸为连接点的糖肽键。
三糖(trisacck,ride),水解时产生3分子单糖,如棉子糖。
四、糖的分类
(3)多糖(polysaccharide):是由多个单糖分子缩合而成的。 同多糖(均质多糖): 相同的单糖基组成,如淀粉、糖原、葡聚糖 ; 杂多糖(不均质多糖): 不同的单糖基组成,如果胶、粘多糖、透明质酸 。
多糖中有些是糖类和蛋白质、脂类等非糖物质共价结合成的复合物 总称为结合糖或复合糖,如:糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等。
HCOH CH2O
HHCOH HCOH
CH2O H
葡萄糖酸
COOH HCOH HOCH HCOH HC萄糖胺
CH2OH
5
OH
OH
生物化学第一章糖剖析
*1.还原性:所有单糖都有还原性(鉴定还 原糖与非还原糖) 单糖有游离的羰基,因此具有还原性。 (醛基、酮基)羰基+弱氧化剂 Cu2+—— CU2O 。
应用在分析上: (1)斐林试剂法 斐林试剂。 (2)DNS法 浅黄---深褐色 (3)碘量法
醛糖:(1)弱氧化剂(溴水―CHO―COOH),醛 基被氧化—糖酸(糖一酸)
不能再被分解, 按含C原子数
分:丙、丁、等。
寡糖
水解成少数单糖 (2-6个) 如: 二糖(蔗糖.麦芽糖 三糖(棉子糖)
单糖
糖类
多糖
什么是糖类? 是多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物 和某些衍生物的总称 。
元素组成:C、H、O。 结构式:Cn(H2O)m
复合糖
糖与非糖物质结合: 糖苷;糖蛋白;蛋白聚糖。
杂多糖
(4).己糖构象:椅式,船式
构象:是由原子基团围绕单糖旋转一定位置而形成的。 己糖可以形成呋喃型和吡喃型
二、单糖的性质: (一).物理性质: 1.旋光性:有旋光性和变旋现象(水溶液) 2.溶解性(度):都溶于水,不溶于有机溶剂。 (与温度有关:T升,溶解度升) 3.甜度:果糖>蔗糖>葡萄糖>麦芽糖。
葡萄糖酮苯腙+苯肼 葡萄糖脎(黄色晶体,难溶 于水)
应用:糖脎的结晶形状与熔点都不相同,因此用来鉴 别糖。
三.单糖的命名和分类
按官能团不同:
醛糖:分子中有醛基,如葡萄糖。 酮糖:分子中有酮基,如果糖。 糖的复合物。
按原子团不同:
三碳糖(丙糖):D-甘油醛、二羟丙酮。 四碳糖(丁糖):赤藓糖。 五碳糖(戊糖):D-核糖、D-木酮糖。 六碳糖(己糖):D-G、D-F。
•不对称碳原子:与四个不同的原子或基团相连并因此失 去对称性的四面体碳。用C*表示 。
生物化学第一章糖
⽣物化学第⼀章糖第⼀章糖类化学⼀:填空题1.糖类是具有________________结构的⼀⼤类化合物。
根据其分⼦⼤⼩可分为________________、________________和________________三⼤类。
2.判断⼀个糖的D-型和L-型是以________________碳原⼦上羟基的位置作依据。
3.糖类物质的主要⽣物学作⽤为(1)________________(2)________________(3)________________。
4.糖苷是指糖的________________和醇、酚等化合物失⽔⽽形成的缩醛(或缩酮)等形式的化合物。
5.蔗糖是由⼀分⼦________________和⼀分⼦________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。
6.麦芽糖是由两分⼦________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。
7.乳糖是由⼀分⼦________________和⼀分⼦________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。
8.糖原和⽀链淀粉结构上很相似,都由许多________________组成,它们之间通过________________和________________两种糖苷键相连。
两者在结构上的主要差别在于糖原分⼦⽐⽀链淀粉________________、________________和________________。
9.纤维素是由________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。
10.多糖的构象⼤致可分为________________、________________、________________和________________四种类型,决定其构象的主要因素是________________。
生物化学:第一章 糖类的结构与性质
-D-葡萄糖-6-磷酸
-D-果糖-6-磷酸
-D-果糖-1,6-二磷酸
重要的二糖
D-麦芽糖( -型) -葡糖(1-4)葡糖
蔗糖 -葡糖(1-2) -果糖
纤维二糖( -型) -葡糖(1-4)葡糖
乳糖( -型 ) -半乳糖(1-4)葡糖
环糊精结构
-环糊精分子结构
环糊精分子的空间填充模型
淀粉和糖原结构
蛋白聚糖
糖蛋白
细胞膜
糖脂
五、糖类的生物学作用
糖类是细胞中非常重要的一类有机化合物,主要的生物学 作用如下:
•作为生物体的结构成分 •作为生物体内的主要能源物质 •作为其它生物分子如氨基酸、核苷酸、脂等
合成的前体 •作为细胞识别的信息分子
基本概念
异构 旋光异构 不对称碳原子 对映体 构型 构
象 异头物 糖苷
异构
结构异构(结构式)
旋光异构(不对称碳原子) 立体异构
几何异构(顺反异构,双键或环)
注意:糖的构型(D、L)与旋光方向(+、-)并无直接联系。 D、L构型(最远手性碳与甘油醛比较)
糖的构型
RS构型(手性碳取代基优先性旋转)
透视式
糖的立体结构表示
Fischer投影式(线形) Haworth式(环式)
任一旋光化合物都只有一个对映体,它的其他旋光异构体在 理、化性质都与之不同,不是对映体的旋光异构体称非对映体。
仅一个手性碳构型不同的非对映体称差向异构体(有几种情 况)。
异头物 ——单糖由直链结构变成环状结构后,羰基碳成为新 的手性碳(异头碳),导致C1差向异构化,产生两个非对映体, 称之。
α、β异头物判断:有2种方式。见P3。
还原糖判定
异构:化合物具有相同的分子式,但原子连接次序或原子空 间排布不同。
生物化学1.糖类总结
糖类总结糖:基本概念、结构特征、生物功能、种类及资源性海洋多糖,研究方法;一.基本概念1.蛋白聚糖:一类特殊的糖蛋白,由一条或多条糖胺聚糖和一个核心蛋白共价连接而成。
2.蛋白聚糖聚集体:大量蛋白聚糖以连接蛋白连在透明质酸上形成的羽毛状或刷状结构。
3.糖胺聚糖:由含己糖醛酸(角质素除外)和己糖胺成分的重复二糖单位构成的不分枝长链聚合物。
4.糖蛋白:糖与蛋白质之间,以蛋白质为主,一定部位以共价键与若干糖分子相连构成的分子;总体性质更接近蛋白质,其上糖链不呈现双链重复序列。
5.多糖:由多个单糖分子缩合而成的化合物,同多糖为某一种单一的单糖或衍生物缩合而成,如淀粉、糖原、纤维素;杂多糖为由不同类型的单糖或衍生物组成如结缔组织中的透明质酸等。
6.N-糖肽键:多指β -构型的N-乙酰葡糖胺一位碳与天冬酰胺的γ -酰胺N-原子共价连接而成的N-糖苷键;Asn多处于Asn-X-Thr/Ser序列,弱碱稳定,强碱水解;细菌中存在GalNAc-Asn;Glc-Asn连接形式。
7.O-糖肽键::单糖的异头碳与羟基氨基酸的羟基O原子结合而成的糖苷键。
① Ser/Thr共价形成:碱不稳定;GalNAc-、GlcNAc-、Gal-、Man-、Xyl-、Ara②羟赖氨酸共价形成:碱稳定;β-Gal-Hyl和β-Ara(阿拉伯糖)-Hyl8.自然界中常见的单糖为D-葡萄糖。
二.结构特征1.麦芽糖由α-D-葡萄糖以α-1,4糖苷键构成蔗糖由α-D-葡萄糖和β-D-果糖以α-1,2糖苷键构成乳糖由α-D-葡萄糖和β-D-半乳糖以β-1,4糖苷键构成淀粉由D-葡萄糖构成直链由α-1,4糖苷键(加碘变蓝溶于热水),支链由α-1,6-糖苷键(加碘紫红不溶于水).糖原由α-D-葡萄糖以α-1,4糖苷键和α-1,6糖苷键构成(加碘红紫)纤维素由β-D-葡萄糖以β-1,4糖苷键构成(无分支)几丁质(甲壳素,壳多糖)由N-乙酰-D-氨基葡萄糖以β-1,4糖苷键构成PS:α-1,4糖苷键形成的为直链;α-1,6-糖苷键形成支链;α-1,2糖苷键会缩掉两个糖的醛基,使其失去还原性。
生物化学糖类(第一章)
2、化学性质:
• (1)异构化:弱碱或稀强碱可引起单糖的分子重排,通过烯 醇化中间体转变。体内通过异构酶催化。
• (2)单糖的氧化(单糖的还原性) • 在碱性溶液中,醛基、酮基变成烯二醇,具还原性,能 还原金属离子,如Cu2+、Ag+、Hg2+、Bi3+等,糖本身被氧 化成醛糖酸及其他产物。 • Fehling试剂:酒石酸钾钠(柠檬酸钠),氢氧化钠(氢 氧化钾),硫酸铜 Benedict试剂:柠檬酸、碳酸钠、硫酸铜
二、单糖的性质
• 1、物理性质 • 旋光性:几乎所有的单糖(二羟丙酮例外)及其衍生物都有旋 光性。使偏振光振动面右旋的称为右旋物质用(+)表示,左 旋的称为左旋物质用(-)表示。 • 比旋光值:是指单位浓度的物质在1 dm长的旋光管内,20℃ 钠光下的旋光值(或称比旋光度)用[α]20D 表示: • α× 100 • [α]20D = —————— • L × C • α:测定的旋光值;L:旋光管的长度,以分米(dm)表示;C: 旋光物质水溶液的浓度,以g/100mL表示;20为20℃;D:表示 钠光。λ:5890-5896A°。
在左边的为L-型。自然界中D-型单糖占优势。
• 构型是人为规定的,与异构体的旋光性无对应关 系,包括旋光方向、旋光度。 • 书写时常用Fischer投影式表示。
由D-甘油醛衍生的 C4-C6单糖:
由D-酮糖衍 生的单糖:
• 单糖分子中存在n个不对称(手性)碳原子,则形 成2n个异构体。例如: 碳原子数 不对称碳原子数n(异构体数2n) 醛糖 酮糖 三碳糖 甘油醛1(2) 二羟丙酮0(0) 四碳糖 赤藓糖2(4) 赤藓酮糖1(2) 五碳糖 核糖3(8) 核酮糖2(4) 六碳糖 葡萄糖4(16) 果糖3(8) • 对映体(对称异构体)(antipode):两种不能重叠 而互为镜像的异构体.对映体之间只有旋光方向的不 同,其他理化性质没有差异。 • 单糖分子的D-型和L-型互为对映体,含n个C*的化合 物,组成2n/2对对映体。
生物化学第一章糖类
HO O
CH3 OH
CH2OH
H
O
OH
O
O
H
NHAc
-1, 4
-1, 2
蛋白质
H OH
CH2OH
OH ~OH HO
NHCOCH3 N-乙酰氨基-D-葡萄糖
CH2OH
HO
O
OH ~OH
OH D-半乳糖
O CH3 OH~OH HO OH
L-岩藻糖
Ⅱ 寡糖(oligosaccharide)
一.双糖(还原糖与非还原糖)
HO
OH
HO
O
OH
CH2OH
CHO OH
HO OH OH
CH2OH
OH
OH
HO
O
OH
CH2OH
HO HO HOCH2
OH O
OH
-D-(+)-吡喃葡萄糖 +18.7o ( 63%)
HO
HO
OH O
OH
HO
OH O
OH
OH
HO
O
OH
OH CH2OH
OH CH2OH
HOCH2
-D-(+)-呋喃葡萄糖 -D-呋喃.. -D-吡喃葡..
2. 单糖的反应
1. 成苷反应
CH2OH O
OH HO
~OH + CH3OH
干HCl
CH2OH O
CH2OH O OCH3
OH HO
+ OH
OCH3 HO
HO
HO
HO
甲基--D-葡萄糖苷 甲基--D-葡萄糖苷
糖苷:单糖的半缩醛(酮)的羟基与另一分子中的 羟基、氨基或巯基等失水而形成的化合物。
生物化学第1章糖类
右旋糖苷 是酵母和细 菌的贮存多 糖。
6 琼 脂
agar
琼脂俗称洋菜,是从红藻类石花菜属及其他属的某些海 藻中提取出来的一种多糖混合物,从琼脂中分离出两个组分, 一个称为琼脂糖(agarose),另一个称为琼脂胶。 琼脂糖是琼脂的主要成分,它是由D-吡喃半乳糖和3,6脱水-L-吡喃半乳糖两个单位交替组成的线性链。 琼脂胶是琼脂糖的衍生物,单糖残基不同程度地被硫酸 基、甲氧基、丙酮酸等所取代。其实琼脂糖只是含这些取代 基最少的琼脂组分。琼脂是多种具有相同主链但不同程度被 荷负电基团取代的多糖混合物。
寡糖结合到蛋白质上形成糖蛋白。许多膜内在蛋
白和分泌蛋白是糖蛋白。 组成糖链的单糖种类、数量、单糖的构型、单糖 之间的连接方式等不同,可以组成天文数字的不同结 构的分子(或糖蛋白的组分),非常适合成为具有特
定意义的信息分子,发挥各种生物学功能。
糖蛋白中的组成糖链的单糖残基通常有Fuc、Gal、
Man、 GalNAc、and Sia(or NeuNAc)。
amylopectin
支链淀粉分支处的连接
淀粉与碘的显色反应
由于α-1,4连接,淀粉分子中的每个葡萄糖残基 与下一个残基都成一定角度。根据X射线衍射分析, 直链淀粉的二级结构是一个左手螺旋,每圈螺旋含 6 个残基,螺距 0.8nm ,直径 1.4nm 。碘分子正好能嵌 入螺旋中心,每圈可容纳一个碘分子(I 2),通过朝 向圈内的羟基氧(提供未共享电子对)和碘(提供空 轨道)之间的相互作用形成稳定的深蓝色淀粉-碘络 合物。产生特征性的蓝色需要约 36 个即 6 圈葡萄糖残 基。支链淀粉螺旋(约25~30个残基)中的短串碘分 子比直链淀粉螺旋中的长串碘分子吸收更短波长的光, 因此支链淀粉遇碘呈紫色到紫红色。
生物化学 第一章 糖的结构和功能
三、单糖的结构
1、单糖的链状结构
经分子量和组分测定,确定葡萄糖分子式为(CH2O)6 。另外葡 萄糖与乙酸酐共热,形成结晶的五乙酸酯,说明葡萄糖含有5 个羟基。其次与无水氢氰酸加成、水解、HI加成生成正庚酸。 确定葡萄糖的结构。
CHO
HCOH HOCH HCOH H CN HCOH CH2OH 葡萄糖
HO CN CH
( CHOH ) 4 CH2O H
O H2
CO OH ( CHOH ) 5 CH 2O H
HI
CO OH ( C H) 5 CH3
H+
正庚酸
2、D系单糖和L系单糖
除二羟丙酮外,所有单糖均含有手性碳。
旋光异构体数目2n,组成2
n
/2个对映体。
所有醛糖可以看成是甘油醛醛基下端插入C*延伸而 成,酮糖由二羟丙酮衍生而来。 CHO 单糖的构型是指分子中离 羰基碳最远的那个手性碳 原子的构型
2
CH O C H4 OH
2
OHC
1 4H
OH
1
HO
C
3CH 2
3
C H2 OH
S-甘油醛的投影式
纽曼式(S-甘油醛)
CHO HCOH HOCH HCOH HCOH
D-葡萄糖
CH2OH
D-葡萄糖的4个手性碳原子:C2、C3、C4、C5的构 型分别是R,S,R,R,因此,D-葡萄糖的可称为 2R,3S,4R,5R-2,3,4,5,6五羟-己醛或 2R,3S,4R,5R -己醛糖。
糖类的概念和分类 单糖的构型、结构、构象 自然界存在的重要单糖及其衍生物 寡糖 多糖 多糖代表物 糖复合物
一、糖类(carbohydrate)的结构与功能
最初,糖类化合物用Cn(H2O)m表示,统称碳水化合物。 鼠李糖及岩藻糖(C6H12O5)、脱氧核糖(C5H10O4) 甲醛(CH2O)、乳酸(C3H6O3)、乙酸(C2H4O2) 定义: 糖类是多羟基的醛或多羟基酮及其缩聚物和某些 衍生物的总称。
生物化学第一章糖类
D-阿卓糖
D-葡萄糖
D-甘露糖
D-半乳糖
D-古洛糖
D-艾杜糖
The
4 aldohexose has four chiral centers, thus has
2 =16 isomers.
第二十三页,共94页
D-塔洛糖
三、单糖的环状结构
许多单糖,新配制的溶液会发生旋光度的改变,
这种现象称变旋。从乙醇水溶液中结晶出的D(+)- glucose 称为α-型([α]20D= +112.2°),
2+
3+
Hg 和Bi 等)如Fehhing试剂(酒石酸钾钠、NaOH和CuSO4)、Benedict
2+
试剂(柠檬酸、NaCO3和CuSO4 )中的Cu 是一种弱氧化剂,能使醛糖的
醛基氧化成羧基,产物称醛糖酸,金属离子自身被还原。
能使氧化剂还原的糖称为还原性糖,所有的醛糖都是还原性糖。
Benedict试剂常被用作尿糖的定性与半定量测试。
2. 寡糖:是由2~20个单糖通过糖苷键连接而成的糖
类物质。包括二糖、三糖、四糖、五糖和六糖
等。
第七页,共94页
五、旋光异构
1. 同分异构或称异构(isomerism)是指存在两个或多个具有
相同数目和种类的原子并因而具有相同相对分子质量的化合
物的现象。同分异构有相同的组成,故具有相同的分子式。
同分异构主要有两种:结构异构和立体异构。
classic sugar test—Fehling’s test that was used to test of excess sugar in blood and
urine of diabetics.
生物化学原理——糖
糖糖分为单糖、寡糖和多糖。
单糖,从化学结构看是多羟基的醛或酮。
例如最丰富的六碳糖葡萄糖,寡糖是少量单糖的聚合物,如常见的二糖麦芽糖、乳糖、蔗糖等。
多糖是一般指的是单糖数目在20个以上的单糖聚合物,包括同多糖和杂多糖。
如果糖链共价结合一个肽链、蛋白质或脂,则形成肽多糖、蛋白多糖、糖蛋白或糖脂。
单糖单糖是多羟基的醛或酮,分为醛糖和酮糖。
最小的单糖是三碳糖,即含有3个碳原子的糖,也称为丙糖。
含4、5、6、7个碳原子的糖则分别称为丁糖、戊糖、己糖和庚糖。
三碳醛糖称之甘油醛,甘油醛是个手性分子,分子中的C-2是个不对称碳。
三碳酮糖称为二羟丙酮,它没有不对称碳,是个非手性分子。
其它所有单糖都可以看作是甘油醛和二羟丙酮这两个单糖的碳链的加长,都是手性分子。
羟基左侧为L型,右侧为D型。
将H-C-OH或OH-C-H插入到甘油醛C1和C2之间,可生成D-赤藓糖或 D-苏糖。
依此类推,可生成五碳醛糖或六碳醛糖。
象醛糖那样,也可以将将H-C-OH或OH-C-H插入到C1和C2之间,分别生成相应的多一个碳的酮糖。
但同样数目碳的酮糖比醛糖的手性碳数少,例如酮丁糖有D-赤藓酮糖和L-赤藓酮糖,而醛丁糖则有4个立体异构体醛可与醇先形成半缩醛,形成的半缩醛再结合一个醇可以形成缩醛。
同样,酮也可以经两步反应形成缩酮。
从葡萄糖Fisher投影式看,葡萄糖是个醛,与醇应当可发生缩醛反应,但却只能与一分子醇反应。
研究发现葡萄糖C-1的醛基与C-5的羟基发生分子内反应形成环状结构的衍生物,称为半缩醛。
由于成环,羰基碳( C -1)变成了不对称碳(称为异头碳),由此产生了α和β两个立体异构体(分别称为α异头物和β异头物)。
α-构型中OH位于异头碳右侧,β -构型中OH位于异头碳左侧。
环化的醛糖或酮糖可以呈现两种异头构型中的一种,即α-或β-构型。
α-构型和β-构型之间的转换就是变旋现象。
在溶液中,有能力形成环结构的醛糖和酮糖,不同环式和开链形式处于平衡中。
生物化学 第一章 糖的结构和功能
二、单糖的构型、结构、构象
1、异构 存在两个或多个具有相同数目和种类原子并因而具有 相同分子量的一类化合物。 结构异构→原子连接的次序不同
异构
立体异构
几何异构→顺反异构
旋光异构→分子存在手性造成
组成(composition)、构造(constitution)、 构型(configuration)、构象(conformation)
存在于动物细胞的胞液内,糖原是动物体内最容 易动员的燃料物质。遇碘呈红色
2、纤维素
纤维素是自然界最丰富的有机化合物,占植物界碳素的50 %以上,是植物的结构多糖,细胞壁的主要成分。由D-吡 喃葡萄糖基借β-(1,4)糖苷键连接的一种线性没有分支的 同多糖。微晶束相当牢固。
植物细胞壁 中的纤维素
+
O R C H
+
R’-O H
C H R O R'
(3)α和β异头物
单糖由直链结构变成环状结构后,羰基碳原子成为新 的手性中心,导致C1差向异构化,产生的两个差向异 构体称为异头物。
OH C H C OH HO H H C H C OH C CH2 O H O
H
CHO HCOH HOCH
HO C
H H C OH
•具亲水性; •游离-OH中的H可被其它基团取代,构成各种高分子化 合物: 羧甲基纤维素、DEAE-纤维素等层析载体。 •纤维素酶解成葡萄糖。
3、壳多糖(几丁质)
由N-乙酰-D-氨基葡萄糖以β-(1,4)糖苷键缩合成的 同多糖。壳多糖与纤维素的结构相似,只是每个残基 的C2上的羟基被乙酰化的氨基所取代。
OH
OH CH2OH
OH OH CH2OH
OH
OH
生物化学糖类
三、 糖的命名与分类
(1)单糖:不能被水解称更小分子的糖。
(2)寡糖:2-6个单糖分子脱水缩合而成 (3)多糖: 均一性多糖:淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质 不均一性多糖:糖胺多糖类(透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等) (4)结合糖(复合糖,糖缀合物):
糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等 (5)糖的衍生物:糖醇、糖酸、糖胺、糖苷
(1) 丙糖:D-甘油醛 二羟丙酮 (2) 丁糖:D-赤鲜糖 D-赤鲜酮糖 (3) 戊糖:D-核糖 D-脱氧核糖 D-核酮糖 (4) 己糖:D-葡萄糖(-型及型) D-果糖 (5) 庚糖:D-景天庚酮糖
5、 构型与构象
构型:分子中由于各原子或基团间特有的固定的空 间排列方式不同而使它呈现出不同的较定的立体结 构
构象:由于分子中的某个原子(基团)绕C-C单键自由 旋转而形成的不同的暂时性的易变的空间结构形式
6、 构型与旋光性
构型不同旋光性就不同。
构型与旋光性之间没有必然的对应规律,每一种物质 的旋光性只能通过实验来确定。
二、 单糖的物理化学性质
(一)物理性质
旋光性:是鉴定糖的一个重要指标 甜度:以蔗糖的甜度为标准 溶解性:易溶于水而难溶于乙醚、丙酮等有面 溶剂
图15 ② O-糖苷键型:寡糖链(GalNAC的α-羟基)与Ser、Thr
和羟基赖氨酸、羟脯氨酸的羟基相连。
图16 ③ S-糖苷键型:以半胱氨酸为连接点的糖肽键。 ④ 酯糖苷键型:以天冬氨酸、谷氨酸的游离羧基为连接点。
2、 糖蛋白中糖链的结构
(1)N-糖苷键型(N-连接)
高甘露糖型:由GlcNAc和甘露糖组成; 复合型:除了GlcNAc和甘露糖外,还有果糖、半乳糖、唾液酸; 杂合型:包含①和②的特征。
王镜岩-生物化学-第1章_糖类
光度的改变这种现象称变旋(mutarotation)。
变旋是由于分子立体结构发生某种变化的结果。 如D-葡萄糖以两种不同的旋光率存在:一种 +1120 称α-D-葡萄糖,另一种 + 18.70 称β-D- 葡萄糖,放置一段时间其比旋达到一恒定值+
52.60。左旋为(-)右旋为(+)。旋光的左右
1)氧化成醛糖酸:
醛糖+氢氧化铜--醛糖酸+氧化铜将氢氧化铜
(蓝色)还原为氧化铜(砖红色)
2)氧化成醛糖二酸:
D-葡萄糖+硝酸--D-葡糖二酸
3)氧化成糖醛酸:
葡萄糖+酶--葡萄糖醛酸
酮式和烯醇式互变
3、单糖的还原:
单糖的羰基可被还原为糖醇 4、形成糖脎: 单糖与苯肼反应生成糖脎,糖脎相当稳定的结晶 ,不同的单糖形成的糖脎结晶不同,可用来鉴定 单糖。 5、形成糖酯与糖醚:
单糖的许多化学行为很想简单的醇类,它的羟基
可以转变为脂基或醚基。如单糖和磷酸形成各种
磷酸酯,G-1-P,1,6-2P-F等。
6、形成糖苷:
环状单糖的半缩醛羟基与另一化合物发生缩合形成缩醛 的衍生物称为糖苷,这种糖苷的配体可以是糖,也可以是 非糖物质。与糖形成糖苷如淀粉、纤维素等与非糖物质形 成核苷等。糖苷的性质比较稳定不易发生化学反应和被氧 化。
白内障
• (2)D-甘露醇 广泛分布于多种陆地和海洋植物
中:橄榄树等的树皮上常分泌出大量的甘露醇, 形成所谓甘露蜜(manna)的干性渗出物,柿饼 表面上的白色柿霜就是甘露醇;藻类和真菌中含 量也很丰富,如昆布属褐藻是提取甘露醇的良好
原料。D-甘露醇在临床上用来降低颅内压和治疗
急性肾功能衰竭。
(三)糖类的元素组成和化学本质
生物化学 第一章 糖类化学1
可溶性氧化铜络合物 COOH NaOH HOCH 2 HOCH COOK COONa + (CHOH)4 + Cu2O ↓ CH2OH 葡萄糖酸
红黄色
33
用于还原糖检测
温和氧化剂:Br2-H2O
COOH
Br2-H2O
强氧化剂:HNO3
COOH
HNO3
CHO (CHOH)n CH2OH
(CHOH)n CH2OH
(CHOH)n COOH
糖酸
醛糖
(生物体内)
糖二酸
CHO (CHOH)n COOH
糖醛酸
请注意:糖酸和糖醛酸的不同,前者是醛基被氧化成 羧基,后者是伯醇被氧化成羧基。 34
温和弱氧化剂溴水不能使酮糖氧化; 在强氧化剂下,酮糖羰基处断裂,生成两种酸。
C OOH
CH2OH C O
[O]
(CHOH)n CH2OH
3. 溶解度
单糖易溶于水(除甘油醛微溶),微溶于乙醇,不溶于乙
醚、丙酮等非极性有机溶剂。
32
化学性质
1.糖被氧化—单糖具有还原性
弱氧化剂:含重金属离子(Cu2+、Ag+、Hg2+的碱性溶 液。
Fehling试剂:CuSO4、NaOH、酒石酸钾钠 Benedict试剂:CuSO4、Na2CO3、柠檬酸钠
食品工业中可作饮料糕点糖果的稳定剂增稠剂增量食品工业中可作饮料糕点糖果的稳定剂增稠剂增量交联葡聚糖凝胶的化学结构分子筛生化分析和分子筛生化分析和分离制备的常用技术材分离制备的常用技术材葡聚糖凝胶离子交换葡聚糖凝胶离子交换交联葡聚糖交联葡聚糖sephadexsephadex以1氯23环氧丙烷为交联剂六六半纤维素半纤维素hemocellulosehemocellulose半纤维素是植物细胞壁中非纤维素非果胶的一类多糖物质易溶于碱它是几种物质的混合物
第1章 生物化学考点重点精讲系列糖类化合物
够识别前手性分子柠檬酸中的“上半部分”和“下半部
分”。
中国科学院2002 年
4. 吡喃糖环和呋喃糖
对映体
差向异构体
P8
旋光异构体中,只一手性碳原子的构型不同的非对应体,也 叫表异构体。如D-葡萄糖与D-甘露糖,D-葡萄糖与D-半乳糖就 互为差向异构体。
D- Monosaccharides
Chiral carbon farthest from the carbonyl group determines an L or D isomer.
判断:单糖α型和β型是对映体。
江南大学2010年
葡萄糖异头物(体)
环化后,羰基碳原子 成为新手性碳,形成 α异头物或β异头物。
决定葡萄糖 的D型和L型
旋光如何决定 ?
在糖的化学中,D、L、α、β、(+)、(-) 各表示什么?
核糖异头物(体)
环化后,羰基碳原子成 为新手性碳,形成α异头 物或β异头物。核酸里面 为β型
2)有、手异性头碳物原是子指,仅有在可氧能化是数其最它高原的子碳如原氮子原具子有。不同构
型的糖分子的两种异构体。
12. 在糖的结构特征描述中,“D”、“L”是指构型,而
“+”、“-”指旋光方向,“D” 与“+”,“L”与“-”
并无必然联系。(判断)
华南理工大学2005年
思考题
13、判断:催化柠檬酸转化为异柠檬酸的顺乌头酸酶能
生这些化合物的物质的总称。根据羰基在碳链上的位置可分 为,醛糖(Aldoses) 和酮糖 (Ketoses)。 – 最简单的醛糖是甘油醛 (Glyceraldehyde) – 最简单的酮糖是二羟丙酮 (Dihydroxyacetone)
P22
(三)、糖的命名与分类
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第一章糖类化学一:填空题1.糖类是具有________________结构的一大类化合物。
根据其分子大小可分为________________、________________和________________三大类。
2.判断一个糖的D-型和L-型是以________________碳原子上羟基的位置作依据。
3.糖类物质的主要生物学作用为(1)________________(2)________________(3)________________。
4.糖苷是指糖的________________和醇、酚等化合物失水而形成的缩醛(或缩酮)等形式的化合物。
5.蔗糖是由一分子________________和一分子________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。
6.麦芽糖是由两分子________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。
7.乳糖是由一分子________________和一分子________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。
8.糖原和支链淀粉结构上很相似,都由许多________________组成,它们之间通过________________和________________两种糖苷键相连。
两者在结构上的主要差别在于糖原分子比支链淀粉________________、________________和________________。
9.纤维素是由________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。
10.多糖的构象大致可分为________________、________________、________________和________________四种类型,决定其构象的主要因素是________________。
11.直链淀粉的构象为________________,纤维素的构象为________________。
12.人血液中含量最丰富的糖是________________,肝脏中含量最丰富的糖是________________,肌肉中含量最丰富的糖是________________。
13.糖胺聚糖是一类含________________和________________的杂多糖,其代表性化合物有________________、________________和________________等。
14.肽聚糖的基本结构是以________________与________________组成的多糖链为骨干,并与________________肽连接而成的杂多糖。
15.常用定量测定还原糖的试剂为________________试剂和________________试剂。
16.蛋白聚糖是由________________和________________共价结合形成的复合物。
17.自然界较重要的乙酰氨基糖有________________、________________和________________。
18.鉴别糖的普通方法为________________试验。
19.脂多糖一般由________________、________________和________________三部分组成。
20.糖肽的主要连接键有________________和________________。
21.直链淀粉遇碘呈________________色,支链淀粉遇碘呈________________色,糖原遇碘呈________________色。
二:是非题1.[ ]D-葡萄糖的对映体为L-葡萄糖,后者存在于自然界。
2.[ ]人体不仅能利用D-葡萄糖而且能利用L-葡萄糖。
3.[ ]同一种单糖的α-型和β-型是对映体。
4.[ ]糖的变旋现象是由于糖在溶液中起了化学作用。
5.[ ]糖的变旋现象是指糖溶液放置后,旋光方向从右旋变成左旋或从左旋变成右旋。
6.[ ]由于酮类无还原性,所以酮糖亦无还原性。
7.[ ]果糖是左旋的,因此它属于L-构型。
8.[ ]D-葡萄糖,D-甘露糖和D-果糖生成同一种糖脎。
9.[ ]葡萄糖分子中有醛基,它和一般的醛类一样,能和希夫(Schiff)试剂反应。
10.[ ]糖原、淀粉和纤维素分子中都有一个还原端,所以它们都有还原性。
11.[ ]糖链的合成无模板,糖基的顺序由基因编码的转移酶决定。
12.[ ]从热力学上讲,葡萄糖的船式构象比椅式构象更稳定。
13.[ ]肽聚糖分子中不仅有L-型氨基酸,而且还有D-型氨基酸。
14.[ ]一切有旋光性的糖都有变旋现象。
15.[ ]醛式葡萄糖变成环状后无还原性。
16.[ ]多糖是相对分子质量不均一的生物高分子。
17.[ ]α-淀粉酶和β-淀粉酶的区别在于α-淀粉酶水解α-1,4糖苷键,β-淀粉酶水解β-1,4糖苷键。
18.[ ]α-D-葡萄糖和α-D-半乳糖结构很相似,它们是差向异构体。
19.[ ]D-葡萄糖和D-半乳糖生成同一种糖脎。
20.[ ]磷壁酸是一种细菌多糖,属于杂多糖。
21.[ ]脂多糖、糖脂、糖蛋白和蛋白聚糖都是复合糖。
三:单选题1.[ ]环状结构的己醛糖其立体异构体的数目为A.4B.3C.18D.32E.642.[ ]下列哪种糖无还原性?A.麦芽糖B.蔗糖C.阿拉伯糖D.木糖E.果糖3.[ ]下列有关葡萄糖的叙述,哪个是错的?A.显示还原性B.在强酸中脱水形成5-羟甲基糠醛C.莫利希(Molisch)试验阴性D.与苯肼反应生成脎E.新配制的葡萄糖水溶液其比旋光度随时间而改变4.[ ]葡萄糖和甘露糖是A.异头体B.差向异构体C.对映体D.顺反异构体E.非对映异构体但不是差向异构体5.[ ]右图的结构式代表哪种糖?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-呋喃葡萄糖6.[ ]下列哪种糖不能生成糖脎?A.葡萄糖B.果糖C.蔗糖D.乳糖E.麦芽糖7.[ ]下图所示的结构式代表哪种糖胺聚糖?<br>A.几丁质(壳多糖)B.硫酸软骨素C.肝素D.透明质酸E.硫酸角质素8.[ ]下列物质中哪种不是糖胺聚糖?A.果胶B.硫酸软骨素C.透明质酸D.肝素E.硫酸粘液素9.[ ]糖胺聚糖中不含硫的是A.透明质酸B.硫酸软骨素C.硫酸皮肤素D.硫酸角质素E.肝素10.[ ]下图的结构式代表哪种糖?<br>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:多选题1.[ ]下列单糖中哪些是酮糖?(1).核糖(2).核酮糖(3).葡萄糖(4).果糖A.1,2,3B.1,3C.2,4D.4E.1,2,3,42.[ ]下列的单糖分类中,哪些是正确的?(1).甘油醛——三碳糖(2).赤癣糖——四碳糖(3).核糖——五碳糖(4).果糖——六碳糖A.1,2,3B.1,3C.2,4D.4E.1,2,3,43.[ ]下列哪些糖没有变旋现象?(1).果糖(2).蔗糖(3).甘露糖(4).淀粉A.1,2,3B.1,3C.2,4D.4E.1,2,3,44.[ ]下列四种情况中,哪些尿能和班乃德(Benedict)试剂呈阳性反应?(1).血中过高浓度的半乳糖溢入尿中(半乳糖血症)(2).正常膳食的人由于饮过量的含戊醛糖的混合酒造成尿中出现戊糖(戊糖尿)(3).尿中有过量的果糖(果糖尿)(4).实验室的技术员错把蔗糖加到尿的样液中A.1,2,3B.1,3C.2,4D.4E.1,2,3,45.[ ]α-淀粉酶水解支链淀粉的结果是(1).完全水解成葡萄糖和麦芽糖(2).主要产物为糊精(3).使α-1,6糖苷键水解(4).在淀粉-1,6-葡萄糖苷酶存在时,完全水解成葡萄糖和麦芽糖A.1,2,3B.1,3C.2,4D.4E.1,2,3,46.[ ]下列化合物中的哪些含有糖基?(1).A TP(2).NAD(3).RNA(4).乙酰CoAA.1,2,3B.1,3C.2,4D.4E.1,2,3,47.[ ]有关糖原结构的下列叙述哪些是正确的?(1).有α-1,4糖苷键(2).有α-1,6糖苷键(3).糖原由α-D-葡萄糖组成(4).糖原是没有分支的分子A.1,2,3B.1,3C.2,4D.4E.1,2,3,48.[ ]下列有关多糖的叙述哪些是正确的?(1).它们是生物的主要能源(2).它们以线状或分支形式存在(3).它们是细菌细胞壁的重要结构单元(4).它们是信息分子A.1,2,3B.1,3C.2,4D.4E.1,2,3,49.[ ]肝素分子中主要含有下列哪些组分?(1).D-葡糖胺(2).D-乙酰半乳糖胺(3).L-艾杜糖醛酸(4).D-葡糖醛酸A.1,2,3B.1,3C.2,4D.4E.1,2,3,4五:问答题1.写出D-果糖的链状结构式,然后从链状写成费歇尔(Fischer)式和哈沃氏(Haworth)式(要求写2-5氧桥)。
2.<br>上述化合物中(1)哪个是半缩酮形式的酮糖?(2)哪个是吡喃戊糖?(3)哪个是糖苷?(4)哪个是α-D-醛糖?3.右图是龙胆二糖的结构式<br><br>试问(1)它由哪两个单糖组成?(2)单糖基之间通过什么键相连?(3)此龙胆二糖是α-型还是β-型?4.海藻糖是一种非还原性二糖,没有变旋现象,不能生成脎,也不能用溴水氧化成糖酸,用酸水解只生成D-葡萄糖,可以用α-葡萄糖苷酶水解,但不能用β-葡萄糖苷酶水解,甲基化后水解生成两分子2,3,4,6-四-0-甲基-D-葡萄糖,试推测海藻糖的结构。
5.从牛奶中分离出某种三糖,由β-半乳糖苷酶完全水解为半乳糖和葡萄糖,它们之比为2:1。
将原有的三糖先用还原,再使其完全甲基化,酸水解,然后再用还原,然后用醋酸酐乙酸化,得到三种产物:<br>(1)2,3,4,6-四-O-甲基-1,5-二乙酰基-半乳糖醇。
<br>(2)2,3,4-三-0-甲基-1,5,6-三乙酰基-半乳糖醇。
<br>(3)1,2,3,5,6-五-0-甲基-4-乙酰基-山梨醇。
根据上述结果,请写出此三糖的结构式。
6.五只试剂瓶中分别装的是核糖、葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉溶液,但不知哪只瓶中装的是哪种糖液,可用什么最简便的化学方法鉴别?7.给出下列化合物的名称,并指出反应类型(如磷酸化、还原或其它反应)。
<br><br><br>六:计算题1.大肠杆菌糖原的样品25mg,用2ml 1mol/L水解。