生物化学第一章糖剖析
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
生物化学糖类
总体性质与多 糖更为接近。
糖胺聚糖链长 而不分支,呈 现重复双糖系 列结构
1、 蛋白聚糖中的糖肽键
① O-糖肽键:D-木糖与Ser羟基之间形成的;
② O-糖肽键:N-乙酰半乳糖胺与Thr或Ser羟基之间形成 的。
③ N-糖肽键:N-乙酰葡萄糖胺与Asn之间形成的
4、 纤维二糖(cellobiose)
结构:两分子-葡萄糖 -(1,4)糖苷键
纤维二糖[葡萄糖-(1,4)-葡萄糖苷] 性质:① 具有变旋现象 ② 具有还原性 ③
能成脎
5、 海藻糖
两分子α-D-Glc,在C1上的两个半缩醛羟基之间脱水,由 α-1.1糖苷键构成。
第四节
多糖
一、 均一性多糖 1、 淀粉
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 直链淀粉:长而紧密的螺旋管形。遇碘显兰色
图7.30 直链淀粉
② 支链淀粉:不能形成螺旋管,遇碘显紫色。
2、 糖元
每隔4个葡萄糖残基便有一个分支 含有大量的非原性端,可以被迅速动员水解。 遇碘显红褐色。
3、 纤维素
-D-葡萄糖分子以-(1-4)糖苷键相连而成直链。
图7.33
5、 几丁质(壳多糖):
2、 糖白聚糖的生物学功能
主要存在于软骨、键等结缔组织和各种腺体分泌的粘液 中,
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。
生物化学课件 第1章 糖类化合物11
糖的命名与分类
1. 单糖:根据碳原子的数目,可将单糖分为丙糖、丁糖、
戊糖、己糖和庚糖等。
(1)、丙糖:丙糖主要是甘油醛和二羟丙酮,它们的
3-磷酸酯是糖代谢中最重要的中间体。 (2)、丁糖:主要是D-赤藓糖及D-赤藓酮糖。
P22
(3)、戊糖:主要是D-木糖和D-核糖及L-阿拉伯糖
(4)、已糖:自然界重要的已醛糖有D-葡萄糖、D-半乳
糖、D-甘露糖。重要的已酮糖有D-果糖和L-山梨糖
(5)、庚糖和辛糖:D-景天庚酮糖
糖的分类(2)
2、寡糖 (oligose):
oligo来自希腊文,意为少。可以被水解的,产生少数的 几个单糖的聚合物,一般含有2-10个单糖分子,单糖之间以 糖苷键连接。最常见的是双糖,
如: 麦芽糖(maltose),乳糖(lactose),蔗糖(sucrose)。大部 分单糖和寡糖都是结晶状化合物,溶于水,并有甜味。
3、多糖 (polysaccharide):
多糖也是单糖的聚合物,有很长的链,其结构为线型或分 支型。按照它们的结构可分为两大类
糖的分类(3)
a、均一多糖(同多糖):一种单糖聚合而成。 如 淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质
b、非均一多糖(杂多糖):两种单糖或两种以上的单糖。 如透明质酸,半纤维素等。
Cyclization reactions for hexoses
D-葡萄糖在水溶 液中主要以吡喃糖 存在,呋喃糖次之。
D-果糖在水溶 液中主要以呋喃糖 存在,吡喃糖次之。
复习思考题:
• 1、葡萄糖有链状和环状结构是根据什么事实提出的? • 2、在糖的化学中D、L、α、β、(+)、(-)
各表示什么?
环状半缩醛的形成
生物化学简明教程ppt 第一章糖类
2、寡糖(Oligosaccharide):是由2~20 个分子单糖缩合而成。 • • • • • 双糖(Olisaccharide) 三糖(Trisaccharide)
蔗糖 棉籽糖 麦芽糖
四糖(Tetrasaccharide)水苏糖 五糖(Pentasaccharide) 六糖(Hexasaccharide)
3、多糖(Polysaccharide):聚合度>20
个单糖分子。
• 同多糖(Homopolysaccharide)(均一多糖)
• • • 水解时只产生一种单糖或单糖衍生物。 水解时产生一种以上的单糖或单糖衍生物。 糖类与脂类、蛋白质等生物分子形成的共 价化合物。如糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂。 • 杂多糖(Heteropolysaccharide): • 复合糖(Glycoconjugate):
• 1 元素组成 • C、H、O • 2 化学本质 • 多羟基醛(或酮) • 定义:糖类是多羟基醛或多羟基 酮,或其衍生物,或水解时能产生 这些化合物的物质。
四、糖的分类与命名
1、单糖(Monosaccharide):不能 被水解成更小分子的糖类。
*单糖按基团分: 醛糖(Aldose)
酮糖(Ketose)
(一)N-连接糖蛋白:糖蛋白的糖链与蛋白
部分的Asn-X-Ser序列的天氡酰胺氮以共价键连 接称N-连接糖蛋白。
(二)O-连接糖蛋白:糖蛋白糖链与蛋白部
分的丝/苏氨酸残基的羟基相连,称为O-连接糖 蛋白。
N-连接: •连接方式 O-连接:
连接方式和多样性
三、糖蛋白寡糖链的功能
1. 对糖蛋白新生肽链的影响
液淀粉酶的催化作用,一部分开始水解,生 成葡萄糖。
★ 小肠---在胰脏淀粉酶的作用下,继续
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--糖代谢
COO-
C
O~ P
H2 O
CH2
烯醇化酶
磷酸烯醇式丙酮酸
(10)磷酸烯醇式丙酮酸旳磷酸转移
COO-
ADP ATP
C
O~ P
CH2
丙酮酸激酶
磷酸烯醇式丙酮酸
COO-
CO
CH
3
丙酮酸
2. 丙酮酸转变为乳酸
COOH NADH+H + NAD +
CO
CH
3
乳酸脱氢酶
丙酮酸
COOH
CHOH
CH
H2O
延胡索酸酶
COO-
HOCH
CH2 COO-
延胡索酸
苹果酸
反应8:苹果酸氧化生成草酰乙酸
乙酰-CoA H2O
草酰乙酸
苹果酸脱氢酶 (氧化)
苹果酸
NADH
柠檬酸合成酶 (缩合)
柠檬酸
顺乌头酸酶(脱水)
H2O
顺乌头酸
H2O
顺乌头酸酶
(水化)
异柠檬酸
H2O
延胡索酸酶
(加水)
延胡索酸
FADH2
NADH
非糖物质
血糖 肝、肌肉 合成糖原
(3.89~6.11mmol/L) 转变为
[血糖]> 8.9mmol/L
非糖物质
转变成其他 糖及衍生物
尿糖
血糖水平旳调整
正常情况,来路去路,维持动态平衡 1.肝脏调整 [血糖]正常水平,肝糖元Glc,[Glc]
糖异生作用加强 [血糖]正常水平,Glc肝糖元,[Glc]
糖异生作用减弱 2.肾脏调整
肾 糖 阈 : 肾 脏 所 能 保 持 旳 最 高 [Glc] 在 160180mg/dl,
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。
2013年生物化学辅导班讲义第一章糖类
如果你有问题可以发邮件到wopop123@我们免费给你答疑第一章糖类一、本章结构简图第一节概述糖类物质是多羟基(2个或以上)的醛类(aldehyde)或酮类(Ketone)化合物,以及它们的衍生物或聚合物。
大多数糖类是由碳、氢、氧三种元素组成的,其分子通式以C n(H2O)n 表示。
但脱氧核糖、鼠李糖等糖类不符合通式,而甲醛、乙酸等虽符合这个通式但并不是糖。
一、糖类的分布和功能1. 分布:糖在生物界中分布很广,几乎所有的动物,植物,微生物体内都含有糖。
糖占植物干重的85-90%,微生物干重的10-30%,动物干重的2%。
植物体内含糖量最丰富,其次是节肢动物。
2. 生理功能:(1)结构成分:纤维素、半纤维素、木质素是植物细胞壁的主要成分,肽聚糖是细菌细胞壁的主要成分。
(2)主要能源物质:提供能量,植物淀粉和动物糖原都是能量的储存形式。
(3)物质代谢的碳骨架:生物体转变为其他物质。
(4)细胞识别信息分子:细胞间识别和生物分子间的识别,细胞膜表面糖蛋白寡糖链参与细胞间的识别。
一些细胞细胞膜表面含有糖分子或寡糖链,构成细胞天线,参与细胞通信。
构体为2n,组成对映体对2n/2b. 构型:分子中离羰基碳最远的C*(手性碳原子)的构型。
人体中的糖绝大多数是D-糖。
C CHOCH 2OHOH H D (+)-甘油醛C CH 2OHOHH C C CH 2OH H OHO HOH C H D (+)- 果糖C OH H C C CH 2OH H HO H OH C H CHO OH D (+)- 葡萄糖123456*******C OH H C C CH 2OH H HO H OH C H CHO C H C C CH 2OH H HO H OH C H CHO OH HO HO D (+)- 甘露糖D (-)- 半乳糖 c. 差向异构体(epimer):又称表异构体,是指仅一个手性碳原子构型不同的非对映异构体,D/L 型:相对构型,是相对与甘油醛对比得出的。
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
1_第一章 单糖生物化学
相同取向的异构体称α异头物,反之为β异头物 。
第20页Βιβλιοθήκη (三) 椅式和船式构象葡萄糖的构象(Conformation)
构象指一个分子中,不改变共价键结构 ,仅靠单键的旋转或键角的改变而改变分 子中基团在空间的排布位置,产生不同的 排列方式。根据X-射线晶体分析,葡萄糖 吡喃环与环己烷的椅式结构相似,-葡萄 糖的可能构象有2种椅式(A,B)和6种船 式,主要是A椅式。
其他糖的糖,一般单糖数不超过20个。
根据所含单糖的个数又分为:
二糖(disaccharides) 蔗糖、麦
芽糖、乳糖;
三糖(trisaccharides) 棉籽糖;
其他寡糖;
第 6页
多糖
多糖(polysaccharides)可水解为20个以上单糖的糖。 根据多糖中是否含有非糖物质分为
复合多糖(多糖复合物):糖蛋白、糖脂
第 7页
第二节 单糖
一、 单糖的结构
(一) 链状结构
(二) 环状结构
(三) 椅式和船式构象
(四) 几种常见的单糖 二、 单糖的性质
第 8页
(一) 链状结构
1. 旋光异构
2. 葡萄糖的结构 3. 糖的构型(Configuration) 4. 糖的旋光性
第 9页
离羰基最远的不对称c上的oh方向判定糖的构型在右边的为d型第16页葡萄糖与甘露糖葡萄糖与半乳糖两两之间除一个不对称c分别是c上的oh位置有所不同外其余部分的结构完全相同这种仅有一个不对称c原子构型不同两镜像非对映体异构物称为差向异构体epimers
糖类化学 (Carbohydrate)
单糖
多糖
糖复合物
1.旋光异构
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*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 。
• 对映体 ——一个不对称碳原子的取代基在空间里的两种取 向是物体与镜像的关系,并且两者不能重叠。这两种旋光异构 体称为对映体。两个对映体具有程度相同但方向相反的旋光性 (D+与L-;D-与L+)和不同的生物活性,其他物理和化学性质 完全相同。含n个C*的化合物,其旋光异构体的数目是2n, 组成 2n /2对对映体。
L-甘油醛
D-甘油醛
D-型及L-型甘油醛,是两类彼此相似但并不等同的物质, 只要将它们重叠起来,即可证明它们并非等同而是互为 镜像,不能重叠,这两类化合物称为一对"对映体"。
3).旋光度:与浓度、旋光管长度(二者固定)有关。
4).差向异构体(epimers)
相同点: (1)全含六个碳原子 (2)五个-OH,一个CHO (3)四个不对称的碳原子 不同点: (1).基团排列有所不同 (2).除了一个不对称C原子不同外,其余结构部分相同
(二).化学性质:由醛基或酮基.醇基决定的
1. 由醛基或酮基产生的性质--单糖氧化还原. 成脎.异构化. (1)单糖的氧化(即单糖的还原性) (2)单糖的还原 (3)单糖的成脎作用 (4)单糖的异构化作用 2.由羟基(半缩醛羟基和醇性羟基)产生的性质 (1)成酯作用 (2)成苷作用 (3)脱水作用 (4)氨基化 (5)脱氧
5).葡萄糖的环状结构
(1).葡萄糖变旋现象: “+”-右旋(顺)右旋糖(G); 旋(逆),左旋糖(F) (2).葡萄糖的半缩醛形式
“-”-左
异头物:α:半缩醛羟基与C5 同向。 β:半缩 醛羟基与C5 异向。 (3).葡萄糖的环状结构
吡喃:天然的葡萄糖以六元环:即吡喃型最为 稳定:
呋喃:五元环糖。
同多糖
聚合度>10个, 如淀粉,糖原,纤维素等。
第二节:单糖的结构和性质
一、葡萄糖的化学组成与结构:
分子式:C6H12O6 其中C:H:O=40%:6.7%:53.3%。 分子 量:180。 1).结构式:
2).构型定义:以甘油醛为基准,将醛基写在上面,醇 羟基写在下面,如果反数第二个碳上羟基向右,则为D 型,反之为L型。
四.重要的单糖(掌握结构式): • 1.丙糖(C3):
D-甘油醛
3-磷酸甘油醛
• 2.丁糖(C4):
二羟基丙酮
D-赤藓糖
D-赤藓酮糖
重要的单糖(掌握结构式): 3 .戊糖(C5):
4)糖苷---α,β。天然糖苷为β。
5)特殊的配糖体---糖,形成双糖,三糖。
6)糖苷键:半缩醛羟基和醇羟基脱水形成糖苷键。
6.还原成醇:
羰基—氧化
D-G-------D-山梨醇
醇羟基
D-F------D-山梨醇 或 D-甘露醇
7. 生成糖脎:
(可用来鉴别糖):羰基+3-苯肼 糖脎 D-G+苯肼-----葡萄糖苯腙+水 葡萄糖苯腙+苯肼 葡萄糖酮苯腙
Seliwanoff反应:间苯二酚+HCl+(酮糖 红色
(鉴定酮与醛)
醛糖 浅色)
3.酯化反应: 2.与酸作用:。
5.生成糖苷: 葡萄糖 + 醇(酚的羟基) (的半缩醛羟基)
缩醛式衍生物
+HOCH3
糖苷
配糖体
1)糖苷(缩醛)
2)配糖体:与糖苷键作用的有机物:醇,酚,醛,固醇, 嘌呤,嘧啶等。
3) 半缩醛羟基(环状中才有):满足:A.旋光性,有变旋 现象。B.有α,β之分。 C.有还原性。
(2)强氧化剂(硝酸),醛基被氧化,伯醇 基被氧化成羧基,生成1,6-葡萄糖二酸。 (3)只有伯醇基被氧化――――糖醛酸。
溴水用来分离酮糖与醛糖。 强氧化剂―酮糖―二酸。
2.与酸作用:
浓HCl
戊糖
糠醛
浓HCl
CHO
O
己糖
羟甲基糠醛
Molish反应(应用这一反应来鉴定糖的存在): α-萘酚+糠醛(羟甲基糠醛) 紫色。
• 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。 •构象 由于绕单键旋转引起的组成原子的不同排列。
第一章:糖
一、糖类是地球上数量最多的 化合物
糖的用途: (1).作为生物体的能源,分解提供能量。 (2).充当生物体的结构物质。 (3).合成其它物质。
第一章
糖
概论 第一节 单糖 第二节 寡糖 第三节 多糖
结合糖 糖总结
复习:
基本概念
异构 旋光异构 不对称碳原子 对映体 构型 构象
异具有相同的分子式和结构式,但原子在空间的排布 不同,称之构型。
旋光异构:由于存在手性碳(不对称碳原子)而具有旋光 性