01第一章糖类化学p

Double Helix
αHelix，βsheet
(3) 大分子长链有方向性
5’
3’
N
C
第一章 糖类化学
Saccharide Chemistry
单糖 寡糖 多糖
糖（carbohydrates ）
——即碳水化合物，其化学本质为多羟 醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。
糖的分类及其结构
根据其水解产物的情况，主要可分为四大类： 单糖 (monosacchride) 寡糖 (oligosacchride) 多糖 (polysacchride) 结合糖 (glycoconjugate)
糖和多糖的组成成分。
葡萄糖
葡萄糖(glucose) ——已醛糖，手性分子，具有旋光性
O
H
OH
HO
H
H
OH
H
OH
OH
CH2OH
O
HH
H
HO OH H OH
H
OH
左右手互为镜像
一对互为镜像的氨基酸
半乳糖和果糖
半乳糖(galactose) ——已醛糖
O
Hale Waihona Puke Baidu
H
OH
HO
H
HO
H
H
OH
OH
CH2OH
HO H OH
– 成苷反应 – 成酯反应 – 氧化反应 – 还原反应 – 异构反应
成苷反应
半缩醛羟基可与其他分子的羟基或氨基、亚氨基脱水缩合， 形成糖苷。
–糖苷分子由两个基团构成： 提供半缩醛羟基的糖基（单糖、寡糖或多糖）； 与该糖基的半缩醛羟基缩合的糖苷配基。
成酯反应
单糖分子中所有的羟基都能与酸缩合成酯。
氧化反应
糖蛋白 (glycoprotein)
蛋白质肽链上结合有糖链形成的复合物。 糖蛋白主要表现为蛋白质的理化性质。
蛋白聚糖
糖胺聚糖与核心蛋白结合而形成的复合物。 蛋白聚糖主要表现为多糖的理化性质。
蛋白聚糖
细胞外基质的蛋白 聚糖聚合物
细胞壁的肽聚糖 糖蛋白
透明质酸
硫酸角质素 硫酸软骨素
同多糖
仅由一种单糖构成的多糖。如淀粉、糖原、纤维素。
醛糖中醛基与羟甲基均被氧化，生成糖二酸。
（5）完全氧化 单糖完全氧化为二氧化碳和水，同时释放能量。
还原反应
– 醛糖和酮糖均可还原为相应的糖醇 核糖被还原为核糖醇（VB2的成分） 木糖被还原为木糖醇，一种甜味剂 葡萄糖被还原为葡萄糖醇（山梨醇），甜味剂、轻泻药。
异构反应
一种单糖或其磷酸酯可异构为另一种单糖或其磷酸酯。 （1）醛-酮异构
以糖胺聚糖最为重要。
糖胺聚糖 由二糖单位（糖醛酸+N-乙酰氨基己糖）重复连接构成 溶液具有较大黏性，称为黏多糖 其还原端半缩醛羟基与蛋白质结合，生成蛋白聚糖 分布广泛
醛糖和酮糖在碱性条件下（或异构酶催化下）相互转化。
（2）差向异构 葡萄糖在碱性条件下异构为甘露糖（差向异构体）。 在胞内异构酶催化为半乳糖（差向异构体）
第二节 寡糖
oligosaccharide
寡糖
由2～6个单糖缩合而成的短链，各单糖之间以糖苷键相连。
麦芽糖 (maltose) 葡萄糖 — 葡萄糖
第一节 单糖
monosaccharide
单糖结构 单糖化学性质
单糖结构
根据碳原子数分为： 丙糖、丁糖、戊糖、己糖等。
根据结构分为： 醛糖、酮糖、及其衍生物。
己糖和戊糖是生物体内含量最丰富的单糖 与生命活动关系最密切的是葡萄糖、核糖和脱氧
核糖等。 葡萄糖既是体内含量最丰富的单糖，也是许多寡
① 淀粉 植物中养分的储存形式
淀粉 颗粒
–直链淀粉卷曲成螺旋状，每个螺旋含6个葡萄糖 – 直链淀粉溶于热水，室温下与碘反应呈蓝色。
② 糖原
动物体内葡萄糖的储存形式
带有α-1,6分支点的α-1,4-葡萄糖多聚物
分支程度更高 分支链更短（8～10个葡萄糖残基）
1.4nm
淀粉和糖原结构
NRE NRE
直链淀粉
RE
分支点
RE
0.8nm
6个残基
直链淀粉的螺旋结构
支链淀粉或糖原分子示意图
支链淀粉或糖原分支点的结构
③ 纤维素 作为植物的骨架
纤维素一级结构
纤维素链
微纤维 细胞壁
纤维素片层结构
植物细胞中的 纤维素微纤维
植物细胞壁与纤维素的结构
杂多糖
由两种及两种以上的单糖构成的多糖，是细胞外基质成分， 可维持细胞、组织和器官的形态。
蔗 糖 (sucrose) 葡萄糖 — 果糖
1 4
12
乳 糖 (lactose) 葡萄糖 — 半乳糖
14
血型抗原
红细胞血型系统23个，ABO血型系统和Rh血型系统与临床关系密切。
– ABO血型的分类依据： 红细胞表面抗原，本质为构成细胞膜的糖脂和糖蛋白所含的寡
糖基，称为血型抗原。 – 血型的特异性主要取决于血型抗原糖链的组成 – 血型抗原寡糖链的结构由遗传信息控制，不同个体的糖苷转移 酶存在遗传差异。
生物化学（第9版）唐炳华
第一篇 生物大分子的结构与功能
Structure and Function of Biomacromolecule
生物大分子
糖 脂 蛋白质 核酸 酶
(1) 由单位小分子连接而成
A-T-C-G-G-C-T-A- Gly-Ala-Lys-Glu-Asp-Val-
(2) 大分子结构有规律性、层次性
第三节 多糖
polysaccharide
同多糖 杂多糖
多糖
能水解生成多个分子单糖的糖。按组成可分 为同多糖和杂多糖。
常见的多糖 淀 粉 (starch)
糖 原 (glycogen)
纤维素 (cellulose)
结合糖 糖与非糖物质的结合物。
常见的结合糖 糖脂 (glycolipid)
糖与脂类的结合物。
（1）与碱性弱氧化剂反应 葡萄糖的醛基能被弱氧化剂氧化，生成葡萄糖酸等。
– 在碱性条件下能被弱氧化剂氧化的糖称为还原糖 – 醛糖和酮糖都是还原糖 （2）与非碱性弱氧化剂反应
醛糖与非碱性弱氧化剂反应生成糖酸。酮糖无此性质。
（3）酶促氧化反应 肝细胞中，葡萄糖的羟甲基经酶促氧化为羧基，生成葡糖
醛酸，参与生物转化。 （4）与较强氧化剂反应
H
H
OH H
OH OH
果糖(fructose) ——已酮糖
OH
O
HO
H
H
OH
H
OH
OH
O
HOH2C
H
OH
H
OH H
CH2OH OH
核糖和脱氧核糖
——戊醛糖
– 游离型核糖和脱氧核糖主要以吡喃糖形式存在 – 结合型核糖和脱氧核糖以呋喃糖形式存在
单糖化学性质
多羟基醛或酮，既能发生醇的反应，也能发生醛或酮的反 应，以及一些特殊反应。