生物化学糖类简介
生物化学笔记糖类概述
一、糖的命名糖类是含多羟基的醛或酮类化合物，由碳氢氧三种元素组成的，其分子式通常以Cn(H2O)n 表示。
由于一些糖分子中氢和氧原子数之比往往是2:1，与水相同，过去误认为此类物质是碳与水的化合物，所以称为"碳水化合物"(Carbohydrate)。
实际上这一名称并不确切，如脱氧核糖、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。
只是"碳水化合物"沿用已久，一些较老的书仍采用。
我国将此类化合物统称为糖，而在英语中只将具有甜味的单糖和简单的寡糖称为糖(sugar)。
二、糖的分类根据分子的聚合度分，糖可分为单糖、寡糖、多糖。
也可分为：结合糖和衍生糖。
1.单糖单糖是不能水解为更小分子的糖。
葡萄糖，果糖都是常见单糖。
根据羰基在分子中的位置，单糖可分为醛糖和酮糖。
根据碳原子数目，可分为丙糖，丁糖，戊糖，己糖和庚糖。
2.寡糖寡糖由2-20个单糖分子构成，其中以双糖最普遍。
寡糖和单糖都可溶于水，多数有甜味。
3.多糖多糖由多个单糖（水解是产生20个以上单糖分子）聚合而成，又可分为同聚多糖和杂聚多糖。
同聚多糖由同一种单糖构成，杂聚多糖由两种以上单糖构成。
4.结合糖糖链与蛋白质或脂类物质构成的复合分子称为结合糖。
其中的糖链一般是杂聚寡糖或杂聚多糖。
如糖蛋白，糖脂，蛋白聚糖等。
5.衍生糖由单糖衍生而来，如糖胺、糖醛酸等。
三、糖的分布与功能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80%，微生物干重的10-30%，动物干重的2%。
糖在植物体内起着重要的结构作用，而动物则用蛋白质和脂类代替，所以行动更灵活，适应性强。
动物中只有昆虫等少数采用多糖构成外骨胳，其形体大小受到很大限制。
在人体中，糖主要的存在形式:(1)以糖原形式贮藏在肝和肌肉中。
糖原代谢速度很快，对维持血糖浓度衡定，满足机体对糖的需求有重要意义。
(2)以葡萄糖形式存在于体液中。
《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
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，
糖类知识点总结笔记—生物化学
糖类知识点总结笔记—生物化学一、概述1.糖类是多羟醛、多羟酮或其衍生物，或水解时能产生这些化合物的物质2.糖类的生物学作用●细胞的结构成分（纤维素、几丁质(壳多糖）和肽聚糖）●提供能量（植物淀粉，动物糖原）●在生物体内转变为其他物质（代谢的碳骨架）●作为细胞识别的信息分子（糖蛋白的糖链可能起着信息分子的作用）3.糖类的分类与命名●单糖：不能被水解成更小分子的糖类，也称简单糖，如葡萄糖、果糖和核糖等●寡糖：2-10个单糖分子缩合并且以糖苷键相连（定义具有争议）●多糖：水解时产生20个以上单糖分子的糖类●同多糖（均一性多糖）：水解时只产生一种单糖或单糖衍生物，如糖原、淀粉、壳多糖等●杂多糖（不均一性多糖）：水解时产生一种以上的单糖或单糖衍生物，如透明质酸、半纤维素等●复合糖或糖复合物：糖类与蛋白质、脂质等生物分子形成的共价结合物如糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂等二、旋光异构1.D、L是一种相对构型，在氨基酸和糖类的构型标记中，一般采用这种方法，与旋光性无关2.旋光性用（+），（-）表示，物质的旋光性需要通过实验测得。
与D，L 构型无关3.手性指实物与镜像不能重合，具有手性的分子叫手性分子。
具有手性的分子具有旋光性4.手性碳原子，与四个不同基团相连的碳原子，与分子是否具有手性无关5.D、L构型由甘油醛（二羟丙酮）的构型决定（由其上的羟基位置决定）6.半缩醛碳原子称为异头碳原子，异头碳的羟基与末端手性碳原子的羟基具有相同取向的异构体称为α异头物。
7.差向异构体是非对映体8.开链单糖形成环状半缩醛时，最容易出现两种构型，吡喃型和呋喃型，一般两种构型都存在，D-葡萄糖主要以吡喃糖存在，更稳定。
三、单糖1.变旋现象：变旋现象是指许多单糖、新配制的溶液发生旋光度改变的现象。
变旋是由于分子立体结构发生某种变化的结果。
这是a和β异头物自发互变所导致2.α-D-葡萄糖和α-D-半乳糖是差向异构体3.单糖的性质●甜度通常用蔗糖作为参考物，以它为100，果糖几乎是它的两倍，其他天然糖均小于它●物理性质●几乎所有的单糖及其衍生物都有旋光性，许多单糖在水溶液中发生变旋现象。
生物化学 糖类
作业
• 一、名词解释 糖类 • 二、填空题 1. 糖类是具有________或________结构的一大类化合物。根据其分子大小可 分为_________、_______和_______三大类。 2. 判断一个糖的D-型和L-型是以__________ 碳原子上羟基的位置作依据。 3. 糖类物质的主要生物学作用为 (1) _______________________________； (2)_______________________________； (3)________________________________ 。 4. 糖苷是指糖的_______________和醇、酚等化合物失水而形成的缩醛(或 缩酮)等形式的化合物。 5. 蔗糖是由一分子_________ 和一分子_________ 组成，它们之间通过 ______ 糖苷键相连。 6. 麦芽糖是由两分子_______ 组成,它们之间通过________ 糖苷键相连。 糖苷 糖苷键
六、多 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
糖蛋白：蛋白质与寡糖链形成的复合物。 蛋白聚糖：蛋白质与糖胺寡糖（含氨基己糖或乙酰氨基糖）链形成的 复合物。 两种不同类型糖苷键： N-糖苷键 糖苷键（肽链上的Asn的氨基与糖基上的半 糖苷键 缩醛羟基形成）；O-糖苷键 糖苷键（肽链上的Ser或Thr的羟基与糖基上的半 糖苷键 缩醛羟基形成）
OH
O
1
OH
OH OH
CH2OH
半缩醛 呋喃糖
HO-CH O
4
OH
1
OH OH
Harworth式环状单糖结构的写法 式环状单糖结构的写法
D-葡萄糖的异头体结构 葡萄糖的异头体结构
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。
2.蛋白聚糖聚集体：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。
6.N-糖肽键：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。
7.O-糖肽键：：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 ——糖类化学
α-型
β-型
α-D-吡喃葡萄糖 α-D-呋喃葡萄糖 Haworth式
Fisher式改为Haworth式遵循的原则：
①顺时针画平面，直链碳链右边 -OH 写在 下面，左边 -OH写在环上面 ②未成环碳原子的，如果直链环向右，写在 环之上，反之写在环之下 环状结构中由于链内的缩醛反应第一碳原子 是不对称状态，与其相连的氢和羟基的位置 有两种可能的排列方式，因而有两种构型。 半缩醛羟基在平面以下为α-型，在平面以上 为β-型。二者互为异头体(异头物anomer)。 属于特殊的差向异构体 （清华117、华中P27）。
一般醛类在水溶液中只有一个比旋光度， 但新配制的葡萄糖水溶液的比旋光度随时 间而变化： ＋112 .2° ＋52 .5° ＋18 .7°
鉴于此，1893 E.Fischer提出了葡萄糖的 分子环状结构学说： 即 C5羟基与C1醛基形成1 — 5氧桥 C4羟基 与 C1醛基形成1—4氧桥
（二）通式
C H2OH C O CH2OH
二羟丙酮
二、单 糖 链状 结 构 （清华114、华中P23）
1、理论依据 葡萄糖开链结构的实验证据： ①葡萄糖能与Fehling试剂起反应（有醛基） ②葡萄糖能与乙酸酐反应，产生具有5个乙酰 基的衍生物（有5个羟基） ③葡萄糖经纳汞齐作用，被还原成山梨醇（6 个C连成一条直链）
【生物化学】第九章 糖类生物化学
D(-)-甘油醛
D(-)-苏阿糖
L(+)-赤藓糖 L(+)-苏阿糖
戊 糖
丙 糖
L(+)-甘油醛
丁 糖
醛糖构型谱系
D(-)-阿洛 糖 D(-)-阿卓 糖 D(-)-葡萄 糖 D(-)-甘露 糖 D(-)-古洛 糖 D(-)-艾杜 糖
D(-)-半乳 糖
D(-)-塔罗 糖
L(+)-塔罗 糖 L(+)-半乳 糖 L(+)-艾杜 糖 L(+)-古洛 糖 L(+)-甘露 糖
⑵ 由羟基产生的性质：单糖有半缩醛羟 基和醇性醛基
① 酯化反应 生物体内单糖与磷酸生成各种磷酸酯、是糖代谢 的中间产物—活性形式，需能，体外不易发生
果糖1，6-二磷酸
② 成苷作用
单糖半缩醛羟基很容易与另一个化合物羟基反应 失水而形成缩醛式衍生物，通称糖苷。由于单糖 有两种形式α型、β型，故有两种糖苷α和β
⒉ 单糖的化学性质
⑴ 醛基或酮基参加的反应 ①单糖氧化
碱性溶液中，醛基或者酮基变成非常活泼的烯二醇，具有 还原性，能还原金属离子如Cu2+等离子，同时糖本身得以 氧化成糖酸及其他产物。
醛糖
醛糖酸
例如血糖的定量测定计根据此原理
② 单糖还原：醛基和酮基被还原成醇
硼氢
差
化钠
向
异
构
体
③ 成脎作用：醛基和酮基与苯肼、HCN、羟胺等 起加合作用
③ 脱水作用：单糖与盐酸作用即产生糠醛能与 酚类化合物产生结构尚不明了的各种有色物质
糠醛是塑料和医药工业的重要原料
④ 氨基化作用：单糖分子中的羟基被氨基取代称 为糖胺。 自然界存在的天然氨基糖多以乙酰氨基糖的形式存 在如
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。
生物化学第一章-糖类
四种重要的己糖
葡萄糖
甘露糖
半乳糖
果糖
重要的戊糖
D-核糖
D-脱氧核糖
2、单糖的重要衍生物 1）糖醇：性质稳定、甜。如：
甘露醇：降压、药物、药物辅料。 山梨醇：氧化形成葡、果、山梨糖； VitC的原料 肌醇：对糖脂代谢有调节作用、B族Vit、 从玉米淀粉或微生物发酵制取。
2）糖醛酸：
单糖伯醇基氧化而得。
四、多糖
（一）多糖的概念：
1、概念：由多个单糖以糖苷键相连而成 的高分子聚合物。
方向：左：非还原端；
右：还原端。
2、多糖的性质： 胶体溶液、 无甜味、 无还原性、 有旋光性，但无变旋现象。
3、多糖的结构： • 一级结构：①单糖的组成；
②糖苷键的类型；
③单糖的排列顺序而异。
• 二级结构：取决于一级结构，指其分子
细胞表面 识别标记 －糖
（四）分类
• 按其水解情况分类： • 单糖：凡不能被水解为更小分子的糖称~。 如： 核糖、葡萄糖。 • 寡糖：凡能被水解成少数（2—10个）单 糖分子的糖称~。 如：蔗糖 = 葡萄糖+果糖
• 多糖：凡能被水解成多个单糖分子的糖称 ~。 如：淀粉 n葡萄糖 • 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 。
葡萄糖醛酸：肝脏解毒剂； 半乳糖醛酸：存在果胶中。
3）糖胺：氨基葡萄糖
糖分子中的一个羟基被氨基取代。 如：D-氨基葡萄糖（几丁质）
半乳糖胺（软骨素）
三、寡糖
1、概念：少数单糖（2-10个）缩合的聚合物。
2、分布：自然界分布的主要是双糖、三糖，
3、结构：①单糖的组成；
②糖苷键的连接方式；
生物化学--糖类
9-9
某些单糖衍生物具有重要的生物学作用
- 某个-OH被另一 基团所取代
葡糖胺 N-乙酰 葡糖胺
(cf. p217)
半乳糖胺
甘露糖胺
磷酸化的 保糖/活化 作用 G6P
胞壁酸 乳酸基 岩藻糖 鼠李糖
N-乙酰胞壁酸
- 某个C被氧化成 羧基
葡糖醛酸 葡糖酸 葡糖酸内酯
甘油基
N-乙酰神经氨(糖)酸
9-11
自学
- 鉴别醛/酮糖
Seliwanoff试剂(间苯二酚)：酮糖在20-30秒内生成鲜红 色，醛糖反应慢且颜色浅，增加浓度或长时间煮沸才有 较弱的红色(但蔗糖容易水解而显色)
- 鉴定戊糖
Bial反应：甲基间苯二酚与戊糖生成深蓝/鲜绿色沉淀，可 溶于正丁醇；己糖生成不溶性的灰绿或棕色沉淀
- 鉴定单糖
Barford反应：微酸条件下与铜反应，单糖在3分钟内即可 显色，寡糖则要20分钟以上
自学
单糖的构象
conformation
- 一个分子中不改变共价键结构、原子仅在单键周围 旋转所产生的空间排列，表现为一组连续变化的 结构而不是单个的可分离的立体化学形式
- 构象改变时不要求共价键断裂和重新形成
Conformations of -D-glucopyranose
2种
6种
- 椅式构象通常要比船式等的构象更稳定：
㈡ 普通单糖具有环状结构
实验 观察
(cf. p209)
- 新制备Glc溶于水时比旋随时间延长而变： +112˚ +52.7˚ - 重结晶后再溶于水时比旋亦发生相应变化： +19˚ +52.7˚ - 结晶态Glc可能具有不同于溶解态的形式 - 丁醛糖(4C)和所有5C以上的单糖在水溶液中均 主要以环状结构的形式存在：羰基C与分子内 的某个羟基O之间形成共价连接而环化，是为 半缩醛/酮(故仅能与一分子醇反应!) - 环状半缩醛/酮比其链式结构多一个C*而具有两 种立体异构形式，是为异头物(anomer)；相应的 异头C则是惟一一个与两个O结合、与醛/酮糖中 的羰基C一样为单糖中氧化数最高的
生物化学糖类课件
糖类的水解反应
总结词
糖类的水解反应是指糖类分子在酸或酶 的作用下，被水分子分解成单糖或寡糖 的过程。
VS
详细描述
糖类的水解反应是生物体内糖类分解代谢 的重要过程之一。在酶的作用下，多糖或 寡糖被水分子分解成单糖或寡糖。这个过 程是可逆的，单糖或寡糖可以在特定条件 下重新合成多糖或寡糖。
糖类的分类
总结词
糖类可以根据分子结构和组成的不同分为单糖、双糖和多糖。
详细描述
根据分子结构和组成的不同，糖类可以分为单糖、双糖和多糖。单糖是最简单的糖类，由一个分子构成的糖；双 糖由两个单糖分子连接而成，常见的双糖有蔗糖、麦芽糖等；多糖由多个单糖分子连接而成，常见的多糖有淀粉 、纤维素等。
糖类的生物学功能
单糖在水溶液中会发 生分子内或分子间的 氢键形成二聚体或多 聚体。
单糖具有旋光性，即 能使平面偏振光旋转 一定角度。
单糖的生物合成与分解
在植物体内，单糖主要通过光合 作用合成，并储存于淀粉等多糖
中。
在动物体内，单糖主要来源于食 物的消化吸收，并用于合成各种
生物分子。
单糖的分解代谢主要发生在细胞 质中，通过糖解和三羧酸循环等 途径释放能量或合成其他生物分
要点一
生物合成
植物和微生物通过一系列酶促反应将简单单糖合成复杂的 复合糖。
要点二
分解
复合糖在生物体内通过水解酶的作用被分解为单糖或简单 二糖。
糖类的生物化学反
06
应
糖类的氧化反应
总结词
糖类的氧化反应是指糖类分子中的氢原子和氧原子在氧化剂的作用下被氧化，生成水和 二氧化碳的过程。
详细描述
糖类的氧化反应是生物体内糖类分解代谢的重要过程之一。在酶的作用下，糖类分子中 的特殊化学键转移给氧气，生成水和二氧化碳。这个过程释放能量，供细胞代谢和维持
生物化学-糖类简要内容
由于成环反应，使原来C1也成为异头碳原子，即手性碳原子“*C”。
根据半缩醛羟基在空间排布的不同，环状葡萄糖又有两种异构体，C1-OH在右侧，为α型异头物，即α-D-葡萄糖；C1-OH在左侧，为β型异头物，即β-D-葡萄糖。
3
2
1
在溶液中，开链式与环式结构，两者可互变，有变旋现象：
α-D-葡萄糖 D-葡萄糖 β-D-葡萄糖 36% 0.024% 64% +112° +18.7° 平衡后 （变旋现象）* +52.7°
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
由二硫酸氨基葡萄糖和硫酸艾杜糖醛酸组成的多聚双糖;
肝素具有抗凝血作用 。
硫酸软骨素
由N-乙酰氨基半乳糖、葡萄醛酸组成的酸性粘多糖；
硫酸软骨素是结缔组织的重要成分。
肝素
血型物质 有杂多糖的参与，存在于红细胞膜，化学本质是糖脂或糖蛋白。
以甘油醛为标准，决定单糖构型，若末端第二个-OH在右侧，为D型（天然葡萄糖均为D型），末端第二个-OH在左侧，为L型。
葡萄糖 开链式结构与构型
表示醛基
01
表示羟基
02
表示羟甲基
03
2.葡萄糖的环状结构与变旋光现象
C1醛基和C5-OH在空间位置上很靠近，易起分子内亲核加成反应，生成环式半缩醛结构化合物。
5
同多糖：淀粉、糖原、纤维素、右旋糖苷
6
多糖
7
杂多糖： 透明质酸、 硫酸软骨素、 肝素
8
（含N或S） （含N） （含N和S） （含N和S）
9
几乎存在于所有动、植物、微生物体内：
细胞核、细胞质中的脱氧核糖和核糖；绿色植物根、茎、叶、果实中葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素；动物肝脏、肌肉中的糖原，结缔组织中的糖胺聚糖。
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第五章糖的化学第一节概述一、糖的概念与分布糖类定义：糖类物质是含多羟基的醛或多羟基酮及其聚合物和衍生物的总称。
元素组成：主要由C、H和O三种元素组成分子式通常以C n（H2O）m糖类物质按干重计占：植物的85％一90％；细菌的10％一30％，；动物的小于2％。
二、糖的分类根据糖的结构单元数目多少分为：单糖：丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖、葡萄糖、果糖和核糖寡糖：蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖多糖：淀粉、糖原和纤维素1．单糖（monosaccharide）单糖是不能被水解成更小分子的糖类，也称简单糖，如葡萄糖、果糖和核糖等。
单糖构型：D型、L型通常所谓的单糖构型：是指分子中离羰基碳最远的那个手性碳原子的构型如果在投影式中，此碳原子上的羟基具有与D（+）-甘油醛C2-OH相同的取向，则为D型糖，反之为L型糖。
2．寡糖（oIigosaccharide）是由单糖缩合而成的短链结构，一般含2-9个单糖分子，即寡糖包括二糖、三糖二糖（disaccharide）：水解时生成 2 分子单糖，如麦芽糖、蔗糖、乳糖等三糖（trisaccharide）：水解时产生3分子单糖，如棉子糖3．多糖(polysaccharide）是由许多单糖缩合而成的长链结构，分子量都很大，大多不溶于水。
常见多糖包括：淀粉、糖原、纤维素三、糖类的生物学作用1.作为生物体的结构成分植物的根、茎、叶中的纤维素、半纤维素等细菌细胞壁的肽聚糖昆虫和甲壳类的外骨骼等2.作为生物体内的主要能源物质糖原、淀粉等通过贮存或生物氧化释放出能量，为生物体供生命活动的需要。
3.在生物体内转变为其他物质糖类可以合成氨基酸、核苷酸、脂肪酸等，提供碳骨架4.作为细胞识别的信息分子糖蛋白是一类在生物体内分布极广的复合糖。
它们的糖链可能起着信息分子的作用，早在血型物质的研究中就有了一定的认识。
第二节多糖的化学一、多糖的分类1.按来源分类：植物多糖：水溶性多糖（如当归多糖、枸杞多糖、大黄多糖等）和水不溶性多糖（如淀粉、纤维素等）动物多糖：水溶性粘多糖（肝素、硫酸软骨素、透明质酸等）微生物多糖：香菇多糖、银耳多糖、茯苓多糖等，治疗肿瘤调节免疫海洋生物多糖：几丁质（壳聚糖、甲壳素）、螺旋藻多糖等2.按生理功能分类：贮存多糖：贮藏的营养物质，如淀粉、糖原等结构多糖：构成植物骨架结构的不溶性的多糖，如纤维素、半纤维素等，是构成细胞壁的主要成分3.按组成成分分类：同聚多糖/均一多糖：由一种单糖分子缩合而成的如淀粉、糖原、纤维素等杂聚多糖/不均一多糖：由几种不同单糖分子缩合而成，如半乳甘露糖胶、阿拉伯木糖胶等黏多糖：一类含氮的不均一多糖，又称糖胺聚糖结合糖：是指糖和蛋白质、脂质等非糖物质结合的复合分子糖蛋白：定义：是糖与蛋白质以共价键结合的复合分子，其中糖的含量一般小于蛋白质糖和蛋白质结合方式：与含羟基的氨基酸以糖苷形式结合，称为O连接；与天冬酰胺的酰胺基连接，称为N连接功能：糖蛋白被合成后，被分泌进入体液或膜蛋白结构中种类：酶类、蛋白质类、激素类、血浆蛋白类、抗体类、补体因子类、血型物质类和粘液类及膜蛋白类等。
具有调节生物学活动功能。
蛋白聚糖：定义：是一类由糖与蛋白质结合形成的非常复杂的大分子糖复合物，其中蛋白质含量一般少于多糖蛋白聚唐主要由糖胺聚糖共价连接于核心蛋白所组成蛋白聚糖的结构根据组织来源不同分别称为：软骨蛋白聚糖、动脉蛋白聚糖、角膜蛋白聚糖根据所含糖胺聚糖种类的不同分别称为：硫酸软骨素类、硫酸皮肤素、硫酸角质素、透明质酸、肝素和硫酸类肝素生物学作用：构成动物结缔组织大分子的基本物质参与细胞与细胞、或者细胞与基质之间的相互作用糖脂定义：是糖和脂类以共价键结合形成的复合物，组成和总体性质以脂为主体根据脂质部分的不同，糖脂分为：鞘糖脂：含鞘氨醇，脑苷脂和神经节苷脂甘油糖脂：含甘油脂根据脂质部分的不同，糖脂分为：由磷酸多萜醇衍生的糖脂由类固醇衍生的糖脂二、重要多糖的化学结构与主要生物学作用淀粉：淀粉几乎存在于所有绿色植物的多数组织中；是植物中最重要的贮藏多糖是禾谷类和豆科种子、马铃薯块茎和甘薯块根的主要成分是人类粮食及动物饲料的重要来源；在植物体中，淀粉以淀粉粒状态存在形状为球形、卵形；随植物种类不同而不同；即使是同种作物，淀粉含量也因品种、气候、土壤等条件变化而有所不同直链淀粉：一级结构：直链淀粉是由葡萄糖单位通过α（1-4）糖苷键连接而成的线形分子二级结构：是一个左手螺旋，每圈螺旋含6个残基，螺距0.8 nm，直径1.4 nm碘分子（I2）正好能嵌入螺旋中心，每圈容纳一个碘分子。
产生特征性的蓝色。
1.支链淀粉的性质与直链淀粉有明显不同：直链淀粉分子量约10万-200万，支链淀粉的分子量比直链淀粉大得多，约100万-600万。
2.支链淀粉螺旋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。
3.支链淀粉易溶于水，形成稳定的胶体，静置时溶液不出现沉淀；直链淀粉仅少量的溶于热水，溶液放置时重新析出淀粉晶体淀粉酶有两种：α-淀粉酶：是一种内切葡糖苷酶，随机作用于淀粉链内部的α（1-4）糖苷键，断裂C1-O 键；β-淀粉酶：是一种外切葡糖苷酶，专门从淀粉的非还原端开始断裂α（1-4）糖苷键，逐个除去二糖单位，原来的α连接被转型，产物是β-麦芽糖糖原糖原以颗粒形式存在于动物细胞的胞液中；是动物体内贮存的主要多糖此多糖相当于植物体内的淀粉，因此糖原又称为动物淀粉。
纤维素纤维素是植物细胞壁的主要结构成份是自然界最丰富的有机物地球上每年约生产1011吨纤维素经济价值：木材、纸张、纤维、棉花、亚麻纤维素分子是葡萄糖残基以β（1-4）糖苷键连接的直链分子。
链中每个残基相对于前一个残基翻转180°，使链采取完全伸展的构象。
相邻、平行的伸展链通过氢键形成片层结构，即微晶或胶束。
多个这样的胶束平行的形成微纤维。
微纤维长数微米，直径3.5-10 nm，一般含6000-12000个葡萄糖残基纤维素不溶于水，水解很难：一般要在强酸中加热、加压才能水解，水解过程中，可得到纤维四糖、三糖、二糖，最终是葡萄糖。
在生理上，纤维素只能被纤维素酶又叫 -糖苷酶催化水解，但不能被淀粉酶催化水解。
人体内无-糖苷酶，所以人体不能消化木头和植物纤维但具有刺激肠蠕动等作用，因此也是维持健康所必需；食草动物（如牛、羊）的消化系统中，含有这种酶，故这些动物可以用草作为营养来源。
杂多糖半纤维素半纤维素是碱溶性的植物细胞壁多糖，是一类多糖的总称包括多聚戊糖和多聚己糖，如木聚糖、葡甘露聚糖、半乳葡甘露聚糖等。
琼脂琼脂俗称洋菜，是从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，琼脂糖和琼脂胶。
琼脂糖是琼脂的主要组分，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。
几丁质（壳多糖）几丁质大量存在于昆虫和甲壳类动物的甲壳中，又称壳多（聚）糖或甲壳素。
基本特点：白色、无定形的半透明物质。
自然界中每年生成的几丁质约一百亿吨。
在天然聚合物中，几丁质的贮存量占自然界中第二位，仅次于纤维素。
几丁质(甲壳素)的结构水解产物为2-氨基-D-葡萄糖(简称为葡糖胺)。
目前认为几丁质是由乙酰氨基葡萄糖聚合而成的多糖。
因此几丁质也可称为聚乙酰氨基葡糖(或壳聚糖)。
分子量：达数百万。
杂多糖(不均一多糖)杂多糖——两种或两种以上单糖或其衍生物脱水缩合的产物(不均一多糖)。
多为糖胺聚糖，也称为粘多糖、氨基多糖等。
如：结缔组织中的透明质酸糖胺聚糖可通过共价键与蛋白质相连构成蛋白聚糖。
存在于软骨、管腔等结缔组织中，构成组织间质。
各种腺体分泌的润滑液中也富含粘多糖杂多糖生理功能：在组织生长、再生、受精、机体与许多病原体(细菌、病毒)相互作用中都起着信号识别、信号传递、专一性接触等重要作用。
代表性物质：透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸角质素、肝素及硫酸乙酰肝素等等。
1.透明质酸(hyaluronic acid)——最简单的糖胺聚糖分布:关节滑液、眼球玻璃体、结缔组织等部位；结构：含有重复的二糖单位，由D 葡糖酸和N-乙酰葡糖胺按β(1→3)糖苷键（二糖单位内）及β(1→4)糖苷键（二糖间）缩合而成。
如下图：2.硫酸软骨素分为软骨素-4-硫酸与软骨素-6-硫酸两类。
两者间，硫酸基位置不同，红外光谱差别较大，但其他许多理化性质都较接近。
硫酸软骨素也含有重复二糖单位（如图）3.硫酸皮肤素最初是从猪皮中分离，后来发现存在于许多动物组织中，如：猪胃粘膜、脐带、肌腱、脾、脑、心瓣膜、肠粘膜、关节囊、等组织中均存在结构与性质都与硫酸软骨素相似4.硫酸角质素最早从眼角膜的蛋白水解液中发现，后在人的主动脉和人、牛的髓核中发现。
婴儿几乎不含硫酸角质索，随着年龄的增大逐渐增加，直到20—30岁时，含量约占肋软骨中粘多糖总量的50%。
硫酸角质素的重复二糖单位结构如右图：5.肝素(heparin)肝中含量丰富而得名。
广布于哺乳动物组织和体液中。
猪胃粘膜中丰富，肺、脾、肌肉和动脉壁肥大细胞中含量很高。
肝素二糖结构单位如图。
功能：抗凝剂，可阻止血液凝固。
输血时的抗凝剂：临床上用于防止血栓形成结合多糖(如:细菌多糖)包括肽聚糖、菌壁酸、脂多糖和抗原性多糖等肽聚糖——细菌细胞壁中一种杂多糖：由N-乙酰葡糖胺（NAG ）和N-乙酰胞壁酸（NAM ）通过β(1→4)糖苷键连接而成，再与短肽交联→结合成杂多糖。
功能：保护细胞。
影响因素：抗菌素可抑制其合成。
溶菌酶可破坏NAM-NAG 间β-1,4糖苷键。
二糖单位内糖苷键二糖单位间糖苷键三、多糖的含量与纯度测定多糖的含量测定：1.硫酸-蒽酮法：快速简便的方法，与多糖反应呈蓝绿色，在620nm有最大吸收2.硫酸-苯酚法多糖的纯度分析：1.电泳法：2.凝胶柱层析法3.紫外扫描法4.其他方法：官能团分析、纸层析、水解后糖组分分析多糖的纯分子量测定：1.凝胶柱层析法2.特性粘度法多糖的提取与分离：1.不溶性多糖的提取：稀碱溶液提取，乙醇沉淀2.水溶性多糖的提取：70-80℃热水提取，氯仿正丁醇除去蛋白质，乙醇沉淀3.粘多糖的提取：碱液提取和蛋白水解酶消化多糖的纯化：1.分级沉淀法2.季铵盐络合法3.离子交换层析法4.凝胶过滤法5.制备性区带电泳6.固化凝集素的亲和层析法多糖的降解：1.化学降解法2.酶法降解3.辐射降解法多糖组成成分的分析：1.酸水解2.乙酰解3.甲醇解第三节糖类药物的研究与应用一、以糖类为基础的药物二、糖基化工程。