多糖结构解析ppt课件
第三章 糖类的结构与功能ppt课件
(predominated form)
The chair form is more stable because of less steric
hindrance as the axial positions are occupied by
hydrogen atoms.
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C1
1C
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直链淀粉呈蓝色，支链淀粉呈紫红色，颜色跟 糖苷键长度有关。
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2.糖原（glycogen）
又称动物淀粉，存于动物的肌肉和肝脏中。
结构与淀粉相似 精品课件
与支链淀 粉的不同 在于糖原 分子分支 多、链短 结构紧密。
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（二）纤维素和半纤维素
1.纤维素（Cellulose） 自然界中最丰富的有机化合物。植物中含量 很高，是植物细胞壁的主要组成成分。 是由D-吡喃葡萄糖通过β-(1,4) 糖苷键连接 而成的没有分支的同多糖。
Chitin ➢ 由N-乙酰-D-氨基葡萄糖以 β-(1,4) 糖苷键缩合成的同 多糖。
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（四）葡聚糖 D-葡萄糖以α-（1,6）糖苷键缩合为主链骨架， 以α-（1,3）糖苷键α-（1,4）糖苷键构成支 链。葡聚糖凝胶可以制成分子筛，用于柱层析。 （五）糖胺聚糖 是一种酸性杂多糖，有较大粘性，也称粘多糖。
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糖蛋白中糖链与肽链的连接方式
（1）O-糖苷键 （2）N-糖苷键
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蛋白聚糖
由蛋白质 和糖胺聚 糖通过共 价键连接 而成的大 分子复合物。
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生理功能
蛋白聚糖主要存在于软骨、肌腱等结缔组 织，构成细胞间质。由于糖胺聚糖有密集 的负电荷，在组织中可吸收大量的水而赋 予粘性和弹性，具有稳定、支持和保护细 胞的作用。
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。
《多糖结构解析》课件
质谱技术
通过电离多糖分子并测量其质量 ，可以获得多糖的分子量和组成 信息。
核磁共振技术
通过测量多糖分子中氢原子或其 他原子周围的磁场，可以解析多 糖的精细结构。
生物技术分析法
凝集素结合法
利用凝集素与多糖的特异 性结合，分离纯化多糖， 并进行结构分析。
抗体技术
利用抗体与多糖的特异性 结合，进行多糖的定性和 定量分析。
THANKS
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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。
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。
03
多糖的结构解析方法
化学分析法
01
02
03
酸水解
在酸的作用下，将多糖水 解成单糖，然后进行衍生 化反应，通过气相色谱或 液相色谱进行分析。
碱水解
在碱的作用下，使多糖水 解成寡糖和单糖，同样需 要进行衍生化反应，再进 行色谱分析。
酶解
利用特异性酶将多糖水解 成特定结构的片段，再进 行分析。
物理分析法
食品工业
食品添加剂
01
多糖可作为增稠剂、稳定剂、口感改善剂等用于食品加工中，
提高食品品质和稳定性。
功能性食品
02
利用多糖的生理活性，开发具有抗氧化、抗肿瘤、降血糖等功
能的食品。
食品包装材料
03
多糖可制成可食用的食品包装材料，具有良好的阻隔性能和环
多糖结构解析的方法
多糖结构解析的方法一类是传统的化学方法，一类是波谱学方法。
2.1化学方法化学方法是用来对一些简单的单糖、二糖和寡糖进行分析的经典方法，同时亦可应用在多糖的结构解析上。
它是通过完全酸水解、部分酸水解、高碘酸氧化、Smith降解、甲基化分析和气质联用对多糖进行解析的。
2.1.1水解法水解法通过完全水解将多糖链分解成单糖，这是分析多糖链组成成分的主要手段。
水解法包括完全酸水解、部分酸水解、乙酰解和甲醇解等。
水解后的多糖经过中和、过滤可采用气相色谱、纸层析、薄层层析、高效液相色谱仪[8]和离子色谱法[9]进行分析。
2.1.2高碘酸氧化法高碘酸可以选择性的氧化断裂糖分子中的连二羟基或连三羟基处，生成相应的多糖醛、甲酸，反应定量进行，每裂开一个C—C键消耗一分子高碘酸，通过测定高碘酸消耗量及甲酸的释放量，可以判断糖苷键的位置、直链多糖的聚合度和支链多糖的分枝数[10]。
2.1.3Smith降解Smith降解是将高碘酸氧化产物还原后进行酸水解或部分水解。
由于糖残基之间以不同的位置缩合，用高碘酸氧化后则生成不同的产物。
根据降解产物可以推断糖苷键的位置。
在降解产物中若有赤藓糖生成，则提示多糖具有1→4结合的糖苷键；若有甘油生成，则提示有1→6、1→2结合的糖苷键或有还原末端葡萄糖残基；若能检出单糖，如葡萄糖、半乳糖、甘露糖等,则有1→3糖苷键结合的存在[11]。
2.1.4甲基化反应甲基化反应是用甲基化试剂将各种单糖残基中的游离羟基全部甲基化，进而将甲基化多糖水解后得到的化合物，其羟基所在的位置即为原来单糖残基的连接的位置。
甲基化反应的关键在于甲基化是否完全，通常采用红外光谱法检测3500㎝-1处有无吸收峰,以此来判断甲基化多糖中是否含有游离的羟基(-OH)。
甲基化的方法有Purdie法、Hamorth法、Menzie法和Hakomori法等[12]。
现在使用较多的是Ciucanu和Kerek[13]方法,它是将多糖样品溶解在DMSO中,加入NaOH粉末和碘甲烷，混合在密封瓶中25℃搅拌6min即可,方法简单,重复性好。
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。
多糖结构解析PPT课件
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10
1→、1→6键型
O H
+ H
H
O 2IO 4-
O H H
C H 3 O
C H 2O H
N aB H 4
O
H O
0
H O H
CHO
+O
H C O O H
HCOC H 2O H
H O H 2C
C2H OH
H +
C2H OH CHOH
OH 2 OC2H O
(1)初步推断化合物类型 1注意观察样品在提取、分离过程中的行为。 2测定有关理化性质，如不同pH，不同溶剂中的溶解
度及层析行为，灼烧实验，化学定性反应等。 3 结合文献调研。
(2)测定分子式,计算不饱和度 1、元素定量分析 2、分子量测定 3、同位素峰法 4 、HI – MS等
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3
(3)确定分子式中含有的官能团（基本骨架等的结构分 析）
O C H 3
H
+1O H O H
O H O H
H O C H 3
(2,3,4,6-O-四甲基Glc)
(2,3,6- O-三甲基Glc)
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(2,3,6- O-三甲基Glc)
19
(1)各种单糖甲基化衍生物的基峰均为43， 为CH3CO+ ;
(2)被甲基化，乙酰化的单糖分子中，带有 甲氧基的碳原子容易与相邻碳原子间发生断键，形成
醇）。
1 6键合的，最后得到的是甲酸、乙二醇和甘油。
1 4键合的戊糖聚糖，相应的产物是乙烯二醇和甘油。
操作：高碘酸氧化：多糖液加入一定量的15-20mmol/L 高碘酸钠溶液。
《多糖结构解析》课件
利用质谱仪分析多糖样品中的分子量、 碎片结构和化学性质。
糖类化合物的结构特征
单糖的结构特征
单糖是多糖结构的基本单元，具有不同的环状结构和立体构型。
二糖、三糖、四糖等的结构特征
多个单糖单元可以通过不同类型的键连接形成更复杂的结构，如二糖、三糖和四糖等。
多糖的结构特征
多糖由大量的单糖单元通过不同类型的键连接形成，可以有线性结构、分支结构或网状结构。
3 多糖的原料和来源
多糖可以从植物、动物和微特点。
多糖结构分析方法
1
色谱法
2
利用色谱技术分离和检测多糖样品中的
不同组分，以了解其结构和组成。
3
光谱法
4
包括紫外可见光谱、红外光谱和核磁共 振光谱等，用于分析多糖的光学和结构
特征。
化学分析法
通过化学反应和分析技术，确定多糖的 组成、结构和化学性质。
多糖的应用
1 生物医药领域
多糖作为药物载体、抗肿 瘤药物和体内成像剂，广 泛应用于生物医药研究和 临床治疗。
2 食品工业领域
3 环境保护领域
多糖用于食品增稠和稳定 剂、调味剂和防腐剂，在 食品工业中发挥重要作用。
多糖具有吸附、分解和净 化水体中有害物质的作用， 可用于水处理和环境保护。
结论
1 多糖结构解析的意义
《多糖结构解析》PPT课件
多糖结构解析课件将详细介绍多糖的重要性、基础知识、分析方法、结构特 征以及应用领域，深入揭示多糖在生物学等领域的巨大影响。
多糖结构的重要性
多糖在生物学中扮演着重要的角色，它们不仅是细胞壁和细菌膜的主要组成部分，还具备多种重要的生物功能 和广泛的应用领域。
细胞结构
多糖是构成细胞壁的重要成分， 保护细胞不受外界环境的损害。
《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
第9章 多糖 ppt课件
常用季铵盐：
溴化十六烷基三甲基铵 氯化十六烷基吡啶铵
H3C
CH3 N C16H33Br CH3
N C16H33Cl
化学工业出版社
(2) 水不溶性多糖的分离 A. 用水或有机溶剂除去杂质。例用碱液处理木材纤维
素除去半纤维素。
B. 用离子交换吸附柱分离多糖。此步蛋白质也被吸附。 pH=6, 阴离子交换柱吸附酸性多糖。pH>7, 阴离子交换 柱吸附中性多糖。
3.含糖醛酸特征
糖醛酸与带阳离子高分子如蛋白质结合成盐，使蛋白 质沉淀。利用此特征于分离水溶性杂质，得纯酸性多糖。
若多糖中既含糖醛酸又含氨基糖，且两者几乎相等， 则此多糖具有两性。
糖醛酸因含-COOH，所以在水中离子化程度大，离 子化的羧基与水成氢键能力大，使多糖具有高溶解度。 可调增大pH值使多糖沉淀出来，原因是羧基离子化程 度降低，水化程度降低，多糖分子间的排斥作用减少到 一定程度而析出。
化学工业出版社
(3) 水解产物的检测 纸色谱：50~500mg多糖样品水解，灵敏度1~5μg。 纤维色谱：可分离8~10种单糖。 气相色谱：样品量更少，更灵敏。(鉴别D-，L-糖：需
制成衍生物再测定。) 电泳纸色谱：用H3BO3缓冲液pH=10，H3BO3与糖形成
络合物。例可把古罗糖，甘露糖分离开来(其它方法不能 分离)。
一、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。 从化学结构考虑，多糖为多个单糖分子经失水缩聚而成。
因单糖存在方式多：D-、L-型；环状(五员、六员环)； α-、β-式，以最稳定方式存在。如此多糖似乎很多，很复 杂，实际并不复杂。天然多糖有一定重复规律性。
多糖结构方面
多糖的提取、分离纯化真菌多糖是从真菌细胞壁和组织体的菌丝之中分离出的由十个以上的单糖以糖苷键连接而成的高分子多聚物。
真菌多糖能通过对淋巴细胞、巨噬细胞、网状内皮系统而调节机体的免疫功能，在治疗肿瘤、心血管、肝炎、糖尿病，甚至爱滋病等方面显示出特殊的效果，有些已在临床上广泛应用[1]。
真菌多糖作为药物毒性极小，其在治疗代谢紊乱、感染及癌症等疾病方面的应用正不断增加，它在医疗上是一种很好的佐料。
真菌多糖其研究日益受到人们重视。
1 真菌多糖的提取、分离纯化与纯度检测1.1 真菌多糖的提取和分离提取真菌多糖的原料，应先用丙酮、乙醚或乙醇进行预处理，以除去原料中的脂类物质,然后用热水、稀酸或稀碱反复提取，提取液中和至中性后，用甲醇或乙醇沉淀，沉淀物经离心、干燥后，制得粗多糖。
1.1.1 粗多糖中蛋白的去除常用的脱蛋白的方法主要有3种：Sevag法是用氯仿、正丁醇或正戊醇按5:1混合后,加到样品水溶液中振摇，离心除去凝胶状蛋白质，反复多次直至蛋白质除尽为止。
三氟三氯乙烷法[2]是多糖溶液和三氟三氯乙烷1:1混合,在低温下搅拌10min左右,离心得上层溶液, 上层溶液继续用上述方法处理几次,即得无蛋白的多糖溶液。
三氯乙酸法是在多糖水溶液中滴加3%的三氯乙酸，直至溶液不再浑浊为止，于5～10℃放置过夜，离心除去沉淀即得无蛋白的的多糖溶液，但是此法会引起多糖的降解，不宜采用。
另外还有硫酸铵法和蛋白酶法。
1.1.2脱色多糖中所含的色素一般有两种，即游离色素和结合色素。
游离色素大多呈阴离子状态，可以通过离子交换法除去，常用DEAE纤维素或DEAE-Sepharose TM Fast Flow来吸附色素。
若多糖与色素结合，则色素易被离子交换柱吸附，不易被水洗脱，这类色素可采用氧化脱色：以浓氨水（或NaOH溶液）调至ph8.0左右，于50℃以下滴加H2O2至浅黄色，保温2h；根据真菌多糖与色素的结合情况选择合适的脱色方法[3]。
动物多糖ppt课件
02
诱导肿瘤细胞凋亡
动物多糖能够诱导肿瘤细胞凋 亡，促进肿瘤细胞的自我消亡
，从而达到抗肿瘤的目的。
03
抑制肿瘤血管生成
动物多糖能够抑制肿瘤血管的 生成，切断肿瘤细胞的营养供 给，进一步抑制肿瘤的生长和
扩散。
动物多糖的抗病毒活性
抗病毒作用
动物多糖具有抗病毒活性，能够抑制 病毒的复制和传播，减轻病毒对机体 的危害。
动物多糖的制备技术及其标准化
当前动物多糖的制备技术尚不成熟，缺乏标准化制备方法，需要加强相关技术研发和标准 化制定工作。
动物多糖的应用前景与市场潜力
随着对动物多糖的生物活性与药理作用认识的深入，其应用前景和市场潜力巨大，有望成 为未来生物医药领域的重要发展方向。
THANKS
调节剂的研发。
农药增效剂
02
动物多糖能够增加农药的附着性和渗透性，提高农药的防治效
果。
土壤改良剂
03
动物多糖能够改善土壤结构、增加土壤有机质和微生物活性，
可用于土壤改良。
动物多糖在其他领域的应用
01
日化工业
动物多糖具有保湿、抗衰老等 作用，可用于化妆品和洗护用
品的研发。
动物多糖可用于污水处理、重金 属吸附等方面，具有较好的环保
和连接方式。
04
动物多糖的应用
动物多糖在医药领域的应用
抗肿瘤作用
动物多糖具有抑制肿瘤细胞生长和扩散的作用， 可用于肿瘤辅助治疗。
免疫调节
动物多糖能够调节机体免疫功能，增强机体抵抗 力，对免疫系统疾病有治疗作用。
抗病毒作用
某些动物多糖具有抑制病毒复制和传播的作用， 可用于抗病毒药物研发。
动物多糖在食品工业的应用
生物化学之多糖PPT课件
Man Man Man Man 五糖核心
N-糖苷键
• O连接：人红细胞血型物质主要糖链部分：
Gal -GalNAc丝氨酸（苏氨酸）残基
O-糖苷键
SA
SA
3、*GPI连接（糖 基磷脂酰肌醇连接 （未图示）
第26页/共35页
糖链有序性、多样性和多态性
第2页/共35页
1.2.1 寡糖 （糖苷键类型和单糖单位）
• 二糖：
•
蔗糖 Glc（1 2）Fru
•
乳糖 Gal（ 1 4）Glc
•
麦芽糖 Glc（ 1 4）以上二糖中何者具有还原性？
第3页/共35页
第4页/共35页
第5页/共35页
第31页/共35页
习题
• 1 回答关于下列糖的问题 • 葡萄糖、麦芽糖、乳糖、蔗糖、纤维二糖、棉子糖、淀粉、纤
维素、糖原、几丁质、菊糖、透明质酸、肝素、糊精 、肽聚糖 • 1)哪些是二糖？指出其单糖单位和糖苷键类型 • 2)哪些是多糖?均一多糖？糖胺聚糖? • 3)哪些是还原糖？ • 4）各存在于那类生物中？ • 5）如何获得？
第32页/共35页
习题
2 指出糖的下列结构对糖的功能的意义： • 1)糖原的多分支结构 • 2)纤维素 1，4—糖苷键，纤维素链与纤维素链之间的氢键 • 3)细胞表面糖蛋白的多分支寡糖链和多种单糖单位组成 • 4)糖胺聚糖的毛刷状结构
第33页/共35页
习题
• 3、下列物质，那些组成中含有糖基?
•
ATP，NAD，RNA，辅酶A(CoA)，链霉素，青霉素，胰岛素，肾上腺素 、胶原蛋白
第34页/共35页
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多糖的性质ppt课件
半乳糖、木糖
、阿拉伯糖、 甘露糖及其它 单糖
主要为半乳糖 果胶酶(有内 醛酸，有少量 源和商品之分）半乳糖、阿拉
伯糖等
应用意义 生产糖浆和改 善食品感管性 质 生产膳食纤维、 葡聚糖浆及提 高果汁榨汁率 和澄清度
提高食品质量
植物质地软化 及水果榨汁和 澄清
4
**影响因素： 多糖类型：对中性多糖起作用，其它糖不一定 温度：温度提高，酸催化速度大大提高 苷键类型：α –苷键比β –苷键水解容易。
大多数亲水胶体溶液的黏度随着温度的提高而降低，这是因为温度提高导致水 的流动行增加；而黄原胶是一个例外，其在0～100℃内黏度保持基本不变。
多糖形成的胶状溶液其稳定性与分子结构有较大的关系。不带电荷的直链多糖 由于形成胶体溶液后分子间可以通过氢键而相互结合，随着时间的延长，缔合程度 越来越大，因此在重力的作用下就可以沉淀或形成分子结晶。支链多糖胶体溶液也 会因分子凝聚而变得不稳定，但速度较慢；带电荷的多糖由于分子间相同电荷的斥 力，其胶状溶液具有相当高的稳定性。食品中常用的海藻酸钠、黄原胶及卡拉胶等 即属于这样的多糖类化合物。
O
H+ OR
- ROH
慢
O
+
O + + H2O -H+
糖类的结构与功能PPT.
（二）单糖的性质
1、 与强酸共热生成糠醛：
戊糖
糠醛
+浓HCl
己糖
羟甲基糠醛
生成糠醛
糠醛与酚有颜色反应
α-萘酚 糠醛 羟甲基糠醛
间苯二酚 酮糖 红 醛糖 浅红
用于鉴定。
紫红 紫红
2与酸成酯——磷酸酯
3、 遇 碱 分 解 成 不 同 物 质
4 、半缩醛羟基与醇、酚羟基脱水成苷
1）性质稳定，不氧化、不变旋、不成脎 2）功能各异： 毛地黄苷、强心苷：有强心功能； 皂苷：溶血功能；
（一）单糖的构型、结构及构象 二、单糖
1、构型： 1）D & L构型 根据离羰基最远的不对称C原子的-OH位置：
-OH 在左：L； -OH 在右：D
天然单糖大多数是 D-型糖。
2）旋光性： 右旋：+； 左：－；
2、结构
1）链式结构：
2）、环式结构
证明了链式结构后，发现葡萄糖的某些 理化性质与醛不同。
α-D-葡萄糖
呋喃糖
吡喃糖
α葡萄糖与β葡萄糖
-OH在下： α-；
-OH在上：β-
-OH在下： α-；
-OH在上：β-
3、构象-糖的立体结构
X-衍射表明，糖分子中的C-C键不在一个 平面上，有椅式和船式两种。
X-衍射、红外光谱、旋光性数据表明环 己烷及其衍生物主要以椅式构象存在。
椅式
船式
糖 结 构 总
其干重的2% 微生物：含糖量占其菌体干重的10-30%
（三）功能：
一、糖的一般概念
作为能源 作为碳源 作为结构性物质
细胞识别和信息传递的重要 参与者。
一、糖的一般概念
（四）分类：
按其水解情况分类：
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O
0
H O H
IO -4
O N a B H 4
O H + CHO CH 2 O H
OOO HC HO C
OH C O H 2 O 2 H CHO H 2 O H C2 O H OH H CC 22，3、1→2，4、1→3，4、1→2，3，4类似)
①喷试剂A，室温风干；②将纸浸入B液中，待斑点显色；③再浸 入C中以洗去滤纸上的氧化银；④. 水冲洗1小时左右，风干，显棕黑 色斑点。
2、乙酰解 冰醋酸溶液加入少许硫酸进行 乙酰解，可以生成乙酰化单糖通过气相色 谱鉴定。 原因：因为1-6糖苷键多糖对酸水解相对 稳定一些，但在乙酰解中则优先断裂，有 利于结构的研究。
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1、过（高）碘酸氧化 原理：可选择性断裂糖分子中连二羟基或连三羟基，生成
相应的多糖醛、甲醛或甲酸。 结果：
1 2或1 4键：每个糖基仅消耗一个分子的高碘 酸，无甲酸释放。
1 3位键：不被高碘酸氧化 1 6位键：消耗两个分子高碘酸，同时释放一个分 子甲酸。 然后用0.1mol/L氢氧化钠溶液滴定甲酸释放量。 防止发生超氧化：控制pH3-5；避光；空白对照实验
结果判断：在270nm处无明显吸收峰增加，提示：糖与蛋 白之间的连接键属非O-型糖苷键。
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三、结构研究的化学方法
完全酸水解
阐明结构的第一步就是鉴别多糖的单糖组成。多糖酸水解是常用 的方法。多糖水解的难易与其组分中单糖的性质、单糖环的形状和 糖苷键的构型等有关；含有糖醛酸或氨基糖的多糖不易水解，α型较 β型易水解，吡喃型戊聚糖较吡喃型己聚糖易水解，呋喃糖苷键一般 较吡喃糖苷键易水解。水解后中和水解液，然后用层析方法分析， 常用的层析方法有纸层析、纤维粉薄层层析和气相层析。近几年这 种酸水解方法分析已经达到完全自动化。
单糖逐个被剥落的碱降解反应常称为“剥皮反应”。分析多糖碱降 解所得到的醛酸就可推断出原来单糖的键型。酶降解反应发生在分 子的非还原端。 过碘酸及其盐的氧化反应
多糖的非还原末端或非末端的（1→6）键与邻三元醇相似，其与 过碘酸盐作用则糖环开裂得到一分子比例的甲酸而消耗二分子比例 之过碘酸盐。非末端的（1→2）或（1→4）键与邻二元醇相似，其 开裂后产生二分子醛而消耗一分子比例之过碘酸盐。对于非末端的 （1→3）键或C-2和C-4有分枝的则不受过碘酸盐影响。因此多糖氧 化后定量测定过碘酸盐的消耗、甲酸的生成和剩余糖的比例，就可 确定多糖中各种单糖的键型及其比例。
O H
H
O
H
O H H
HO
0
H O H
C2H OH
CH2O H
IO -4
O N aB H 4
O H+
C2H OH
CH OO HCOOC H 2O HH O H 2C
OH 2O2CHOH
O
C2H OH
以1→4位键合(1→4,6类似)
O H
C2 O HH
C H 2 O H
C2 O HH
+ H
O
H
O HH
.
1→、1→6键型
O H
+ H
H
O 2IO 4-
O H H
C H 3 O
C H 2O H
N aB H 4
O
H O
0
H O H
CHO
+O
H C O O H
HCOC H 2O H
H O H 2C
C2H OH
H +
C2H OH CHOH
OH 2 OC2H O
C2H O H
H
以1→2位键合(1→2,6类似)
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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
多糖（Polysaccharide）是天然大分子物质， 是天然化合物中最大族之一。多糖结构的分析较 蛋白质结构分析复杂，一方面是因为组成多糖的 单糖品种繁多（目前已知的单糖有200多种）； 另一方面即使只有一种单糖组成的多糖其连接方 式的不同以及可能有分枝（蛋白质没有分枝）， 所以多糖的结构种类就很多，不容易分析。
3、碱降解 4、酶解
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二、糖与蛋白之间连接键型分析
β-消除反应
原理：糖温和条件下稀碱水解，可以把与肽链上丝氨酸 的羟基或苏氨酸的羟基相连的单糖或糖链水解下来。与 天冬酰胺相连的N-型连键则不能被稀碱水解下来。所 以，β-消除反应在糖蛋白的结构分析中，常被用来区别糖 链的连接性质。
方法：将糖样品用浓度为0.2mol/L的NaOH溶解，在60℃ 水浴反应1hr.。以0.2mol/L的NaOH溶液为参比，在230270nm范围内扫描。
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多糖结构测定的意义
从天然物质中分离得到的单体多糖化合物即 使具有很强的活性与具有较大的安全性，但如果 结构不清楚，则无法进一步开展其药理学与毒理 学研究，也就不可能进行人工合成或结构修饰改 造工作，更谈不上进行高质量的新药开发研究， 其学术及应用价值将会大大降低。
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结构研究的主要程序
(1)初步推断化合物类型 1注意观察样品在提取、分离过程中的行为。 2测定有关理化性质，如不同pH，不同溶剂中的溶解
度及层析行为，灼烧实验，化学定性反应等。 3 结合文献调研。
(2)测定分子式,计算不饱和度 1、元素定量分析 2、分子量测定 3、同位素峰法 4 、HI – MS等
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(3)确定分子式中含有的官能团（基本骨架等的结构分 析）
1、官能团的定性及定量 2、测定并解析化合物的有关光谱 （UV,IR,MS,HNMR,CNMR等） (4) 推断并确定分子的平面结构 1、 结合文献调研 2 、结合光谱解析及官能团定性定量分析结果。 (5)推断并确定分子的主体结构 1、测定CD或ORD谱 2、测定NOE,NOESY或ZD-NMR谱 3、进行X射线晶体衍射分析或人工合成
部分酸水解
控制水解条件得到几个单糖连在一起的寡聚糖。水解得到的较低 分子量的寡聚糖可用凝胶过滤、离子交换和分配层析等方法分离。 其中最常用的为硅胶挤压层析和碳柱层析以及后来发展起来的高压 液相层析。解析寡糖结构较多糖简便的多，但需减少回复现象，水 解时多糖的浓度小于5%。
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碱降解反应 碱降解通常发生在单糖的羟基或羧基连接的酯上。多糖还原端的