华南理工大学生物化学课件

β -呋喃果糖
多
糖
一、淀粉——植物营养物质的一种储存形式
二、糖 原——动物淀粉
6
CH2OH O
5
O HO
3 2
H
4
H OH CH2OH O H H
6
CH2 O
H
HO CH2 H O HO
3 2
OH
CH2OH O
5
H
4
H 图1-3 糖原的分子结构
CH2
OH 菊糖
H
四、纤维素
纤维素是植物中最广泛的骨架多糖，植物细胞壁和木材 差不多有一半是由纤维素组成的。棉花、亚麻是较纯的纤维 素。
乳糖(葡萄糖-β -1,4-半乳糖苷)
6
H
1
CH2OH H
4 5
HO O OH
3 4
CH2OH H HO H H
O H H
2 1
O O OH H
H CH2OH H OH H OH H β -型 O H
CH2OH
2
H
5
OH H
3
H
HO H
O
CH2OH
6
HO
OH α -型
OH β -型
H β -型
蔗糖[α -葡萄糖-(1,2)-β -果糖苷]
以双糖存在最为广泛，蔗糖、麦芽糖和乳糖是其重要代表。
多糖:能水解为多个单糖分子的糖
以淀粉、糖原、纤维素等最为重要
一、结构
单 糖
可根据所含碳原子的数目分为戊糖（5个碳原子）和己 糖（6个碳原子），根据C、O双键的位置分为醛糖（碳链 末端）和酮糖（碳链中间）
CH2OH O OH OH OH CH2OH
HO
H
HO
α -甲基-D-葡萄糖苷
β -甲基-D-葡萄糖苷
5、糖的氧化作用 与费林试剂反应（图）
CuSO4 + 2NaOH HOCH HOCH COONa + Cu(OH)2 COOK 酒石酸钾钠 CHO O 2 Cu O CH COOK CH2OH 葡萄糖 CH COONa + (CHOH)4 + 2 H2O
环状结构：
葡萄糖不仅以直链结构存在，还以环状形式存在 证据： 1)不能和亚硫酸氢钠作用； 2)有变旋光现象 3)只能和一分子的醇加成。
CHO
Байду номын сангаас
HO CH3OH H+
H3CO
O CH2OH CH2OH
O CH2OH
环的表示方法：
CH2OH H OH H HO H OH 吡喃型 H OH O H
CH2OH CHOH OH H H 呋喃型 OH O H OH HO H H H OH
第一章 糖
糖类物质是含多羟基的醛类或酮类 化合物及缩聚物和某些衍生物的总称。
主要内容
定义 分类 单糖 寡糖 多糖
定义：
糖类物质是含多羟基的醛类或酮类化 合物及缩聚物和某些衍生物的总称。
分类
单糖:不能被水解成更小分子的糖
如:核糖、脱氧核糖、葡萄糖、果糖和半乳糖
糖
(碳水化合物)
寡糖:能水解成少数(2~6个)单糖分子的 糖
(CHOH)3 CH2OH
(CHOH)3 CH2OH 葡萄糖酮苯腙
H
C C
NNHC H5 6 O ＋ H2 NNHC H5 6
H
C C
N N
NHC6H5 NHC6H5 ＋ H2O
(CHOH)3 CH2OH
(CHOH)3 CH2OH 葡萄糖脎
8、氨基化作用 单糖分子中的OH基(主要是C-2、C-3上的OH基)可被NH2基取代而产生氨 基糖，也称糖胺。
纤维二糖[β -葡萄糖-(1,4)-β -葡萄糖苷]
二、三糖
自然界中广泛存在的三糖仅有棉子糖，
OH H CH 2OH H H H OH O HO H OH H O H HO
α -半乳糖苷酶
H H2C
蔗糖酶
CH2OH
O H H O
O OH
H
HO
H
CH2OH OH H
α -吡喃半乳糖
α -吡喃葡萄糖 棉子糖
Cu(OH)2 + Na2SO4 O Cu O CH COOK 可溶性氧化铜络合物 COOH NaOH HOCH 2 HOCH COOK CH2OH 葡萄糖酸 COONa + (CHOH)4 + Cu2O↓ CH COONa + 2H2O
CH2OH C O [O ] CH2OH + CO OH CO OH
CH 2OH
5
H
2
O
HO
3
H H OH
1
HO
3
H H OH
1
H
OH
H
OPO3H2
α -D-葡萄糖-6-磷酸
α -D-葡萄糖-1-磷酸
1
6
1
6
H2O3P OH C 2
5
O H
4
CH2OH OH
3 2
H2O3P OH C 2
5
O H
4
CH2OPO3H2 OH
3 2
H OH H
OH
H
OH H
OH
α -D-果糖-6-磷酸
D-果糖
D-甘露醇
7、糖脎的生成
H C O ＋ H2NNHC H5 6 H C N NHC6H5 ＋ H2O (CHOH)4 CH2OH D-葡萄糖 苯肼 (CHOH)4 CH2OH 葡萄糖苯腙
H H
C C
N OH
NHC6H5 ＋ H2NNHC H5 6
H
C C
N O
NHC6H5 ＋ C6H5NH2 ＋ NH3
CH2OH O CH2OH H O C O COOH CH3 NH O O C CH3 R: CHOH CHOH CH2OH H3C C NH R O O COOH
NH H3C C
N-乙酰-D-葡萄糖胺
乙酰胞壁酸
乙酰神经氨酸
9、脱氧作用 单糖的羟基之一失去氧即成脱氧糖
H C H H H H OH OH CH2OH H H HO HO CH3 D-2-脱氧核糖 L-鼠李糖 O H C OH OH H H HO H H HO CH3 L-岩藻糖 O H C H OH OH H O
β -D-吡喃葡萄糖
二、单糖的物理性质和化学性质
物理性质：旋光性、甜味、水溶性 化学性质： 1、酸的作用（图） 戊糖与强酸共热，因脱水而生成糠醛。己糖与强酸共热 分解成甲酸、CO2、乙酰丙酸以及少量羟甲基糠醛。 糠醛与羟甲基糠醛能与某些酚类作用生成有色的缩合物。 利用这一性质可以鉴定糖。 2、酯化作用（图） 醇糖与酸作用时生成脂，生物化学上较重要的糖酯是磷 酸酯。它们是糖代谢的中间产物。 3、碱的作用 弱碱作用下，葡萄糖、果糖和甘露糖三者都可通过烯醇 化而相互转化。 （图） 强碱溶液中很不稳定，分解成各种不同的物质
α -D-果糖-1,6-二磷酸
H C HO C
O
H
H C H C
O
H C
OH
OH
Ba(O H)2
C
OH
D-甘露糖 CH2OH C O
D-葡萄糖
1,2-烯醇式葡萄糖
D-果糖
4、形成糖苷 单糖的半缩醛羟基很易与醇及酚羟基反应，失水而形成 缩醛式衍生物，通称糖苷。
H HO CH 2OH HO H O H H OH H OCH3 H CH 2OH H OCH3 OH H O H
在强氧化剂作用下， 酮糖将在羰基处断 裂，形成两个酸。
D-果糖
乙醇酸
三羟基丁酸
6、还原作用
在钠汞齐及硼氢化钠类还原剂作用下，醛糖还原成糖醇， 酮糖还原成两个具有同分异构的羟基醇。
CHO CH2OH Na-Hg H2 CH2OH O Na-Hg H2 Na-Hg H2 CH2OH
D-葡萄糖
D-山梨醇
寡
一、双糖
6 6
糖
OH H 4 CH 2OH
5 6
CH 2OH H
4 5
CH 2OH O H H
4 5
O H H
2 1
O H
2 1
H
6
OH
3
H
H
2
1
OH
3
H
HO
3
H H
O
4
CH 2OH
5
O H
2 1
HO H
O H
OH
OH H HO
3
H OH OH H H
OH
OH
α -型
α -型
β -型
α -型
麦芽糖(葡萄糖-α -1,4-葡萄糖苷)
CHO H HO HO OH H H CH2OH 戊糖 CHO H HO H H OH H OH OH CH2OH 己糖 羟甲基糠醛 乙酰丙酸 浓盐酸 HOH2C O CHO 分解 甲酸 CO2 , H2O 糠醛 浓盐酸 O CHO + 3H2O
H
4 6
H
4 6
HO
CH2OPO3H2
5
H
2
O
HO
CH2OH H
CH2OH O H H OH 呋喃型 β -D-葡萄糖 OH
O OH CHOH OH H H H H OH
吡喃型
α -D-葡萄糖
构象：船式和椅式，后者为稳定构象
H HO CH 2OH HO H O H H OH H OH H CH 2OH H HO H OH OH H O
HO
H
α -D-吡喃葡萄糖
果糖
CHO H OH H OH H OH CH2OH
D-核糖
CHO H H H OH H OH CH2OH
2-脱氧核糖
链状结构与化学组成：
纯净的葡萄糖，其成分是碳、氢和氧，相对分子质量 180，分子式为C6H12O6。链状结构如下图：
CHO H HO H H OH H OH OH CH2OH 葡萄糖 葡萄糖 （简化链式） 甘露糖 半乳糖
CH2OH H
4
H O
1 4
OH H H
4
CH2OH O H OH H H OH
1 1
H O
4
OH H H O
1
O H OH H H OH H
H OH O CH2OH
H
H OH
H
O
H
H n CH2OH
O
纤 维 素