糖类化学

甘露聚糖
多糖－－不均一多糖
糖胺聚糖
这类物质存在于软骨、腔等结缔组织中，构 成组织间质。各种腺体分泌的润滑粘液，多 富有粘多糖。 它在组织成长和再生过程中，在受精过程中 以及机体与许多传染病原(细菌、病毒)的相 互作用上都起着重要作用。
多糖－－不均一多糖
透明质酸(hyaluronic acid)
糖复合物－－糖蛋白
糖复合物－－糖脂
（二）糖脂与脂多糖
脂类与糖（或低聚糖）结合的一类复合糖。
•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。
•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。）
多糖－－均一多糖
糖原
多糖－－均一多糖
借助于甲基化作用已证明糖原的主链骨架由 1-4糖苷键联接的． 因此糖原分子具有较多的分支结构。糖原的 分支结构则平均以12个葡萄糖残基为其分支 的长度。 遇碘显红紫色。
多糖－－均一多糖
淀粉与碘的呈色反应与淀粉糖苷链的长度 有关： 链长小于6个葡萄糖基，不能呈色。
糖类
糖类
第四章 糖类的结构与功能
一.糖类概述
二.单糖的构型、结构、构象
三.自然界存在的重要单糖及其衍生物 四.寡糖 五.多糖 六.糖复合物
糖类概述
Cn(H2O)m
碳水化合物
鼠李糖(C6H12O5)、脱氧核糖(C5H10O4)
糖的概念: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。
糖类概述
自然界存在的重要单糖及其 衍生物
重要的单糖 D－果糖、 D－半乳糖、 L－鼠李糖、 D－甘露糖、L－山梨糖、L－岩藻糖、 L－阿拉伯糖、D－核糖、 D－脱氧核糖、 D－木糖
单糖的性质 1、物理性质
变旋性 旋光性
溶解度 2、化学性质 ①单糖的氧化（即单糖的还原性） ②单糖的还原 ③单糖的成脎作用
多糖－－均一多糖
支 链 淀 粉
多糖－－均一多糖
支链淀粉中的一些D-葡萄糖也可同样通过 -1,4-糖苷键连接成一条长链，支链淀粉 的分支点应具有-1,6-糖苷键的结构。 在天然淀粉中约有70-80%的淀粉为支链淀 粉。支链淀粉的分子较直链淀粉大得多， 一般平均由6000个D-葡萄糖残基组成。其 分子量约为1000,000左右。 遇碘显紫红色。
多糖－－均一多糖
琼脂(agar)
是某些海藻(如石花菜属)所含的多糖物质， 主要成分是多聚半乳糖，含硫及钙。它是微 生物培养基组分。
食品工业中常用来制造果冻、果酱等。
l一2%的琼脂在室温下便能形成凝胶，是电 泳、免疫扩散的支持物之一。
多糖－－不均一多糖
葡聚糖
葡聚糖凝胶 血浆替代物
多糖－－不均一多糖
半乳糖-（14）葡萄苷
寡糖
纤维二糖
葡萄糖-（14）葡糖苷
多糖
概念：多个单糖基以糖苷键相连而形 成的高聚物。 性质：多糖没有还原性和变旋现象， 无甜味，大多不溶于水。
多糖
结构：
•一级结构：包括单糖的组成、糖苷键的类型、
单糖的排列顺序3个基本结构因素。 •二级结构：指多糖分子骨架的形状。
多糖－－均一多糖
淀粉
多糖－－均一多糖
直 链 淀 粉
多糖－－均一多糖
在天然淀粉中约有20-30%的淀粉为直链 淀粉。 直链淀粉为250—300个D-葡萄糖残基通 过D-1,4-糖苷键联接而成的的一条长链。 一般可认为直链淀粉的基本组成单位是 麦芽糖。 直链淀粉的分子量约为50,000左右。文 献中也有报导其分子量的范围为10,000 至100,000。 遇碘显紫蓝色。
单糖的构型、结构、构象
单糖的构型、结构、构象
单糖具有旋光性：+，-
定量测定糖
单糖的α －型和β －型 凡糖分子的半缩醛羟基（即C—1上的OH）和分子末端 一CH2OH邻近不对称碳原子的OH基在碳链同侧的称α 一型，在异侧的称β －型。C－1称异头碳原子，所以 α 一和β －两种不同形式的异构体称异头物。
多糖－－不均一多糖
其主要功能是在组织中吸着水，具有润 滑剂的作用。 它广泛分布于哺乳动物体内，特别是滑 液、玻璃样体液中，也存在于关节液、 疏松结缔组织、脐带、皮肤、动脉管壁 心脏瓣膜、角膜以及雄鸡冠中。
多糖－－不均一多糖
软骨素4-或6-硫酸
多糖－－不均一多糖
硫酸皮肤素
存在于许多动物组织，如猪胃粘膜、脐带、肌 腱、脾、脑、心瓣膜、巩膜、肠粘膜、关节囊、 纤维性软骨等中。
D(-)果糖 [酮糖]
酮糖通式
单糖的构型、结构、构象
构型:单糖有D-及L-两种异构体。凡在理 论上可由D-甘油醛衍生出来的单糖皆为D型糖。 不对称 碳原子
L-甘油醛
D-甘油醛
单糖的D一及L一型： 单糖有D一及L一两种异构体，判断其D一型还是L一 型是将单糖分子中离羰基最远的不对称碳原子上一 OH的空间排布与甘油醛比较，若与D一甘油醛相同， 即—OH在不对称碳原子右边的为D一型。若与L一甘 油醛相同，即一OH在不对称碳原子左边的为L一型。 凡在理论上可由D一甘油醛（D一甘油醛糖）衍生出 来的单糖皆为D一型糖，由L一型甘油醛衍生出来的 单糖为L一型糖，所以D一及L一符号仅表示各有关 单糖在构型上与D一甘油醛或L一甘油醛的构型关系， 与其旋光性无关。如果要表示旋光性，则在D后加 （+）号，表示右旋，加（—）号表示左旋；
糖复合物－－糖蛋白
糖复合物－－糖蛋白
连接方式－－以共价形式连接，简称糖肽键： • 以丝氨酸、苏氨酸和羟赖氨酸的羟基为连 接点，形成-0-糖苷键型； • 以天冬酰胺的酰胺基、N-末端氨基酸的氨 基以及赖氨酸或精氨酸的氨基为连接点， 形成-N-糖苷键型； • 以天冬氨酸或谷氨酸的游离羧基为连接点， 形成酯糖苷键型； • 以羟脯氨酸的羟基为连接点的糖肽键； • 以半胱氨酸为连接点的糖肽键。
多糖
分类： • 均一多糖(homopolysacchaide):由一种单 糖缩合而成，如戊糖胶(pentosan)，木糖 胶(xylan), 阿拉伯糖胶(arabinan)、己 糖胶(淀粉、糖原、纤维素等)。
• 不均一多糖(heteropolysaccharide)：由 不同类型的单体缩合而成,如结缔组织中 的透明质酸。
糖复合物
（一）糖蛋白与蛋白多糖
• 多糖以共价键形式与蛋白质连接形成的生 物大分子。 • 糖蛋白是以蛋白质为主，糖只是作为蛋白 质的辅基。 • 蛋白多糖是以糖为主。
糖复合物－－糖蛋白
糖蛋白中糖的组成 • 包括N-乙酰己糠胺和己糖(常是半乳糖和／ 或甘露糖)。链末端常常是唾液酸或L-岩藻 糖。 • 这种寡糖链常分支，很少含多于15个单体 的，一般含2—10个单体，分子量相当于 540—3,200。 • 糖链数目也变化很大。
糖复合物－－糖蛋白
功能 • 糖蛋白可被分泌、进入体液或作为膜蛋白。 它们包括许多酶、大分子蛋白质激素、血 浆蛋白、全部抗体、补体因子、血型物质 和粘液组分以及许多膜蛋白。
糖复合物－－糖蛋白
糖复合物－－糖蛋白
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） AB型：Fuc、GNAc和 Gal
单糖的构型、结构、构象
CHO
|
CH2OH
|
CHO | (CHOH)n | CH2OH
H-C-OH
|
C=O
|
HO-C-H
|
HO-C-H
|
H-C-OH
|
H-C-OH
|
H-C-OH
|
H-C-OH
|
醛糖通式
CH2OH
CH2OH
CH2OH | C=O | (CHOH)n-1 | CH2OH
D(+)葡萄糖 [醛糖]
糖的主要生物学作用：
•重要的生物能源－－淀粉、糖原。
•也可转化为生命必需的其它物质，如蛋白质 和脂类、核酸等大分子物质。 •纤维素是植物的结构糖。 •可与其它生物分子结合存在生物膜中，担负 着大分子及细胞间的相互识别。
糖类概述
糖的分类（据分子的大小分类): •单糖：在温和条件下不能水解为更小的 单位。 •寡糖：水解时每个分子产生2-10个单糖 残基。 •多糖: 能水解成多个单糖分子，属于高 分子碳水化合物，分子量可达到数百万。
寡糖
寡糖：少数单糖（2~10个）缩合的聚合物。
自然界中最常见的寡糖是双糖。
寡糖
麦芽糖
葡萄糖-（14）葡糖苷
寡糖
蔗糖
CH2OH CH2OH OH OH OH O OH OH CH2OH
葡萄糖-，（12）果糖苷
寡糖
乳 糖
CH2OH OH OH OH O
CH2OH OH OH OH
单糖的构型、结构、构象
异头物 结构
单糖的构型、结构、构象
ຫໍສະໝຸດ Baidu
单糖的构型、结构、构象
构象：一个有机化合物结构中一切原子 沿共价键转动而产生的不同空间结构。
OH
OH
CH2OH
O
OH CH2OH HO HO OH
OH CH2OH
O
HO
HO
O
OH OH
OH
单糖的构型、结构、构象
构象与构型的本质区别：一种构象改变为 另一种构象时，不要求共价键的断裂和 重新生成；一种构型转变为另一种构型 时，则要求共价键的断裂和重新生成。
多糖－－均一多糖
几丁质是由乙酰氨基葡萄糖聚合而成的多 糖。因此几丁质(甲壳质)也可称为聚乙酰 氨基葡糖(或壳多糖)。 比较坚硬，为甲壳动物等的机构材料。
多糖－－均一多糖
半纤维素
大量存在于植物木质化部分，包括很多高 分子的多糖。 用稀酸水解则产生己糖和戊糖，所以它是 多聚戊糖(如多聚阿拉伯糖、多聚木糖)和 多聚己糖(如多聚半乳糠和多聚甘露糖)的 混合物。
书上212－216页
自然界存在的重要单糖及其 衍生物
单糖的重要衍生物： 糖醇：较稳定，有甜味。甘露醇、山梨醇 糖醛酸：由单糖的伯醇基氧化而得。葡萄糖醛 酸、半乳糖醛酸 氨基糖：糖中的羟基为氨基所取代。D-氨基葡 萄糖 糖苷：单糖的半缩醛上羟基与非糖物质（醇、 酚等）的羟基形成的缩醛。洋地黄苷、皂角苷
链长为20个葡萄糖基，呈红色。
链长大于60个葡萄糖基，呈蓝色。
多糖－－均一多糖
纤维素
由葡萄糖以 （14）糖苷 键连接而成的 直链，天然纤 维素为无臭、 无味的白色丝 状物。纤维素 不溶于水、稀 酸、稀碱和有 机溶剂。不溶 于水。
多糖－－均一多糖
植物中纤维素的存在形态
多糖－－均一多糖
几丁质（壳多糖）
多糖－－不均一多糖
存在于人的主动脉和人、牛的髓核中。
硫 酸 角 质 素
多糖－－不均一多糖
肝素
肝中含量最为丰富，它广泛分布于哺乳动物组 织和体液中。 肝素的生物意义在于它具有阻止血液凝固的特 性。目前输血时，广泛以肝素为抗凝剂，临床 上也常用于防止血栓形成。
多糖
•贮藏和结构支持物质。 •抗凝血作用（肝素）。 •为细胞间粘合剂（透明质酸）。 •携带生物信息（糖链）。