1第Ⅰ篇 生物分子(糖类化学)1

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蔗糖无还原性;麦芽糖、乳糖有还原性, 有变旋性。
3. 多糖
以淀粉、糖原、纤维素常见。 糖胺聚糖,为含氮多糖。
4. 复合糖
是糖与非糖物质的结合物,常见的是与 蛋白质结合。
以蛋白质为主,连接若干糖分子的为糖 蛋白;
以糖(糖胺聚糖)为主,连接若干肽链 的为蛋白聚糖。
练习题
果糖是左旋的,因此它属于L-构型 景天庚糖是一个七糖 D-果糖是左旋糖 葡萄糖和半乳糖是不同的单糖,但α-葡萄糖和
防止细菌、病毒侵袭 识别外来细胞
肿瘤特异性抗原活性的鉴定
如:胎甲球蛋白——肝癌患者
② 蛋白聚糖(proteoglycan)
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。
糖含量可超过95%,总体性质与多糖更接近。
透明质酸
硫酸角质素 硫酸软骨素
连接蛋白 核心蛋白
提要
糖是一类多羟基醛或多羟基酮及其缩合 物和衍生物的总称;分为单糖、寡糖和 多糖。
A、麦芽糖 B、乳糖 C、棉子糖 D、葡萄糖
棉子糖是( )
A、还原性二糖 C、还原性三糖
B、非还原性二糖 D、非还原性三糖
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20. 10.1920 .10.19 Monday , October 19, 2020
人生得意须尽欢,莫使金樽空对月。1 4:27:42 14:27:4 214:27 10/19/2 020 2:27:42 PM
CH C H 2O H
二糖
自然界,特别是植物中含有许多糖苷。
如:洋地黄苷;皂苷
⑦脱水作用
糠醛和羟甲基糠醛与某些酚类作用,生成有色缩合物, 可用于鉴定糖。
Molisch试验:
α- 萘酚+糠醛/羟甲基糠醛 → 紫色
Seliwanoff反应:
间苯二酚 + HCl + 酮糖→红色 醛糖 →浅色
第Ⅰ篇 生物分子
第一章 糖类化学
1.1 概述
1. 糖的概念
糖类(carbohydrate 或 saccharide) :是一类多羟基 醛或多羟基酮及其缩合物和衍生物的总称。
分子式通常以Cn(H2O)n 表示,习惯上称 “碳水化 合物”。
鼠李糖(C6H12O5 ) 脱氧核糖(C5H10O4 )
规定:甘油醛OH在*C右边,为D型 OH在*C左边,为L型
单糖的D、L异构体
以单糖分子中离羰基最远的不对称碳原子上的羟 基的空间排布与甘油醛相比较:
D-型:-OH在*C右边 L-型:-OH在*C左边
D-甘油醛衍生的C4~C6的单糖
D-甘油醛
D-赤藓糖
D-苏糖
D-核糖
D-阿拉伯糖
D-木糖
D-来苏糖
具有还原性,有变旋作用
1.3.2 三糖
棉子糖(raffinose)
蜜二糖
蔗糖
无还原性
1.4 多糖
多糖在水溶液中不能形成真溶液,只能形成胶体; 没有甜味;无还原性;有旋光性,但无变旋现象。








1.4.1 同聚多糖(均一多糖)
1. 淀粉(starch)
淀粉是植物的贮存多糖。 各种植物淀粉含量不同:
3. 纤维素(cellulose)
自然界最丰富的有机物质。
纤维素→ 纤维素糊精 → 纤维二糖 → 葡萄糖
用途
纤 维 素
4. 琼胶(agar)
单糖组成为L-或D-半乳糖。
琼胶吸水膨胀,不溶于冷水,可溶于热水成 溶胶,冷却后成凝胶。
作用:细菌培养基; 电泳支持物; 食品工业
5. 几丁质(chitin)—壳多糖,甲壳质
可区分酮糖、醛糖
1.3 寡糖
1.3.1 二糖 1.蔗糖(sucrose)
α- 葡萄糖(1→2) β-果糖苷
无还原性,无变旋作用
2.麦芽糖(maltose)
具有还原性,有变旋作用
异麦芽糖
3.乳糖(lactose)
C H 2O H
OH
O
CH2OH
O
OH
O
OH
OH
OH
OH
半乳糖- β(1→4)-葡萄糖苷
N-乙酰氨基葡萄糖通过β – 1,4方式连接的同聚多糖
NH2
NH2
壳聚糖(甲壳胺)
•药物(提高免疫力、防治动脉硬化、抗肿瘤、排毒等) •环保药剂(净水剂、重金属吸附、絮凝剂) •食品保存、面膜
C a 2 +
1.4.2 杂聚多糖(不均一多糖)
1.糖胺聚糖(粘多糖)
是一类含氮的杂聚多糖;以氨基己糖和糖醛酸 组成的二糖单位为基本结构单元。
H
H
OH O
H
H O HH O H H O OH
H O HH
OH HO OH
H
OH
H
OH
C H2O H
C H 2O H
α- D-呋喃型 葡萄糖
β- D-呋喃型 葡萄糖
五元环 呋喃型
H
H
C H 2 O H CH2OH
α- D-吡喃型
β- D-吡喃型
葡萄糖
葡萄糖
六元环
吡喃型
根据单糖成环后,C1上-OH的位置,将糖的环式结构分 为α-型和β-型。
D-果糖
2. 环状结构
1893年,E.Fischer提出单糖分子环状结构学说。
H O H C
H O H
O H H
HO O H
H
C H 2 O H
α-D-葡萄糖
H O H 2C
O H
C
H O
H
H
O HO
H
O H
H 2C
α-D-果糖
异头物
H OH C
HO
H
C
H O HHO H
C
C
H
OH
H
O
OH
H
OH
透明质酸(hyaluronic acid) 肝素(heparin)
β – 1 3
D -
N -
2. 细菌多糖
革兰氏阳性菌(G+)
肽聚糖 磷壁酸
革兰氏阴性菌(G-)
肽聚糖 脂多糖 磷脂、脂蛋白
① 肽聚糖(peptidoglycan)
N-乙酰葡萄糖胺(NAG)和N-乙酰胞壁酸(NAM) 以β – 1,4键连接成二糖
α-型: 与决定直链结构构型(D或L)的碳上 的-OH在同侧
β-型: 与决定直链结构构型(D或L)的碳上的-OH在异侧
Haworth 投影式
以C5上-CH2OH和半缩醛 羟基的含氧环上的排布决 定:
氧环上的碳原子按顺时针 方向排列时,-CH2OH , 在平面之上,为D-型;平 面之下,为L-型。
甲醛(CH2O ) 乙酸( C2H4O2 )
CHO
(R)
H
OH
(S)
OH
H
(R)
H
OH
(R)
H
OH
CH2OH
葡萄糖
CH2OH
CO
(S)
OH
H
(R)
H
OH
(R)
H
OH
CH2OH
果糖
植物干重90%
2. 生物学作用
供给能量—主要功能
淀粉、纤维素等
结构功能
纤维素、粘多糖等
动物干重2%
糖类具有复杂的多方面的生物活性和功能
多糖(polysaccharide):多个单糖分子缩合而 成的长链结构。
同聚多糖(均一多糖)和杂聚多糖(不均一多糖)
1.2 单糖
1.2.1 单糖的结构
1.链状结构
CHO
C H O C = O
(*CHOH)n
( * C H O H ) n - 1
CH2OH
醛糖
C H 2 O H
酮糖
甘油醛
香菇多糖、 1,6-2磷酸果糖、肝素等
3 . 糖的分类
根据含糖单位的数目,可分为:单糖、寡糖和多糖 单糖(monosaccharide)
根据所含碳原子数目,又可分为丙糖、丁 糖、戊糖、 己糖。
寡糖(oligosaccharide):2~10个单糖分子缩合 而成的短链结构。
分为二糖(双糖)、三糖等
1. 单糖
丙糖中的醛糖是甘油醛,有一个*C,构 型有D-型和L-型之分。
可视为D-甘油醛衍生物的糖为D-糖; 可视为L-甘油醛衍生物的糖为L-糖。
自然界中的单糖多为醛糖;以己糖最普 遍,最重要,戊糖次之。 己糖中葡萄糖分布最广。
己糖多以较稳定的1:5氧桥的六元环结构存在, 为吡喃型己糖; 1:4氧桥的五元环结构糖为呋喃 型己糖。
戊糖以呋喃型结构存在。
依据C1-OH的空间位置,糖分为α-型和β-型两类, 他们互为异头物。
单糖具有旋光性;能与酸、碱作用;不同条件下 氧化产生不同类型的酸;能被还原成醇;有成酯、 成糖苷、成腙、成脎反应,常借助这些反应分析、 鉴定糖。
2. 寡糖
重要的是二糖,常见的是蔗糖、麦芽糖、 乳糖。
1.2.2 单糖的性质
常见单糖
醛糖
酮糖
丙糖 丁糖 戊糖 己糖 庚糖
甘油醛
二羟丙酮
赤藓糖
赤藓酮糖
核糖、脱氧核糖
木酮糖、核酮糖
半乳糖、甘露糖、葡萄糖 果糖
景天庚酮糖
1. 物理性质
旋光性
α 左旋糖;右旋糖
糖的旋光性用旋光率表示
α t
D t = D L × × 1 C 0 0
变旋性
α-葡萄糖 平衡 β-葡萄糖
淀粉在冷水中不溶解;加热可吸收水膨胀成糊状。
淀粉在酸和体内淀粉酶的作用下降解,最终水解 产物为葡萄糖。
遇碘
淀粉→ 红色糊精→ 无色糊精 →麦芽糖→葡萄糖
紫蓝 红色
不显色 不显色
7.5%HCl,室温放置7日,形成可溶性淀粉
2. 糖原(glycogen)
动物体内的贮存多糖 由α- D-葡萄糖构成的同聚多糖 遇碘产生红色
Fehling试剂
末端醇基的氧化酸
葡萄糖酸
葡萄糖醛酸
葡萄糖二酸
酮糖对溴的氧化作用无影响;可由此将酮糖和醛 糖分开。
强氧化剂下,酮糖在羰基处断裂,形成两个酸。
②单糖的还原
③单糖的成脎作用
葡萄糖苯腙
葡萄糖酮苯腙
葡萄糖苯脎
糖脎为黄色结 晶,难溶于水
各种糖生成的糖脎结晶形状与熔点都不相同, 因此,常用糖脎的生成以鉴定各种不同的糖。
踏实肯干,努力奋斗。2020年10月19 日下午2 时27分 20.10.1 920.10. 19
在D-型中,半缩醛羟基 在平面之下,为α-型;平 面之上,为β-型。
3. 构象
吡喃型己糖主要以椅式构象存在 椅式构象又分为C1和1C两种
C1构象:体积大的取代基(-OH、-CH2OH)在e键 1C构象:体积大的取代基(-OH、-CH2OH)在a键
在溶液中,α- D-葡萄糖、β- D-葡萄糖分别占总糖 含量的36%和63%,链式结构的葡萄糖仅占总糖含量 的1%以下。
大麦 小麦 玉米
米 马铃薯
63.5% 67% 67% 70~80% 13~23%
ห้องสมุดไป่ตู้
天然淀粉由直链淀粉和支链淀粉两种成分组成 直链淀粉(amylose)
链长约250~300个葡萄糖分子。 直链淀粉遇碘呈蓝紫色。
直链淀粉的空间结构: 空心螺旋状
支链淀粉(amylopectin)
支链淀粉比直链淀粉大,约相当于6000个或更多的葡萄糖 分子组成。 支链淀粉遇碘呈紫红色。
D-葡萄糖 D-甘露糖
D-半乳糖
旋光性
凡是带有不对称碳原子的化合物都具有旋光性, 可使偏振光旋转。
右旋:d 或 + 表示 左旋: l 或 - 表示
D、L与+、-之间无必然联系 如:D-葡萄糖、D-果糖,旋光方向分别为+、-; L-葡萄糖、L-果糖,旋光方向均为-。
二羟丙酮
D-赤藓酮糖
D-核酮糖 D-木酮糖
例外:
④单糖的异构化作用
⑤成酯作用
单糖与酸作用成酯 生物化学上较重要的糖酯是磷酸酯。
⑥成苷作用
环状单糖的半缩醛羟基容易和醇或酚发生缩合反 应,生成糖苷。
H
OH
C
(C H O H )n O + R -O H
CH C H 2O H
H O R 配基(配糖体)
C
(C H O H )n O
安全象只弓,不拉它就松,要想保安 全,常 把弓弦 绷。20. 10.1914 :27:421 4:27Oc t-2019- Oct-20
加强交通建设管理,确保工程建设质 量。14:27:4214 :27:421 4:27M onday , October 19, 2020
安全在于心细,事故出在麻痹。20.10. 1920.1 0.1914:27:4214 :27:42 October 19, 2020
β-葡萄糖是相同的单糖 D-型单糖光学活性不一定都是右旋 己糖有8种异构体 麦芽糖是由葡萄糖和果糖构成的双糖
下列糖( )不是还原糖
A、 D-果糖 B、 D-半乳糖
C、乳糖
D、蔗糖
分子式为C5H10O5的开链醛糖有多少个可能的异构体( )
A、2 B、4 C、8 D、16
下列糖中( )为非还原糖
+112.2º +52.5º +18.7º
甜度
果糖>转化糖>蔗糖>葡萄糖>木糖>鼠李糖>麦芽糖>半 乳糖>棉子糖>乳糖
溶解度
溶于热水;不溶于有机溶剂。
2. 化学性质
① 单糖的氧化作用
某些弱氧化剂(Cu2+、Ag+等)在碱性条件下使糖氧化成糖酸。 常用于还原糖的定性及定量——Fehling定糖法
②脂多糖(lipopolysaccharide)
由外层专一性寡糖链、中心多糖链及脂质三 部分组成。
3. 复合糖
糖与脂类、蛋白质等非糖物质共价结合,形成脂多 糖、糖脂、糖蛋白和蛋白聚糖等,称为复合糖或结 合糖。
① 糖蛋白(glycoprotein)
总体性质接近蛋白质,糖含量变化大。 生理功能:
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