生物化学之 糖
生物化学糖名词解释
生物化学糖名词解释第一章糖1.单糖（monosaccharide）:不能被水解成更小分子的糖类。
2.寡糖（oligosaccharide）:水解生成2-19个单糖分子的糖类。
3.多糖（polysaccharide）:水解时产生20个以上单糖分子的糖类。
4.同多糖（homopolysaccharide）:水解时只产生一种单糖或单糖衍生物的糖类。
5.杂多糖（heteropolysaccharide）：水解时产生一种以上的单糖或/和单糖衍生物的糖类。
6.构型（configuration）:分子中由于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特定立体结构。
7.构象（conformation）：由于分子中的某个原子（基团）绕C-C单键旋转而形成的不同的暂时性的易变的空间结构形式。
8.旋光率（specific rotation）:单位浓度和单位长度下的旋光度。
9.对映体（diastereomer）: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关系，并且两者不能重叠的两种旋光异构体。
10.差向异构体（epimer）：又称表异构体，只有一个不对称碳原子上的基团排列方式不同的非对映异构体。
11.不对称碳原子（asymmetric carbon atom）:与四个不同的原子或原子基团共价连接并因而失去对称性的四面体碳。
12.变旋现象（mutarotation）:在溶液中，糖的链状结构和环状结构（α、β）之间可以相互转变，最后达到一个动态平衡，称为变旋现象。
13.异头物（anomer）:单糖由支链结构变成环状结构后，羰基碳原子成为新的差向异构化，这种羰基碳上形成的差向异构体称为异头手性中心，导致C1物。
14.异头碳（anomeric carbon）:在环状结构中，半缩醛碳原子称为异头碳。
15.糖苷（glycoside）：环状单糖的半缩醛（或半缩酮）羟基与另一化合物发生缩合形成的缩醛（或缩酮）称为糖苷。
《生物化学》——糖类概述
一、糖类的结构与功能
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)
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。
糖类的生物学意义：1.是一切生物体维持生命活 动所需能量的主要来源；2.是生物体合成其它化 合物的基本原料；2.充当结构性物质；4.糖链是 高密度的信息载体，是参与神经活动的基本物质； 5.糖类是细胞膜上受体分子的重要组成成分，是 细胞识别和信息传递等功能的参与者。
β-(1,4)糖苷键
N-乙酰-D-氨基葡萄糖
壳多糖（几丁质）
三、糖复合物
——是糖类的还原端和其他非糖组分以共价键结合 的 产物。 （一）糖蛋白与蛋白多糖
两种不同类型苷键： N-糖苷键（肽链上的天冬酰胺的氨基 与糖基上的半缩醛羟基形成）；O-糖苷键（肽链上的丝氨 酸或苏氨酸的羟基与糖基上的半缩醛羟基形成） 糖蛋白中寡糖链末端糖基组成的不同决定人体的血型。 O型：Fuc（岩藻糖） A型：Fuc和GNAc（乙酰氨基葡萄糖）
B型：Fuc和Gal（半乳糖）
（二）糖脂与脂多糖
——脂类与糖（或低聚糖）结合的一类复合糖。
1.甘油醇糖脂：甘油二酯与己糖（半乳糖、甘露糖 和脱氧葡萄糖）结合而成。 2.N-酰基神经醇糖脂：
R—NH OH
R′—O—CH2—CH—CH—CH=CH—C13H27
（R′为糖基或糖链基；R为脂肪酸链。）
（三）肽聚糖 肽聚糖也称黏肽或胞壁质。可看成是由一种基本结构单 位重复排列构成的（胞壁肽）其结构如下：
α-1,4-糖苷键
β-1,4-糖苷键
α-1,2-糖苷键
α-1,4-糖苷键
生物化学-糖类知识点
第一章糖类物质1. 糖的定义、功能及分类1)糖：由碳、氢、氧三种元素组成的碳水化合物；糖类是多羟基酮、多羟基醛及其聚合物和衍生物的总称。
2)生物学功能：①生物体的结构成分；②生物体内主要能源物质（氧化供能）；③可转化为其它物质；④细胞识别的信息分子（糖蛋白）。
3)糖蛋白：生物体内分布极广的复合糖；糖链起信息分子作用。
4)细胞识别：黏着、接触抑制、归巢行为，免疫保护、代谢调控、受精机制、形态发生、发育、癌变等衰老都与糖蛋白有关。
5)糖的分类：单糖、寡糖、多糖。
2. 单糖：不能再水解的糖，糖的基本单位。
易溶于水的无色晶体，具有旋光性，难溶于乙醇，不溶于乙醚。
※所有单糖都具有还原性。
1)根据含醛基或酮基：醛糖、酮糖；2)根据含碳数：三碳糖（丙）、四碳糖（丁）、五碳糖（戊）、六碳糖（己）等。
D型、L型单糖以甘油醛（最简单的醛糖）为基准：D型-甘油醛（羟基在碳骨架右侧）L型-甘油醛（羟基在碳骨架左侧）3)单糖分子内既有醛基又有酮基、羟基，条件允许即可发生可逆的亲核反应，形成半缩醛，最终形成一个环状化合物（五元环呋喃、六元环吡喃）。
4)信封式的构想最稳定。
5)环椅式、环船式的葡萄糖：β型比α型更稳定。
6)核糖、脱氧核糖都是戊醛糖，以五环呋喃糖形成存在。
7)果糖为己酮糖，以：①游离型的六环吡喃糖②结合型的五环呋喃糖。
8)半乳糖为己醛糖，成环方式与葡萄糖相同，但是C4位上的-OH不同。
9)Fischer投影式的碳链骨架：C1位置上的CHO与C5位置上的-OH形成缩醛反应成环状，使C1具有手性结构（不对称）。
C1上新生成的-OH为半缩醛羟基：左边的β-D-葡萄糖，右边的α-D-葡萄糖）。
10)Haworth透视式将糖环横写，缩略成环碳原子；朝向自己的键用粗线表示，碳键右边的基团写在环下方，碳键左边的基团写在环上方。
11)聚合反应：单糖→寡糖、多糖。
12)还原反应：单糖→糖醇；葡萄糖（醛基）→山梨醇（羧甲基生成）。
生物化学--糖类
一、定义：糖是自然界存在的很大一类有机化合物，由绿色植物经光合作用产生。
广义的糖可分为简单糖类和糖复合物。
前者包括单糖、寡糖和多糖；后者包括糖与蛋白质、脂类等共价形成的复合物。
糖类物质由C, H, O 三种元素组成，是一类含羟基(-OH)的醛类(-CHO)和酮类(=CO)化合物。
所以含醛基的糖称醛糖，含酮基的糖称酮糖。
通式：Cn(H2O)n:例外：脱氧糖，甲醛(CH2O) ，乙酸(C2H4O2) ，乳酸(C3H6O3)等二、功能：糖类广泛分布在动植物体中，具有以下几方面的功能：1）是机体的结构物质，如植物的细胞壁，树木的木质部等2）是机体的主要能源物质，如1克葡萄糖经彻底氧化可释放16.74 KJ的能量3）信号分子，参与分子和细胞识别、细胞粘附、糖复合物的定位和代谢等4) 重要的中间代谢产物，为其他生物分子提供碳骨架三、分类：糖根据它的水解产物分为三类：1）单糖－不能再水解成更小分子的糖，单糖可根据分子中含碳原子的数目分类2）寡糖－由比较少数的单糖分子结合形成的糖经稀酸或相关酶的作用即水解成单糖3）多糖－由多个单糖结合而成，分子量很大的糖单糖的结构及构型1）链式结构：组成单糖的碳原子连接成一条直线。
CHO|H-C-OH|HO-C-H|H-C-OH|H-C-OH|CH2OHD-葡萄糖CH2OH|C = O|HO-C-H|H-C-OH|H-C-OH|CH2OHD-果糖2）构型：一个化合物分子中基团（或原子）在空间的取向（或排列）。
单糖的构型是以甘油醛为标准确定的。
单糖（二羟丙酮除外）都具有一个或多个不对称（手性）碳原子。
醛糖与酮糖的构型是由分子中离羰基最远的不对称碳原子上的羟基方向来决定的。
该羟基在费歇尔投影式右侧的称为D-型，在左侧的称为L-型。
D- 与L- 互为对映体。
一对对映体，旋光方向相反，旋光度数、熔点、沸点等都一样。
单糖的环式结构单糖在水溶液中容易形成分子内的半缩醛或半缩酮。
对于六碳醛糖来说，C-1上的醛基和C-5上的羟基可以反应形成具有六元吡喃环状结构的半缩醛。
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--糖类
构象异构：
（可通过旋转单键互变）
（五）单糖的化学性质
1.弱碱条件下的异构化
2.单糖的氧化 单糖的游离醛基可在碱性溶液中被弱氧化剂（如各种重金属离子） 氧化成羧基。
如果用硝酸银作氧化剂，将葡萄糖溶液均匀地涂布在干净的玻璃上， 再加硝酸银溶液，银离子被还原成金属银并均匀地分布在玻璃上形 成镜面，此反应称为银镜反应。
3. 缩醛反应 单糖的半缩醛（酮）羟基能与醇或酚的羟基缩合脱水而成缩醛（缩 酮），称为糖苷（苷），也称为糖甙（甙）。 半缩醛（酮）的羟基的糖部分称为糖基，与之缩合的"非糖"部分称 为糖苷配基，其键称为糖苷键。
糖基
4.糖脎 5.糖酯
二、寡糖： 由2-20个糖缩合而成的糖。
（一）双糖
三、多糖： 由很多单糖分子脱水缩合而成的长链分子。
乙醇
不旋光物质
乳酸
旋光物质
手性C原子
2.单糖的构型
不对称C原子上的原子团可有两种不同的空间排列方式，形成互为镜像的关系，这样 的异构体称为旋光异构体，又叫镜像异构体，这个C原子称为手性C原子。
旋光性化合物的构型判断：远离醛基的手性C原子上的-OH在右边的定为D型，在左边的定为L 型。
D型和L型的互变需要相关共价键的断裂与重建。
糖类
糖类物质：是含有多羟基醛类或酮类的化合物。
• 元素组成：C:H:O=1:2:1
• 分子通式：(CH2O)n • 但符合该通式也不一定是糖,如：乙酸（CH3COOH），乳酸
（C3H6O3）等。 • 有些糖也可能不符合该通式：鼠李糖（C6H12O5）
一、单糖：
不能再水解的糖，是构成各种糖的基本单位。
N-乙酰D-氨基葡萄糖胺
（二）杂多糖 由两种以上单糖分子构成的多糖。 1.果胶类 聚半乳糖醛酸、聚L 鼠李糖半乳糖醛酸 阿拉伯聚糖、半乳聚糖和阿拉伯半乳聚糖
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。
：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。
：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。
：：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。
生物化学之糖
H OH
尿苷二磷酸葡萄糖 ( uridine diphosphate glucose , UDPG )
④α-1,4-糖苷键式结合
糖原n + UDPG
糖原合酶
糖原n+1 + UDP
( glycogen synthase )
ห้องสมุดไป่ตู้
UDP
UTP
核苷二磷酸激酶
ATP
ADP
* 糖原n 为原有的细胞内的较小糖原分子，称为糖原引物(primer)， 作 为UDPG 上葡萄糖基的接受体。
（4）糖原分枝的形成
分支酶
(branching enzyme)
α-1,4-糖苷键
α-1,6-糖苷键
糖原合成过程中作为引物的第一个糖 原分子从何而来？
近来人们在糖原分子的核心发现了一种名为 glycogenin的蛋白质。Glycogenin可对其自身进行 共价修饰，将UDP-葡萄糖分子的C1结合到其酶分 子的酪氨酸残基上，从而使它糖基化。这个结合上 去的葡萄糖分子即成为糖原合成时的引物。
UDPG
磷酸化酶
PPi UDPG焦磷酸化酶
Pi 糖原n
UTP
G-1-P
磷酸葡萄糖变位酶
葡萄糖-6-磷酸酶（肝）
G-6-P
G
己糖(葡萄糖)激酶
谢谢！
蔗 糖 (sucrose) 葡萄糖 — 果糖
乳 糖 (lactose) 葡萄糖 — 半乳糖
3. 多糖
能水解生成多个分子单糖的糖。
常见的多糖有 淀 粉 (starch) 糖 原 (glycogen) 纤维素 (cellulose)
① 淀粉 是植物中养分的储存形式
淀粉 颗粒
② 糖原 是动物体内葡萄糖的储存形式
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。
生物化学第五章糖
是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。 是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。 ① 无线粒体的细胞，如：红细胞 ② 代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞
第二节
糖的有氧氧化
Aerobic Oxidation of Carbohydrate
概念
糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在
(8)
P
OH
磷酸甘油酸变位酶
CH2 O
P
glycerate-2-phosphate
glycerate-3-phosphate
COOH C O CH2
⑼
P
OH
H2O
COOH C O
P
烯醇化酶 ADP ⑽ ATP
CH2
glycerate-2-phosphate
phosphoenolpyruvate
丙酮酸激酶
糖原
糖原合成
肝糖原分解
酵解 途径
ATP 丙 酮 酸
有氧
核糖 +
NADPH+H+
磷酸戊 糖途径
H2O及CO2
葡萄糖
消化与吸收
糖异生途径
无氧
乳酸
淀粉
乳酸、氨基酸、甘油
第一节 糖的无氧分解
(anaerobic oxidation)
在机体缺氧条件下，葡萄糖经一系列酶促反应 生成丙酮酸进而还原生成乳酸的过程称为糖酵 解 (glycolysis) ， 亦 称 糖 的 无 氧 氧 化 (anaerobic
oxidation)。
糖酵解的反应部位：胞浆 第一阶段：由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)， 称之为糖酵解途径(glycolytic pathway)。 第二阶段：由丙酮酸转变成乳酸。
生物化学：第一节 糖的概念
The structure of UDP-glucose, a sugar nucleotide
其产物为： 若直链淀粉 → 葡萄糖 + 麦芽糖 + 麦芽三糖 + 低聚糖 若支链淀粉 → 葡萄糖 + 麦芽糖 + 麦芽三糖 + 极限糊精
1. 淀粉的水解
三、淀粉的降解
(1)淀粉酶： ❖ β-淀粉酶： 也水解a-1,4-糖苷键，但须从非还原末端开始切， 每次切下两个葡萄糖基。又称为外切淀粉酶。
其产物为： 若直链淀粉 → 麦芽糖 若支链淀粉 → 麦芽糖 + 极限糊精（P204）
磷酸解 → 产生磷酸葡萄糖
1. 淀粉的水解
三、淀粉的降解
参与淀粉水解的酶主要有三种：淀粉酶、脱支酶 (R酶)、 麦芽糖酶
(1)淀粉酶：
淀粉酶是指参与淀粉a-1,4-糖苷键水解的酶。
有a-淀粉酶和b-淀粉酶两种。
1. 淀粉的水解
(1)淀粉酶：
三、淀粉的降解
❖ a-淀粉酶：（a-1,4-葡聚糖水解酶） 可水解任何部位的a-1,4-糖苷键，所以又称为内切淀粉酶。 该酶对非还原末端的5个葡萄糖基不发生作用。Ca2+需要。
第四章 糖及糖的分解代谢
第一节 双糖和多 糖的酶促降解
一、 一些重要糖的结构
甘油醛
三 糖
二羟丙酮
一、 一些重要糖的结构
四 碳 赤藓糖 糖
核糖
五
碳 核酮糖 糖
木糖
一、 一些重要糖的结构
葡萄糖
六
碳
糖
果糖
一、 一些重要糖的结构
1→2 β-
α-
葡 萄 糖 （ ） 果 糖 苷
蔗糖
二、 一些重要糖的结构
生物化学糖化学(一)2024
生物化学糖化学（一）引言概述：生物化学糖化学是研究生物体内糖分子结构、性质和功能的科学领域。
糖是生物体中重要的能量来源，也是构成DNA、RNA、蛋白质等生物大分子的基础单位之一。
本文将从糖的分类、糖的结构与性质、糖的合成与降解、糖的功能以及糖的应用等五个大点进行阐述。
正文内容：1. 糖的分类a. 单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖等；b. 二糖：蔗糖、麦芽糖等；c. 寡糖：低聚糖、多糖等；d. 多糖：淀粉、纤维素等；e. 异糖：鼠李糖、尼祖糖等。
2. 糖的结构与性质a. 糖的环式结构：葡萄糖与果糖的α、β环式结构；b. 糖的手性中心：光学异构体D糖和L糖；c. 糖的甜度：不同糖类的甜度比较；d. 糖的溶解性：糖在水中的溶解性；e. 糖的还原性：还原糖的性质与反应。
3. 糖的合成与降解a. 糖的合成途径：植物的光合作用与动物的糖异生；b. 糖的降解途径：糖酵解与糖异生的逆反应；c. 糖酵解途径：乳酸发酵和乙醇发酵；d. 糖异生途径：葡萄糖-6-磷酸途径和异戊糖-6-磷酸途径；e. 糖的代谢调控：糖激酶与糖酵解抑制因子的作用。
4. 糖的功能a. 能量供应：糖在细胞内氧化生成ATP的作用；b. 能量储存：淀粉与糖原的作用；c. 结构功能：糖在细胞膜、细胞壁中的作用；d. 信号传导：糖与细胞通讯的重要分子；e. 生物防御：糖在植物与昆虫之间的互作中的作用。
5. 糖的应用a. 食品工业：糖在食品加工中的应用；b. 化妆品工业：糖在护肤品中的应用；c. 药物生产：糖在药物合成中的应用；d. 生物燃料生产：糖在生物燃料生产中的应用；e. 生物医学研究：糖在疾病诊断与治疗中的应用。
总结：生物化学糖化学作为研究生物体内糖分子的一门科学，涵盖了糖的分类、结构与性质、合成与降解、功能以及应用等方面。
糖在生物体内不仅是重要的能量来源，还在细胞结构、信号传导、生物防御等方面发挥着重要作用。
糖的研究不仅在食品工业、化妆品工业、药物生产、生物燃料生产等领域具有广泛应用，还在生物医学研究中发挥着重要作用。
生物化学第三章糖类的结构和功能
生物化学第三章糖类的结构和功能
糖类是生物体内最重要的有机化合物之一，它们参与了生物体的能量
代谢、细胞信号传递以及细胞骨架的构建等多个生理功能。
糖类包括单糖、双糖和多糖，它们的结构与功能密不可分。
其次，双糖是由两个单糖分子通过糖苷键结合而成的。
葡萄糖与果糖
结合形成蔗糖，蔗糖是植物体内最常见的糖类。
蔗糖在植物中起着能量的
输送和储存的作用。
在人类体内，蔗糖作为甜味剂被广泛应用于食品工业中。
乳糖是由葡萄糖与半乳糖结合形成的双糖，是乳和乳制品中的主要糖分。
乳糖在人体内需要乳糖酶的作用才能被消化吸收。
若乳糖酶缺乏则会
导致乳糖不耐症。
总之，糖类的结构和功能对生物体的正常运作起着不可忽视的作用。
通过理解糖类的结构和功能，可以更好地理解生物体的能量代谢、细胞信
号传递以及细胞结构和稳定性的重要性。
此外，糖类还广泛应用于医药、
食品、能源等众多领域，对于人类社会的发展也具有重要的意义。
糖的名词解释生物化学
糖的名词解释生物化学
嘿，你知道糖吗？可不是你平时吃的那种糖果哦！糖在生物化学里
可是有特别重要的地位呢！就好像人体这个大机器里不可或缺的小零件。
糖啊，简单来说，就是一类多羟基醛或多羟基酮以及它们的衍生物。
哎呀，听起来是不是有点复杂？举个例子吧，葡萄糖就是最常见的一
种糖呀，它就像我们身体里的能量小天使，为我们提供动力。
你想想看，我们每天活动、思考、呼吸，哪一样不需要能量呢？这
时候糖就发挥大作用啦！就像汽车需要汽油才能跑起来一样，我们需
要糖来让自己充满活力。
还有啊，糖可不只是提供能量这么简单呢！它还和其他很多生物过
程息息相关。
比如说，在细胞里，糖可以参与构成细胞的结构，让细
胞变得坚固又稳定。
“那没有糖会怎样呢？”你可能会这么问。
嘿，那可不得了啦！就好
像大楼没有了基石，整个身体都会出问题呀！没有足够的糖，我们会
觉得没力气，头晕眼花，甚至可能影响身体的正常运转呢！
而且哦，不同的糖还有不同的特点和作用呢！果糖甜甜蜜蜜的，像
生活中的小确幸；蔗糖呢，是我们常见的白砂糖的主要成分。
总之，糖在生物化学里的作用可太大啦！它就像一个神奇的小精灵，在我们的身体里默默发挥着重要的作用。
所以啊，可别小看了这些小
小的糖分子，它们可是维持我们生命活动的关键之一呢！
我的观点就是：糖在生物化学中至关重要，我们要正确认识和对待它。
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尿苷
尿苷二磷酸葡萄糖 ( uridine diphosphate glucose , UDPG )
④α-1,4-糖苷键式结合 糖苷键式结合 糖原n + UDPG
UDP 糖原合酶
糖原n 糖原 +1 + UDP
( glycogen synthase )
核苷二磷酸激酶
UTP
ATP
ADP
* 糖原 为原有的细胞内的较小糖原分子，称为糖原引物 糖原n 为原有的细胞内的较小糖原分子，称为糖原引物 糖原引物(primer)， 作 ， 上葡萄糖基的接受体。 为UDPG 上葡萄糖基的接受体。
G-6-P
G
谢谢！ 谢谢！
3.糖原的结构特点及其意义 糖原的结构特点及其意义 (1)葡萄糖单元以 葡萄糖单元以α-1,4-糖苷 键形成长链。 葡萄糖单元以 糖苷 键形成长链。 (2) 约10个葡萄糖单元处形成分枝，分枝处 个葡萄糖单元处形成分枝， 个葡萄糖单元处形成分枝 葡萄糖以α-1,6-糖苷键连接，分支增加，溶 糖苷键连接， 葡萄糖以 糖苷键连接 分支增加， 解度增加。 解度增加。 (3)每条链都终止于一个非还原端 非还原端 每条链都终止于一个非还原端.非还原端 每条链都终止于一个非还原端 增多，以利于其被酶分解。 增多，以利于其被酶分解。
1. 单糖：不能再水解的糖 单糖： 葡萄糖(glucose) 葡萄糖 ——已醛糖 已醛糖
O H HO H
H
果糖(fructose) 果糖 ——已酮糖 已酮糖
OH O HO H H H OH OH OH
OH H OH
OH OH CH2OH
O
H HO
O H OH H H OH
H OH
HOH2C H H OH H OH
糖与非糖物质的结合物。 糖与非糖物质的结合物。
常见的结合糖有 糖脂 (glycolipid)：是糖与脂类的结合物。 ：是糖与脂类的结合物。 糖蛋白 (glycoprotein)：是糖与蛋白质的结合物。 ：是糖与蛋白质的结合物。
三、糖的生理功能
1. 氧化供能
这是糖的主要功能。 这是糖的主要功能。
2. 提供合成体内其他物质的原料 提供合成体内其他物质的原料
小
反应部位： ⑴ 反应部位：胞浆 ⑵ G-6-P的代谢去路 的代谢去路
6-磷酸葡萄糖内酯 磷酸葡萄糖内酯 进入磷酸戊糖途径） （进入磷酸戊糖途径）
结
G（补充血糖） （补充血糖）
G-6-P
G-1-P UDPG
F-6-P 进入酵解途径） （进入酵解途径）
葡萄糖醛酸 进入葡萄糖醛酸途径） （进入葡萄糖醛酸途径）
OH
目录
2. 寡糖
能水解生成几分子单糖的糖， 能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间借 脱水缩合的糖苷键相连。 脱水缩合的糖苷键相连。 常见的几种二糖有 麦芽糖 (maltose) 葡萄糖 — 葡萄糖 蔗 糖 (sucrose) 葡萄糖 — 果糖 乳 糖 (lactose) 葡萄糖 — 半乳糖
3. 多糖
4.糖原的合成代谢 糖原的合成代谢 糖原的合成(glycogenesis) 指由 （1）定义 糖原的合成 ）定义:糖原的合成 葡萄糖合成糖原的过程。 葡萄糖合成糖原的过程。 （2）合成部位 ） 组织定位：主要在肝脏、 组织定位：主要在肝脏、肌肉 细胞定位： 细胞定位：胞浆 （3）糖原合成途径 ） 葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖 ①葡萄糖磷酸化生成 磷酸葡萄糖
如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、 如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、 核苷等物质的原料。 核苷等物质的原料。
3. 作为机体组织细胞的组成成分
如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。 如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。
糖原的合成与分解(Glycogenesis and 四.糖原的合成与分解 糖原的合成与分解 Glycogenolysis)
Gn（合成糖原） （合成糖原）
3. 糖原的合成与分解总图
UDP 糖原n 糖原 糖原n 糖原 +1
糖原合酶 磷酸化酶
Pi 糖原n 糖原
UDPG PPi
UDPG焦磷酸化酶 焦磷酸化酶
UTP
G-1-P
葡萄糖-6-磷酸酶（ 葡萄糖 磷酸酶（肝） 磷酸酶 己糖(葡萄糖 激酶 己糖 葡萄糖)激酶 葡萄糖
磷酸葡萄糖变位酶
1.糖 原 (glycogen)是动物体内糖的储存形式 糖 是动物体内糖的储存形式 之一，是机体能迅速动用的能量储备。 之一，是机体能迅速动用的能量储备。 2.糖原储存的主要器官及其生理意义 糖原储存的主要器官及其生理意义 肌肉：肌糖原， 肌肉：肌糖原，180 ~ 300g，主要供肌肉收 ， 缩所需 肝脏：肝糖原， 肝脏：肝糖原，70 ~ 100g，维持血糖水平 ，
能水解生成多个分子单糖的糖。 能水解生成多个分子单糖的糖。 常见的多糖有 淀 粉 (starch) 糖 原 (glycogen) 纤维素 (cellulose)
① 淀粉 是植物中养分的储存形式
淀粉 颗粒
② 糖原 是动物体内葡萄糖的储存形式
③ 纤维素
作为植物的骨架
β-1,4-糖苷键 糖苷键
4. 结合糖
（4）糖原分枝的形成 糖原分枝的形成
分支酶 (branching enzyme)
α-1,4-糖苷键 糖苷键
α-1,6-糖苷键 糖苷键
糖原合成过程中作为引物的第一个糖 原分子从何而来？ 原分子从何而来？
近来人们在糖原分子的核心发现了一种名为 glycogenin的蛋白质 。 Glycogenin可对其自身进行 的蛋白质。 的蛋白质 可对其自身进行 共价修饰，将 UDP-葡萄糖分子的 1 结合到其酶分 葡萄糖分子的C 共价修饰 ， 葡萄糖分子的 子的酪氨酸残基上，从而使它糖基化。 子的酪氨酸残基上，从而使它糖基化。这个结合上 去的葡萄糖分子即成为糖原合成时的引物。 去的葡萄糖分子即成为糖原合成时的引物。
磷酸葡萄糖变位酶
4. 6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖 磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸酶 葡萄糖 磷酸酶 （肝，肾）
葡萄糖
* 肌糖原的分解
• 肌糖原分解的前三步反应与肝糖原分解过程相 同，但是生成6-磷酸葡萄糖之后，由于肌肉组 但是生成 -磷酸葡萄糖之后， 织中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，所以生成的6-磷 织中不存在葡萄糖- -磷酸酶，所以生成的6 不存在葡萄糖 酸葡萄糖不能转变成葡萄糖释放入血， 酸葡萄糖不能转变成葡萄糖释放入血，提供血 糖，而只能进入酵解途径进一步代谢。 而只能进入酵解途径进一步代谢。 • 肌糖原的分解与合成与乳酸循环有关。 肌糖原的分解与合成与乳酸循环有关。 乳酸循环有关
①转移葡萄糖残基 水解α ②水解α-1,6-糖苷键 糖苷键
脱枝酶 (debranching enzyme)
磷酸化酶 转移酶活性 α-1,6糖苷 糖苷 酶活性
目录
3. 1-磷酸葡萄糖转变成 磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖转变成 1-磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖
ATP
葡萄糖 己糖激酶; 己糖激酶 葡萄糖激酶（ 葡萄糖激酶（肝）
ADP
6-磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖
② 6-磷酸葡萄糖转变成 磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖转变成
6-磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖变位酶 1-磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖
这步反应中磷酸基团转移的意义在于：由于延 这步反应中磷酸基团转移的意义在于： 长形成α-1,4-糖苷键，所以葡萄糖分子 1上的半 糖苷键， 长形成 糖苷键 所以葡萄糖分子C 缩醛羟基必须活化， 缩醛羟基必须活化，才利于与原来的糖原分子末 端葡萄糖的游离C 羟基缩合。 端葡萄糖的游离 4羟基缩合。 半缩醛羟基与磷酸基之间形成的O-P键具有较 半缩醛羟基与磷酸基之间形成的 键具有较 高的能量。 高磷酸葡萄糖
CH2OH H H OH HO H O H H O OH P
UDPG焦磷酸化酶 焦磷酸化酶
+
P
P
P
尿苷 PPi
UTP 2Pi+能量 能量
1- 磷酸葡萄糖
CH2OH H H OH HO H O H H O OH P P
* UDPG可看作 活性葡萄糖 ， 可看作“活性葡萄糖 可看作 活性葡萄糖”， 在体内充作葡萄糖供体。 在体内充作葡萄糖供体。
二、糖原的分解代谢
* 定义
糖原分解 (glycogenolysis )习惯上指肝糖原 习惯上指肝糖原 分解成为葡萄糖的过程。 分解成为葡萄糖的过程。
* 亚细胞定位：胞 浆 亚细胞定位： * 肝糖元的分解 1. 糖原的磷酸解
糖原n 糖原n+1 磷酸化酶 糖原n 1糖原n + 1-磷酸葡萄糖
2. 脱枝酶的作用
CH2OH OH
目录
半乳糖(galactose) 半乳糖 ——已醛糖 已醛糖
O H HO HO H OH H H OH
核糖(ribose) 核糖 ——戊醛糖 戊醛糖
O H H H OH OH OH OH
OH
CH2OH HO H H OH H OH OH H OH
HOH2C H H
O H
OH H
HO
糖
糖
1 2 3 4
糖的概念 糖的分类及其结构 糖的生理功能 糖原的合成与分解
糖
一、糖的概念
即碳水化合物， 糖 (carbohydrates)即碳水化合物 ， 其化学 即碳水化合物 本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。 本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。
糖
二、糖的分类及其结构
根据其水解产物的情况， 根据其水解产物的情况，糖主要 可分为以下四大类。 可分为以下四大类。 单糖 (monosacchride) 寡糖 (oligosacchride) 多糖 (polysacchride) 结合糖 (glycoconjugate)