生物化学考研自用笔记第一章 糖

第一章糖

一、糖的概念

糖类物质是多羟基(2个或以上)的醛类(aldehyde)或酮类(Ketone)化合物，以及它们的衍生物或聚合物。

据此可分为醛糖(aldose)和酮糖(ketose)。

还可根据碳层子数分为丙糖(triose)，丁糖(terose)，戊糖(pentose)、己糖(hexose)。

最简单的糖类就是丙糖(甘油醛和二羟丙酮)

由于绝大多数的糖类化合物都可以用通式Cn (H2O)n表示，所以过去人们一直认为糖类是碳与水的化合物，称为碳水化合物。现在已经这种称呼并恰当，只是沿用已久，仍有许多人称之为碳水化合物。

二、糖的种类

根据糖的结构单元数目多少分为：

（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，以双糖最为普遍，意义也较大。

（3）多糖：

均一性多糖：淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质(壳多糖)

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，glycoconjugate)：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

三、糖类的生物学功能

(1) 提供能量。植物的淀粉和动物的糖原都是能量的储存形式。

(2) 物质代谢的碳骨架，为蛋白质、核酸、脂类的合成提供碳骨架。

(3) 细胞的骨架。纤维素、半纤维素、木质素是植物细胞壁的主要成分，肽聚糖是细胞壁的主要成分。

(4) 细胞间识别和生物分子间的识别。

细胞膜表面糖蛋白的寡糖链参与细胞间的识别。一些细胞的细胞膜表面含有糖分子或寡糖链，构成细胞的天线，参与细胞通信。

红细胞表面ABO血型决定簇就含有岩藻糖。

第一节单糖

一、单糖的结构

1、单糖的链状结构

确定链状结构的方法（葡萄糖）：

a. 与Fehling试剂或其它醛试剂反应，含有醛基。

b. 与乙酸酐反应，产生具有五个乙酰基的衍生物。

c. 用钠、汞剂作用，生成山梨醇。

图2

最简单的单糖之一是甘油醛(glyceraldehydes)，它有两种立体异构形式(Stereoismeric form)，图7.3。

这两种立体异构体在旋光性上刚好相反，一种异构体使平面偏振光(Plane polarized liyot)的偏振面沿顺时针方向偏转，称为右旋型异构体(dextrorotary)，或D型异构体。另一种异构体则使

平面偏振不的编振机逆时针编转，称左旋异构体(levorotary,L)或L型异构体。

像甘油醛这样具有旋光性差异的立体异构体又称为光学异构体(Cptical lsmer)，常用D，L表示。

以甘油醛的两种光学异构体作对照，其他单糖的光学异构构与之比较而规定为D型或L型。

差向异构体(epimer)：又称表异构体，只有一个不对称碳原子上的基因排列方式不同的非对映异构体，如D-等等糖与D-半乳糖。

链状结构一般用Fisher投影式表示：碳骨架、竖直写；氧化程度最高的碳原子在上方，

2、单糖的环状结构

在溶液中，含有4个以上碳原子的单糖主要以环状结构。

单糖分子中的羟基能与醛基或酮基可逆缩合成环状的半缩醛(emiacetal)。环化后，羰基C就成为一个手性C原子称为端异构性碳原子(anomeric carbon atom)，环化后形成的两种非对映异构体称为端基异构体，或头异构体(anomer)，分别称为α-型及β-型头异构体。

环状结构一般用Havorth结构式表示：

用FisCher投影式表示环状结构很不方便。Haworth结构式比Fischer投影式更能正确反映糖分子中的键角和键长度。转化方法：

①画一个五员或六员环

②从氧原子右侧的端基碳(anomerio carbon)开始，画上半缩醛羟基，在Fischer投影式中右侧的居环下，左侧居环上。

构象式：

Haworth结构式虽能正确反映糖的环状结构，但还是过于简单，构象式最能正确地反映糖的环状结构，它反映出了糖环的折叠形结构。

3、几种重要的单糖的链状结构和环状结构

(1) 丙糖：D-甘油醛二羟丙酮

(2) 丁糖：D-赤鲜糖D-赤鲜酮糖

(3) 戊糖：D-核糖D-脱氧核糖D-核酮糖D-木糖D-木酮糖

(4) 己糖：D-葡萄糖(α-型及β型) D-果糖

(5) 庚糖：D-景天庚酮糖

4、变旋现象

在溶液中，糖的链状结构和环状结构(α、β)之间可以相互转变，最后达到一个动态平衡，称为