第一讲 多糖概述
多糖
多糖
多糖是由多个单糖基及糖苷键相连接而成的高聚物,一般是20个以上的单糖聚合而成,广泛存有于动物细胞膜,高等植物和微生物的细胞壁中,是构成生命的四大基本物质之一,同维持生命活动密切相关。蛋白质、核酸和多糖最重要的三种生物大分子,因为多糖的结构难以控制比蛋白质和核酸复杂得多,再加上人们早期只把多糖看作细胞结构成分和食物来源,使得人们对多糖的研究成为“生物化学中最后一个前言”。如100多年前,德国著名科学家就开始了糖类的研究。当前,以多糖结构、功能和药用价值为核心的糖工程被认为是继蛋白质工程、基因工程后生物化学和分子生物学领域中最后一个巨大的科学前沿。
当前,世界各国政府对多糖的生物学研究给予高度重视。1986年美国能源部资助佐治亚大学创建了复合糖研究中心,建立复合糖数据库。牛津大学Dwek教授在1988年提出糖生物学这个名词,这标志着糖生物学这个新的分支学科的诞生。日本于1989年创办了《糖科学与糖工程动态》杂志,出版了专著《糖工程学》。同年日本政府科学技术厅提出“糖工程基础与应用研究推动战略”。1990年E-选凝素的发现将糖生物学推向了生命科学的前沿。欧盟于1994-1998年发起“欧洲糖类研究开发网络”计划。糖生物学的时代正在加速来临,甚至有人预计,如同20世纪,蛋白质、肤类、氨基酸与核酸时代一样,21世纪理应是多糖生命科学的时代。
糖类的研究工作和蛋白质、核酸的研究工作相比,在我国还是一个薄弱的环节。我国在多糖方面的研究始于20世纪70年代,但近年来发展迅速,在全国第一次糖的生化学术会议后,《糖复合物的生化研究技术》出版,标志着我国在糖化学方面的研究工作已经有了一个较好的开端网。1996年我国将“糖生物学”列为国家重点课题。研究的对象包括植物类、动物、真菌类、细菌、地衣等;研究范围涉及多糖的分离纯化、理化性质、结构分析、免疫学、药理学以及临床应用等,其中对免疫提升作用机理的研究已经深入到分子、受体水平;研究的
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。
多糖
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分类
均一性
不均一性
由一种单糖分子缩合而成的多糖,叫做均一性多糖。自然界中最丰富的均一性多糖是淀粉和糖原、纤维素。 它们都是由葡萄糖组成。淀粉和糖原分别是植物和动物中葡萄糖的贮存形式,纤维素是植物细胞主要的结构组 分。
1、淀粉
淀粉是植物营养物质的一种贮存形式,也是植物性食物中重要的营养成分,分为直链淀粉和支链淀粉。
多糖
高分子碳水化合物来自百度文库
01 结构
03 分类 05 生物学功能
目录
02 命名 04 化学性质 06 功能及应用价值
多糖(polysaccharide),是由糖苷键结合的糖链,至少要超过10个的单糖组成的聚合糖高分子碳水化合物。 由相同的单糖组成的多糖称为同多糖,如淀粉、纤维素和糖原;以不同的单糖组成的多糖称为杂多糖,如阿拉伯 胶是由戊糖和半乳糖等组成。多糖不是一种纯粹的化学物质,而是聚合程度不同的物质的混合物。多糖类一般不 溶于水,无甜味,不能形成结晶,无还原性和变旋现象。多糖也是糖苷,所以可以水解,在水解过程中,往往产 生一系列的中间产物,最终完全水解得到单糖。
有些多糖对肿瘤细胞无直接抑制作用,而是通过增强机体的免疫功能而发挥抗肿瘤作用,多糖的免疫调节作 用是抗肿瘤作用的主要机制之一。
多糖主要通过以下几种途径发挥抗肿瘤作用:直接的细胞毒性,免疫增强作用,合用传统抗肿瘤药发挥协同 效应。多糖的直接抗肿瘤作用是通过诱导癌细胞凋亡,细胞周期阻滞,抑制肿瘤细胞的入侵、黏附、转移来抑制 肿瘤细胞生长;多糖的间接抗肿瘤作用是通过免疫增强效应来增强宿主的免疫功能。
《多糖结构解析》课件
基因工程方法
通过基因工程手段表达多 糖合成酶,解析多糖的合 成途径和结构特征。
04
多糖的应用研究
药物研发
药物载体
多糖具有生物相容性和生物可降解性,可以作为药物载体,提高 药物的稳定性和靶向性。
药物控制释放
利用多糖的凝胶化性质,制备药物控制释放体系,实现药物的缓慢 释放和长效作用。
基因治疗
多糖可以作为基因治疗的载体,将治疗基因转染到病变细胞中,达 到治疗目的。
亲和色谱法
利用多糖分子与配体之间的特 异性亲和力,将多糖分离纯化
出来。
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分离纯化过程中的注意事项
注意温度和pH值
在提取和分离纯化过程中,要控制好温度和pH值 ,以保证多糖的稳定性和活性。
避免长时间高温
长时间高温会导致多糖的结构发生变化,影响其 生物活性和稳定性。
注意防止污染
在分离纯化过程中,要避免污染,如微生物、杂 质等,以保证多糖的纯度和质量。
多糖的生物功能
总结词
多糖在生物体内具有重要的生物功能,如结构支持、能量储存、信号传递和免疫调节等 。
详细描述
多糖在生物体内发挥着多种功能。一些多糖是细胞壁、细胞膜等结构的组成成分,为细 胞提供机械支撑和保护。淀粉和糖原等则作为能量储存的形式,供生物体在需要时利用 。此外,一些多糖还参与信号传递过程,如透明质酸在细胞通讯中的作用。许多多糖还
糖类 --多糖
3.4.1 肽 聚 糖
基本结构单位:二糖四肽. 二糖:NAG 和 NAM ( β 1-4 ),都是单糖的衍
生物。
四肽:4个氨基酸连接成的短肽
多个二糖四肽聚合成肽聚糖,每 2 个二糖四肽之 间由5个甘氨酸(Gly)连接起来。
NAG
N-乙酰D-葡糖胺
NAM N-乙酰胞壁酸
一切细菌和蓝藻的细胞壁都含有 肽聚糖。肽聚糖的作用是保护细菌
Blood O Antigen
蛋白聚糖
蛋白聚糖是一类特殊的糖蛋白,由一条或多条糖胺聚糖 和一个核心蛋白共价连接而成,蛋白聚糖除了含糖胺聚糖链
以外,还有一些N-或O-连接的寡糖链。
与糖蛋白相比,蛋白聚糖中按重量计算糖的比例高于 蛋白质,糖含量可达95%或更高,糖部分主要是不分支的糖 胺聚糖链,典型的每条约含80个单糖残基,通常无唾液酸。 蛋白聚糖不仅分布在细胞外基质,也存在于细胞表面以及细
2、同多糖 2.1淀粉 Starch
存在广泛,是植物贮存的养料,是人类食物中的主要营养物
质,存在于谷 类、根、茎和某些植物种子以及干果中。
天然淀粉为颗粒状,直链淀粉和支链淀粉。 直链淀粉,溶解于水;支链淀粉,不溶解于水。 制造麦芽糖、葡萄糖、酿酒的原料,纺织工业的浆纱。
2、同多糖
大多数天然淀粉所含的直链淀粉和支链淀粉的
比例为(10%-20%):(80%-90%)。某些谷 物如糯米几乎只含支链淀粉,而皱缩豌豆中直链 淀粉的含量高达 98%。 支链淀粉和支链淀粉在物理和化学性质上各 有差异。
公共营养师四级考点:多糖
公共营养师四级考点:多糖
导语:多糖是什么?其特性与单糖、双糖及低聚糖等有很大的差异吗?下面我们一起来看看具体的内容吧。
多糖是由≥10个单糖分子聚合而成的大分子化合物。其特性与单糖、双糖及低聚糖等有很大的差异。多糖类一般不溶于水,无甜味,不能形成结晶,无还原性。其中,最具代表性的有淀粉、糖原及膳食纤维等。通常,多糖可分为淀粉和非淀粉多糖二大类。
⑴淀粉类:包括植物淀粉和糖原。淀粉大量存在于植物种籽、根茎及部分干果中,是植物体贮存能量的形式。淀粉水解后中间产物为糊精,然后变为麦芽糖,最终产物为葡萄糖。糊精是淀粉的部分水解物,分子大小约为淀粉的1/5,它的甜度低于葡萄糖。其中,因聚合方式不同又分为和支链淀粉兩种。
①直链淀粉(糖淀粉):由几十至几百个葡萄糖分子残基相连成一直链。在天然食品中的含量为19%~35%,且有粘性小、甜度低、易消化等特点;
②支链淀粉(胶淀粉):一般由几千个葡萄糖分子残基组成。其空间形式呈树冠状,有许多分枝,结构较直链淀粉复杂。在植物淀粉中的含量较高,一般为65%~81%,并具有粘性大、甜度大、不易消化等特点。在谷物类中糯米的支链淀粉含量高达98 % ~100 %;粳米中直链淀粉的含量约为16%~24 % ,平均21%;籼米中所含的直链淀粉约为16%~32%,平均26 %。
糖原(多聚D-葡萄糖)又称为动物淀粉,是人和动物体内糖类的贮存形式。糖原的结构与支链淀粉相似,但分子更大。糖原广泛分布于动物体内的所有组织,但肝脏和肌肉中的含量较高。其在相应酶的作用下可被分解为葡萄糖,故人体可以利用肝糖原快速分解以平衡血糖浓度。同时,肝脏又可将多余的血糖转变成肝糖原贮存,以降低血糖,故肝糖原转化成葡萄糖可作为人体任何组织细胞的.能源。
多糖
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8多糖
多糖
教学目标: 学习多糖的分类、结构特征;掌握淀粉、纤维素的结构特点;了解壳聚糖的结构性能与应用。
教学重点:淀粉的结构。
教学安排: N
>N8;30min
7—
多糖是由很多个单糖分子缩合而成的高聚物。自然界中的植物、动物及微生物体内都含有多糖。同低聚糖一样,多糖是由单糖通过糖苷键连接起来的,从多糖的形状上看,可分为直链和支链两种,而且多糖链中由于糖苷键的类型不同可有不同的空间结构;如直链多糖的α(1->4)-葡聚糖和
β(1->3)-葡聚糖具有空心螺旋构象,而β(1->4)-葡聚糖和α(1->3)-葡聚糖具有锯齿形带状构象。由一种单糖构成的多糖叫纯多糖,由二种以上单糖构成的多糖叫杂多糖
一、多糖的结构
1.直链多糖
直链淀粉是由200—300 个α(1->4)-葡萄糖以糖苷键相连形成的链状缩聚物;其基本结构单位是“麦芽糖基” 。
纤维素是由上千个(平均含有3000 个)葡萄糖以β(1->4)-糖苷键相连结形成的链状缩聚物;其基本结构单位是“纤维二糖基”。
2.支链多糖
直链多糖的结构特点一般用二糖结构作为重复单位就可表示出来,支链多糖则可以看成由许多直链多糖相互连接而呈分支状。支链淀粉是一种支链多糖,其相对分子量比直链淀粉的大。有的支链多糖分子量可高达600 万,其中可有50 个以上支链,而且每个支链是由17—30 个数目不等的葡萄糖基构成的。在支链淀粉中,主链和支链都是由α(1->4)-糖苷键连接起来的;在分支点上,是主
链(直链)上的一个葡萄糖基 6 位上的羟基与支链上一个葡萄糖苷羟基形成糖苷键,因此构成分支。在分支点上的葡萄糖基的1,4,6 三个羟基都参与了糖苷键的形成。
第一二节 糖类概述和单糖
第一节糖类概述
一、糖的概念
糖类物质是多羟基(2个或以上)的醛类或酮类化合物,以及它们的衍生物或聚合物。
据此可分为醛糖和酮糖。还可根据碳层子数分为:丙糖,丁糖,戊糖、己糖。最简单的糖类就是丙糖。
由于绝大多数的糖类化合物都可以用通式Cn (H2O)n表示,所以过去人们一直认为糖类是碳与水的化合物,称为碳水化合物。现在已经这种称呼并恰当,只是沿用已久,仍有许多人称之为碳水化合物。
二、糖的种类
根据糖的结构单元数目多少分为:
(1) 单糖:不能被水解成更小分子的糖。
(2) 寡糖: 2-6个单糖分子脱水缩合而成,以双糖最为普遍,意义也较大。
(3) 多糖:
同多糖:水解后只产生一种单糖或单糖衍生物的多糖,如淀粉、糖原等。
杂多糖:指水解后产生一种以上单糖的多糖,如透明质酸、半纤维素。
(4)结合糖:指糖和非糖物质共价结合而成的复合物。如糖蛋白,脂多糖。
(5)糖的衍生物:糖醇、糖酸、糖胺、糖苷。
三、糖类的生物学功能
(1)提供能量。植物的淀粉和动物的糖原都是能量的储存形式。
(2)物质代谢的碳骨架,为蛋白质、核酸、脂类的合成提供碳骨架。
(3)细胞的骨架。纤维素、半纤维素、木质素是植物细胞壁的主要成分,肽聚糖是细胞壁的主要成分。
(4)细胞间表面的糖类物质作为细胞识别的信息分子参与细胞间的通讯和信号传导。
第二节单糖的种类、结构和性质
一、单糖的结构
1、单糖的链状结构
普通的单糖分子的骨架是无分支的碳链(即单糖具有链状结构),所有碳原子以单链链接。
葡萄糖具存在直链结构。
2、单糖的D-构型和L-构型
构型是指一个有机分子中不对称的碳原子(即手性碳)上的四个不同的原子或基团在空间上特有的排列。
多糖的概述及其应用
目录
1. 透明质酸 (3)
1.1. 透明质酸概述 (3)
1.2. 玻尿酸的制备: (3)
1.3. 玻尿酸主要有三种功能: (4)
2. 可得然胶 (5)
2.1. 概述 (5)
泰兴东圣生物生产可得然胶样品 (6)
2.2. 分子结构: (7)
可得然胶分子结构 (7)
2.3. 可得然胶凝胶的性质: (7)
2.4. 可得然胶发展 (10)
3. 结冷胶 (11)
3.1. 概述 (11)
3.2. 结冷胶的典型食品应用: (12)
3.2.1. 主要食品领域典型产品: (12)
3.2.2. 结冷胶在悬浮饮料上的应用: (13)
3.2.3. 结冷胶在果冻上的应用: (13)
3.2.4. 结冷胶在制作蚂蚁工坊中的优势: (13)
3.2.5. 结冷胶在制作胶囊中的优势: (14)
1. 结冷胶是天然材料,符合市场发展潮流 (14)
2.结冷胶具有抗微生物作用特性 (14)
3. 结冷胶具有良好的稳定性 (14)
3.2.6. 结冷胶在制作固体空气清新剂中的优势: (15)
3.2.7. 结冷胶在培养基上的应用: (16)
4. 黄原胶 (16)
5. 果胶 (22)
多糖的概述及应用
糖类是自然界中广泛分布的一类重要的有机化合物。人体血液中的葡萄糖,日常食用的蔗糖、食品中的淀粉、植物中的纤维素等均属糖类。糖类在生命活动过程中起着重要的作用,是一切生命体维持生命活动所需能量的主要来源。植物中最重要的糖是淀粉和纤维素,动物细胞中最重要的多糖是糖原。糖类化合物是人类或动植物三大能源脂肪,蛋白质,糖类化合物来源之一。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,一般由碳、氢与氧三种元素所组成。糖类的另一个名称“碳水化合物”。其由来是生物化学家在先前发现的某些糖类的分子式可写成Cn(H2O)m。故认为糖类是碳和水的化合物。但是后来的发现
多糖是什么?
多糖是什么?
多糖是一类由多个单糖分子通过糖苷键连接而成的化合物。它们主要
存在于生物体中,具有重要的生理功能和学术研究价值。下面,我们
将为您详细介绍多糖的定义、构成、分类以及生物学功能等方面。
一、多糖的定义
多糖是由多种单糖分子通过糖苷键连接而成的高分子化合物。这种连
接形成了糖链,使得多糖具有特定的结构和性质。多糖在化学结构上
多样性,常见的有淀粉、纤维素、果胶等。它们在生物体内广泛存在,并发挥着重要的生理功能。
二、多糖的构成
多糖由若干个单糖分子通过糖苷键连接而成。单糖是最简单的糖类,
常见的有葡萄糖、果糖、半乳糖等。它们通过连接形成不同长度的糖链,从而构成不同类型的多糖。例如,淀粉由α-葡萄糖通过α-1,4-糖苷键和α-1,6-糖苷键连接而成;纤维素则由β-葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连
接而成。
三、多糖的分类
根据构成多糖的单糖种类和连接方式的不同,多糖可以被分为多种类型。常见的分类包括:
1. 多糖按照构成单糖种类的不同,可分为单一单糖组成和多种单糖组
成两大类。前者如淀粉、纤维素,后者如果胶、木聚糖。
2. 多糖按照连接方式的不同,可分为直链多糖和支链多糖两大类。葡
萄糖聚合物淀粉和纤维素为直链多糖,而由葡萄糖、木糖等单糖通过
α-1,6-糖苷键连接而成的多糖为支链多糖。
四、多糖的生物学功能
多糖在生物体内具有多种重要的生理功能,如能量储存、结构支持、
信息传递、免疫调节等。具体来说:
1. 能量储存:淀粉是植物体内主要的能量储存形式,而动物体内主要
是糖原。它们在需要时可以被分解为单糖,供给生物体进行能量代谢。
多糖前言
多糖的分离纯化
生物工程
万阳芳
什么是多糖
多糖:由单糖缩合而成的链状结构物质。
真菌多糖:猪苓多糖、猴头菌多糖、银耳多糖、香菇多糖等;植物多糖:黄芪多糖、人参多糖、海藻多糖等;
动物多糖:肝素、硫酸软骨素、透明质酸、壳聚糖等;
生物功能:结构多糖、贮能多糖等;
一种酸性杂多糖,水解后
其组成中有木糖、甘露糖、
岩藻糖、葡萄糖和葡萄糖
醛酸等。有改善机体免疫
功能及提升白细胞的作用。
香菇多糖
具有分支的β—(1—3)—D—葡聚糖,主链由β—(1—3)—连接的葡萄糖基组成,沿主链随机分布着由β—(1—6)连接的葡萄糖基,呈梳状结构。其生物活性如下:
1.抗肿瘤活性;
2.免疫调节;
3.抗病毒活性;
4.抗感染作用。
多糖的结构与组成
多糖为单糖组成的天然高分子化合物,约三百种。在水里不能形成真溶液,只能形成胶体溶液。
1.多糖的结构
多糖的结构与低聚糖相似,都是单糖通过糖苷键组成。
因单糖存在方式多:D-、L-型;环状(五元、六元环);α-、β-式,以最稳定方式存在。天然多糖有一定重复规律性。
例:纤维素是由D-葡萄糖经由β-1,4-糖苷键联结而成的直链分子,这种结构在整个分子中重复。其它复杂多糖也有一定的重复规律性。
D系单糖、L系单糖
所谓单糖的构型是指分子中离羰基碳最远的的那个手性碳原子的构型。它们以甘油醛C2-OH相比较确定的。羟基在右侧为D-型,左侧为L-型。
2.多糖的组成
组成多糖的单糖和糖醛酸有以下几种:
(1)己糖:主要有D-葡萄糖,D-甘露糖,D-果糖,D-半乳糖。少数为L-半乳糖,D-艾杜糖,L-阿卓糖。
(2)戊糖:最重要的是D-木糖。
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 glucomannan
3.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
多糖知识点总结
多糖知识点总结
一、多糖的分类
1. 按来源分:
(1)植物多糖:包括淀粉、纤维素、果胶、木质素等。
(2)动物多糖:包括明胶、软骨素、甲壳质等。
(3)微生物多糖:包括藻多糖、菌多糖等。
2. 按结构分:
(1)同类多糖:由同一种单糖组成,如葡萄糖多聚糖、果糖多聚糖等。
(2)异类多糖:由两种或两种以上的不同单糖组成,如半乳糖胶、酸性多糖等。
3. 按性质分:
(1)水溶性多糖:易溶于水,如明胶、果胶等。
(2)不溶性多糖:不溶于水,如纤维素、壳聚糖等。
4. 按功能分:
(1)食品多糖:如果胶、明胶等,用作增稠剂、凝胶剂等。
(2)医药多糖:如葡聚糖、甲壳质等,具有免疫调节、抗肿瘤、抗衰老等功能。
(3)工业多糖:如纤维素、木质素等,用作造纸、纺织、生物燃料等领域。
二、多糖的生物功能
1. 免疫调节作用
多糖可以促进机体免疫功能,增强机体抵抗疾病的能力。它可以通过刺激白细胞生成和活化,增加巨噬细胞的吞噬功能,增强T、B淋巴细胞的活性,提高抗体产生等方式,调节机体免疫系统的功能。
2. 抗肿瘤作用
多糖可以直接抑制肿瘤细胞的生长,诱导肿瘤细胞凋亡,抑制肿瘤的扩散和转移,还可以起到增强机体免疫功能的作用,提高机体自身抵抗肿瘤的能力。
3. 抗氧化作用
多糖具有很强的抗氧化作用,可以清除体内自由基,减少氧化损伤,延缓衰老,保护脑细胞、心血管系统等组织器官的功能。
4. 促进消化吸收
一些水溶性多糖如果胶、半乳糖胶等可以在胃肠道内形成凝胶,增加食物在肠道内的停留时间,促进食物的消化和吸收,还可以减缓血糖的升高,降低血脂,对糖尿病、高血脂
多糖
4.糖元和淀粉完全水解后的产物分别是
A.葡萄糖 C.核糖 葡萄糖 葡萄糖 B.葡萄糖 D.乳糖 果糖 果糖
5.下列有关多糖的叙述中哪一项是不可能的
A.它们是生物的主要能源物质 B.它们是植物细胞壁的主要成分 C.它们是遗传信息的载体 D.它们的分子质量大
淀粉水解示意图
分布:植物粮食作物的种子、变态茎或根等储藏 器官、一些植物果实中
为什么要严格限制糖尿病人的甜味食品以 及米饭、馒头等主食?
米饭、馒头含有的淀粉经消化分解后 生成的是葡萄糖。
淀粉
(多糖)
麦芽糖
(二糖)
葡萄糖
(单糖)
肝糖原:分布在动物的肝脏中 储存能量、调节血糖
肌糖原:分布在动物的肌肉组织中 储存能量
在人体和动物体内很难 被消化 ,不溶于水,主 要分布在植物细胞中, 细胞壁主要成分,不储 存能量
Fra Baidu bibliotek
☆生物的主要能源物质
☆储存能量 ☆细胞壁的主要成分
多糖:由多个单糖脱水缩合而成
种类 分布 功能
多糖
植 物 细 胞
淀粉 纤维素 肝糖原
植物粮食作物的种子、 变态茎或根等储藏器 官、一些植物果实中
植物体内 储能物质 植物细胞壁 主要成分 储存能量 调节血糖 储存能量
• 1、多糖的化学元素组成?
• 2、多糖的种类、分布和功能?
第一讲 多糖概述
第一讲多糖概述
多糖(Polysaccharides)是自然界含量最丰富的物质之一,广泛存在于动物细胞膜、植物和微生物细胞壁中,是与人类生活紧密相关的一类生物大分子,对维持生命活动起着重要的作用。
一、多糖的研究历程
核酸、蛋白质和多糖并称为生命三大物质。
核酸、蛋白质研究进程显著快于多糖。(说明原因)
1.生物体内糖的研究历程:
19世纪:认为多糖是能量物质,主要研究多糖的代谢与转化途径;
20世纪:认为多糖是机体的结构物质,主要研究细胞外的基质成分;
21世纪:认为多糖是机体的信息物质,主要研究细胞的信号转导。
2.国内外的研究现状及研究计划
美国:1986年,“糖库计划”;
2001年,“功能糖组学研究计划”,研究蛋白质/糖链—细胞通讯。
日本:1991年,“糖工程前沿计划”;
2002年,“糖链功能1000”计划,研究糖链功能/糖类药物。
欧盟:1994年“欧洲糖类研究开发网络”;
“欧盟第四、五、六框架”,研究糖链结构与功能。
中国:跟踪性研究和探索生研究;
急需国家重大科技计划支持。
作为三种生物大分子之一,糖类的研究工作和蛋白质、核酸的研究工作相比,在我国还是一个薄弱环节。现在国际上多糖研究以日本、美国、德国、加拿大处于领先地位,我国多糖的研究起步较晚,经过一个相对寂静的时期之后,自80年代各地的研究如雨后春笋般掀起。
3.糖链与生理病理的关系
(1)与生理、病理的关系
在正常生命过程中,多糖参与细胞分化、胚胎发育和免疫应答;
在病理过程中,多糖参与癌变、感染过程。
(2)在分子内及分子间的作用
分子内:影响蛋白质的折叠、半衰期,并对蛋白质有监护作用。
多糖课件
纤维素的用途 : 纤维素常用于制造纤维素硝酸酯、 纤维素乙酸酯、粘胶纤维和造纸等等。 (1)制造纤维素硝酸酯 纤维素硝酸酯俗名硝酸纤维,是由棉花 (成分是纤维素)跟浓硝酸、浓硫酸的 混和物在一定条件下反应制得的。
〔实验〕把5毫升浓硝酸(密度1.4克/厘米 3 )和10毫升浓硫酸(密度1.84克/厘米 3 )先 后加入烧杯里,配好混和液。放入一小块棉花, 浸8—10分钟,然后取出洗净,晾干。把晾干的 纤维素硝酸酯和一小块棉花同时点燃,比较它 们的燃烧现象。 可以看出纤维素硝酸酯的燃烧比棉花快得 多。生成纤维素硝酸酯的反应表示如下:
胶棉也易于燃烧,但并不爆炸, 胶棉也易于燃烧,但并不爆炸,胶 棉用于制喷漆和塑料(如赛璐珞)。 棉用于制喷漆和塑料(如赛璐珞)。 胶棉的乙醇一乙醚溶液俗名珂珞酊, 胶棉的乙醇一乙醚溶液俗名珂珞酊, 用于封瓶口等。 用于封瓶口等。 (2)制造纤维素乙酸酯 纤维素乙酸酯俗名醋酸纤维素, 纤维素乙酸酯俗名醋酸纤维素,是 由棉花跟乙酸-乙酸酐[( [(CH O]的 由棉花跟乙酸-乙酸酐[(CH3CO)2O]的 混合物在一定条件下反应制得的。 混合物在一定条件下反应制得的。
纤维素的性质: 纤维素的性质: 纤维素是白色 无臭、无味的物质 白色、 的物质, 纤维素是白色、无臭、无味的物质, 不溶于水,也不溶于一般的有机溶剂。 不溶于水,也不溶于一般的有机溶剂。 跟淀粉一样,纤维素不显示还原性。 跟淀粉一样,纤维素不显示还原性。 纤维素可以发生水解,但较淀粉困难。 纤维素可以发生水解,但较淀粉困难。纤 维素在稀酸和一定压强下长时间加热可发 生水解,水解的最后产物是葡萄糖。 生水解,水解的最后产物是葡萄糖。
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第一讲多糖概述
多糖(Polysaccharides)是自然界含量最丰富的物质之一,广泛存在于动物细胞膜、植物和微生物细胞壁中,是与人类生活紧密相关的一类生物大分子,对维持生命活动起着重要的作用。
一、多糖的研究历程
核酸、蛋白质和多糖并称为生命三大物质。
核酸、蛋白质研究进程显著快于多糖。(说明原因)
1.生物体内糖的研究历程:
19世纪:认为多糖是能量物质,主要研究多糖的代谢与转化途径;
20世纪:认为多糖是机体的结构物质,主要研究细胞外的基质成分;
21世纪:认为多糖是机体的信息物质,主要研究细胞的信号转导。
2.国内外的研究现状及研究计划
美国:1986年,“糖库计划”;
2001年,“功能糖组学研究计划”,研究蛋白质/糖链—细胞通讯。
日本:1991年,“糖工程前沿计划”;
2002年,“糖链功能1000”计划,研究糖链功能/糖类药物。
欧盟:1994年“欧洲糖类研究开发网络”;
“欧盟第四、五、六框架”,研究糖链结构与功能。
中国:跟踪性研究和探索生研究;
急需国家重大科技计划支持。
作为三种生物大分子之一,糖类的研究工作和蛋白质、核酸的研究工作相比,在我国还是一个薄弱环节。现在国际上多糖研究以日本、美国、德国、加拿大处于领先地位,我国多糖的研究起步较晚,经过一个相对寂静的时期之后,自80年代各地的研究如雨后春笋般掀起。
3.糖链与生理病理的关系
(1)与生理、病理的关系
在正常生命过程中,多糖参与细胞分化、胚胎发育和免疫应答;
在病理过程中,多糖参与癌变、感染过程。
(2)在分子内及分子间的作用
分子内:影响蛋白质的折叠、半衰期,并对蛋白质有监护作用。
分子间:具有细胞识别、抗原性和信号转导作用。
二、多糖分类
1.根据组成单糖的类别,多糖可分为:
(1)均聚多糖(homopolysaccharides):指由同一种单糖组成,如淀粉(starch)、纤维素(cellulose)。
(2)杂多糖(heteropolysaccharides):杂多糖则是由多种单糖组成,如树胶(gums)、粘胶多糖(mucillages)、果胶(pectins)、半纤维素(hemicelluloses)等。
(3)糖缀合物(glycoconjugates ):糖缀合物是指多糖与其它非糖部分如蛋白质、肽、脂类以及核酸等结合形成(glycoconjugates)。
糖缀合物的研究在近30年才渐渐热起来,随着生物和生化技术的发展,一些卓有成效的新技术如高效液相色谱(HPLC)、核磁共振(NMR)、质谱(MS)、放射免疫、定点突变等的应用,大量糖缀合物的结构与功能不断地被揭示和认识。目前从天然产物中提取分离出来的已达300多种。2.按来源不同,可分为五大类:
真菌多糖高等植物多糖
藻类地衣多糖动物多糖
细菌多糖
三、多糖的结构
多糖是由多个相同或不同的单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物,自然界分布很广,植物的纤维素、半纤维素、树胶、粘胶、果胶、淀粉,动物的糖原、甲壳质、粘性物质等都是多糖或由多糖组成的。对多糖的结构研究虽远不及蛋白质及核酸,其结构分类与蛋白质的结构含义基本相同,也可分为一级结构与高级结构。而高级结构又可分为二级、三级及四级结构。
1.多糖的一级结构
一级结构主要是由单糖基的构型(L或D)、异头物的构型(α或β)、糖基环化方式(五元环或六元环)、有无分支、糖基上多个羟基是否被取代(如氨基、硫酸基、磷酸基、酰基等取代)、相
邻单糖基相连糖苷键的的位置(1→2,1→3,1→4)、单糖基相邻的顺序等因素组成。
2.多糖的高级结构
多糖的高级结构(即构象)决定于其一级结构,其结构层次可分为二级、三级、四级结构。
(1)二级结构
多糖的二级结构通常指多糖的骨架的形状,即多糖骨架链内以氢键结合所形成的各种聚合体。二级结构一般只关系到多糖分子的主链构象,不涉及侧链的空间排布。例如纤维素分子是锯齿形带状,直链淀粉是空心螺旋状。在多糖链中,糖环的几何形状几乎是硬性的,各个单糖残基绕糖苷键旋转而相对定位,可决定多糖的整体构象。
(2)三级结构
多糖链一级结构的重复顺序,由于糖单位的羟基、羧基、氨基以及硫酸基之间的非共价相互作用,导致在二级结构的基础上进一步卷曲或折叠,或者是两链双螺旋排列关系而形成的一定构象即多糖的三级结构。
(3)四级结构
多糖的四级结构是相同或不同多糖链的协同结合而形成的聚集体,也即亚单位现象。多糖的内部基团有相互作用,因其不同氢键的形成而构成特定的高级结构。
四、多糖的生物活性
多糖的生物学功能是多种多样的,除众所周知的多糖在生物体内有的是贮存物质、有的是结构支持物、有的有水合机械保护作用等等外,随着对糖类在生命现象中重要性的不断认识,发现生物多糖可以携带巨大的信息量,而成为参与生命现象中形形色色识别作用的基础。不论是生物体作为通讯识别的信息分子还是细胞间的识别无不与糖链有关。
近年来,大量研究表明多糖具有免疫调节、降血糖、降血脂、抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、抗衰老、抗凝血、抗溃疡、防辐射等多种生物学功能。
1.多糖的免疫活性免疫包括:器官免疫、细胞免疫和体液免疫。
多糖类是一种非特异性免疫增强剂,它因具有提高机体的免疫功能,对正常细胞没有毒副作用,而且药物质量容易用化学手段控制等优点,已成为当今新药发展方向之一。
研究结果表明,多糖主要是通过激活T细胞、B细胞、活化补体巨噬细胞(Mj)、自然杀伤细胞(NK)、细胞毒T细胞(CTL)、淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK)等免疫细胞,促进细胞因子生成,活化补体等途径对免疫系统发挥多方面的调节作用。2.多糖的抗氧化作用
肿瘤的发生、辐射致癌、心脑血管疾病、器官的缺血再灌流、药物中毒、人体衰老等过程都涉及到自由基和活性氧。已有许多研究指出,自由基和活性氧是细胞癌变的原始引发机制。
活性氧包括超氧阴离子(O2·-)、羟基自由基(·OH)、多种有机氧自由基、单线态氧(O1)、无机和有机过氧化物(ROO·)等,它们有很强的生物活性。
研究表明,多糖具有抗氧化性,且多糖的抗氧化活性与其分子中所含酸性基团有关,并与它与否与其它大分子形成缀合物有关。3.多糖的抗肿瘤作用
多糖是一种免疫增强剂,免疫调节是目前公认的多糖抗肿瘤作用产主要机制之一。
多糖是生物反应调节剂的重要组成部分,能激活免疫细胞,诱导多种细胞因子和细胞因子受体