1糖化学生化全解

CO2
光合
作用
分解代谢
糖
一切含碳物质
碳
糖
按组成 分类
单糖 寡糖
按羰基位置
合成 代谢
来
源
按C原子数目 （丙、丁、戊、己等） （醛糖、酮糖）
多糖 • 复合糖：与非糖物质结合的糖。
如：糖蛋白等。 • 衍生糖：糖的衍生物。 如：糖酸、糖胺等 。
二、单糖的结构
H HO 单糖分子都有不对称C原子， H 都有旋光异构体。 H
O CCH3
O CCH3
O CCH3
O CCH3
基本单位是乙酰氨基葡萄糖
（六）糖胺聚糖（粘多糖） 透明质酸（存在于动物的结缔组织中）
粘多糖
硫酸软骨素（体内最多，为软骨主要成分）
肝素 （存在于肝、肺、肠黏膜等组织）
项
目
生理功能
分
布
透明质酸
硫酸软骨素 A、B、C 肝素
有吸水性，有粘合 眼球玻璃体、角 与保护细胞的作用 膜、关节等处
苷键 类型
糖蛋白也与肿瘤特异性 抗原活性鉴定有关
（二）糖脂与脂多糖
糖脂
N-酰基神经醇糖脂
细胞膜含有各种糖脂，脂多 糖是革兰氏阴性细菌细胞壁 具有的复合多糖。
甘油醇糖脂 脂多糖
ABO血型物质
O型:分泌H型物质(Fuc) 岩藻糖 A型:在H型上加N-乙酰氨
基葡萄糖(GalNAc)
B型:在H型上加半乳糖 (Gal)
降血脂、抗凝血 抗凝血 软骨
肝、肺、血管壁等
透明质酸
• 由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖以β-1,3和β-1,4 糖苷键交替连接而成，存在于动物的结缔组织、眼 球的玻璃体、角膜、关节液中。
因有较强的酸性，是一种酸性杂多糖，它们通 过共价键与蛋白质连接构成蛋白聚糖。
硫酸软骨素 • 是体内最多的粘多糖，由N-乙酰半乳糖胺硫
酸酯与葡糖醛酸组成，是软骨的主要成分。
分A、B、C三种
肝素 • 肝素存在于肺、血管壁、肠粘膜等组织中， 是动物体内一种抗凝血物质。由2-硫酸艾 杜糖醛酸与二硫酸氨基葡萄糖以β-1,4和α1,4糖苷键交替连接而成。
肝素
1、肽聚糖
( 七)细菌多糖**
又称胞壁质（ murein） ，是构成细菌细胞壁基本骨架 的主要成分。是一种多糖与氨基酸链相连的多糖复合物。
质，经透析、浓缩后再加乙醇得粗多糖产物。
• 3、黏多糖的提取
（1）碱液提取法（软骨素）：糖肽键对碱不稳定 • 原料经预处理后用0.5mol/L NaOH溶液4 ℃提取，后用酸中和 。蛋白质可用调pH、加热或用陶土吸附法去除，最后用乙醇 沉淀可获得成品。
（2）蛋白水解酶消化法（用此法从组织中释放出黏多糖）
• 4、季铵盐络合法
• 黏多糖的聚阴离子与某些表面活性物质，如十六烷基三甲基
溴化铵中的季铵基阳离子结合生成季铵络合物，这些络合物
在低离子强度的水溶液不溶解。当离子强度增大时，这些络 合物可以解离并溶解。
（二）多糖的纯化
• 5、制备性区带电泳
• 根据多糖的分子大小、形状及所带电荷的不同，可用 电泳法分离。
• 2、特征黏度法
• 用粘度计检测已知相似结构的多糖，决定K值（η=KM2），
然后测出待测多糖的特性黏数η，计算待测多糖的分子量
多糖的分离纯化及降解
• （一）多糖的提取与分离
• 1、胶类：木聚糖及半乳糖等，难溶于水，溶于稀碱液 • 原料粉碎后用0.5mol/L NaOH水溶液提取，提取液经 中和及浓缩等步骤，最后加入乙醇，即得粗糖沉淀物 • 2、易溶于温水，难溶于冷水的多糖，可用70~80℃热 水提取，提取液用氯仿：正丁醇（4:1）混合除去蛋白
当碘分子进入 螺旋圈时，淀 粉的羟基为电 子供体，碘分 子为电子受体 形成淀粉-碘 精
无色糊精
麦芽糖
（二）糖原 动物体内的贮存多糖，贮存于动物的肝脏和肌肉中。 糖原结构与支链淀粉相似，分支比支链淀粉多，每个分 支平均长度为 12-18 个 G 分子，与碘作用显红紫色。
肝素
淀 粉 纤 维 素
糖复合物（糖缀合物）
是糖类的还原端和其他非糖组分以共价键结合的产物 糖蛋白和糖脂 （一）糖蛋白与蛋白多糖 糖蛋白（主要性质接近蛋白质） 蛋白多糖（性质以多糖为主） N-糖苷键(Asn的氨基与糖半缩醛-OH间形成) O-糖苷键(Thr、Ser等的-OH与糖半缩醛-OH 间形成)
糊化作用 天然淀粉 凝沉作用
糊化淀粉
凝沉淀粉
⑵淀粉的凝沉作用 （老化、回生作用） 凝沉作用：糊化后的淀粉溶液，经缓慢冷却或长期放置， 会变成不透明甚至产生沉淀的现象。
凝沉作用可 视为糊化作 用的逆转
糊化是由于受热，淀粉分子内和分子间的氢键断裂 两种 淀粉粒中晶形或非晶形有序状态变成无序状态。
作用 比较
一、多糖的分类 植物多糖 (二 ) (一 ) 动物多糖 生理功能 来源 微生物多糖 海洋生物多糖 (三 ) 构成成分
贮存多糖
结构多糖
同聚多糖 (由一种单糖缩合而成） 杂聚多糖 (由不同的单糖缩合而成) 粘多糖 (一类含氮的不均一多糖) 结合糖 (糖和蛋白质、脂等非糖物质的化合物)
同聚多糖
杂聚多糖
糖 原
糖脂类
• 脂类与糖的缩合物。 • 种类：脑苷脂、 神经节苷脂、 脂多糖、 • 功能：主要在细胞膜表 面，是细胞识别的分子 基础。
二、重要多糖的化学结构与生理功能 （一）淀粉 1、淀粉的结构 直链淀粉
a -1.4G糖苷键
直链淀粉分子构象 呈左手螺旋，每个 螺旋圈由6个G组成。
支链淀粉a -1.4、a -1.6G糖苷键
支链 淀粉 组成
O H 1 O OH
CH2 6
非还原端
4 HO
H OH H
H 4
H OH H
H
含6000以上的G分子 有50个分支 分支间隔为8-9G残基 每个分支有24-30G
CH2OH H 4 HO H OH H O H 1 OH H O
CH2OH H 4 H OH H O H OH 1 H O
细菌
多糖的理化性质测定
• （一）多糖的含量测定
• 硫酸-蒽酮法或硫酸-苯酚法
• 蒽酮和多糖中的己糖基、戊糖醛和己糖 酸发生反应，生成蓝绿色，在620nm处 有最大吸收，通过标准曲线查出溶液中 多糖含量
多糖的理化性质测定
• （二）多糖的纯度分析
• 1、电泳法
• 醋酸纤维素薄膜电泳、纤维玻璃纸电泳、聚丙烯酰
• 6、固定化凝集素的亲和层析法
• 凝集素能专一地、可逆地与游离和复合糖类中的单糖 和寡糖相结合，利用固定化凝集素亲和层析可分离纯 化糖蛋白，不破坏糖蛋白活性。如固定化的刀豆凝集
素，能专一的与甘露糖基结合。
（三）多糖的降解
• 1、化学降解法（肝素、甲壳素）
• 肝素降解：亚硝酸控制降解法，亚硝酸首先作用于肝素分 子中的N-硫酸葡萄糖胺单位，脱去HSO4- 形成-NH2， -NH2 与HNO2发生重氮化反应，再放氮的同时糖苷键断裂，电子 转移，缩合生成2,5-脱氢甘露糖或脱氢甘露糖醇，可得到分
胺凝胶电泳及琼脂糖电泳等，然后进行显色。
• 2、凝胶柱层析法
• Sephadex G-150,G-200,G-25,g-75或DEAE纤维素
• 3、紫外扫描法，可检查多糖中是否有核酸或蛋白
质类物质
多糖的理化性质测定
• （三）多糖的分子量测定
• 1、凝胶柱层析法（样品少）
• 用不同型号的Sephadex或Sepharose，首先测定一系列结构相 似的已知分子量的多糖做标准曲线，洗脱液的显色用硫酸-蒽 酮法或硫酸-苯酚法
(三)葡聚糖
右旋糖苷——是酵母菌及某些细菌中的贮存多糖
• 结构：主链：α- 1,6糖苷键； 支链： α- 1,3和α- 1,4糖苷键 • 功能：降低血粘度、抗血栓、改善 微循环、利尿
（四）纤维素 纤维素是由b -D-葡萄糖通过b -1，4葡萄糖苷键结合成的 线型大分子，无分支结构。 纤维素
纤维素糊精 纤维二糖 葡萄糖
除反刍动物胃 外，一般动物 胃无纤维素酶 不能消化纤维素
纤维素
作为植物的骨架
β-1,4-糖苷键
纤维中纤维素分子以氢键构成微晶束
（五）壳多糖（ 几丁质、甲壳素） 是 N-乙酰-D-葡萄糖胺，以 b -1 ， 4 糖苷键缩合形成的线 性同多糖其结构、功能均与纤维素相似。。 由于氢键比纤维素 CH2OH CH2OH 6 6 CH2OH 6 CH2OH 6 O O O O HH HH HH HH 多，所以比纤维素 O 4OH H1 O 4OH H1 O 4OH H1 O 4OH H1 O 坚硬，是昆虫、甲 H H H Hb H NH H NH H NH H NH 壳动物的结构材料
第一篇
生命的分子基础
第 一 章
糖的化学
内容提要
绪论 概 述
糖的生物学意义
糖的分类
分
类
多糖的分类
多糖的化学结构
理化性质 生物功能 分析分离
多糖的理化性质测定
多糖的提取、纯化和降解
第 一节 概述 一、糖的概念、分布
所有生命机体中，其中： •植物：含糖量占其干重的85-90%； •微生物：含糖量占其菌体干重10-30%； •动物：含糖量不超过其干重的2%。 组成糖类化合物的主要元素 为C、H、O • 俗称 碳水化合物 Cn(H2O)m（不够全面） • 化学定义 多羟基醛或酮及其缩聚物和 衍生物的总称。
• 2、凝胶过滤法 • 利用凝胶具有立体网状结构，当含有不同聚合 度的糖溶液流经适当的凝胶柱时，小分子易于 扩散进入孔中，而大分子则不易扩散，洗脱时 ，大分子的糖比小分子的先洗脱下来。
（二）多糖的纯化
• 3、离子交换层析：DEAE-纤维素，适于分离各种酸性、
中性多糖，在pH为6时酸性多糖吸附于交换剂上，中性多糖 不吸附，然后用逐步提高盐浓度的洗脱液进行洗脱进而达到 分离。