第二章糖化学讲解

主编 张洪渊 万海清
生物化学
主编 张洪渊 万海清
第一节 概述
生物化学
主编 张洪渊 万海清
• 糖类物质是一类多元醇的醛衍生物或酮衍生物， 或者称为多羟基醛或多羟基酮的聚合物。实际上 糖类包括多羟醛、多羟酮、它们的缩聚物及其衍 生物;
乳酸C3H6O3
脱氧核糖C5H10O4
鼠李糖C6H12O5
生物化学
生物化学
重要的单糖：戊糖
主编 张洪渊 万海清
-D-呋喃核糖
2-脱氧-D-呋喃核糖 -D-吡喃木糖
-D-芹菜糖
-L-呋喃阿拉伯糖 -D-呋喃阿拉伯糖
D-核酮糖
D-木酮糖
生物化学
重要的单糖：己糖
主编 张洪渊 万海清
-D-吡喃葡萄糖
-D-吡喃半乳糖
- L -吡喃半乳糖
-D-吡喃甘露糖
-D-呋喃果糖
生物化学
生物化学（第三版）
主编 张洪渊 万海清 参编 刘文彬 李永红 姚舜
生物化学
主编 张洪渊 万海清
第二章 糖化学
生物化学
主编 张洪渊 万海清
推荐课外书目
生物化学
主编 张洪渊 万海清
糖类是地球上数量最多的化合物
生物化学
目录
• 第一节 概述 • 第二节 单糖的化学结构 • 第三节 单糖的性质 • 第四节 寡糖 • 第五节 多糖
-L-吡喃山梨糖
生物化学
重要的单糖：庚糖、辛糖
主编 张洪渊 万海清
D-景天庚酮糖 D-甘露庚酮糖
甘露糖 部分
甘油 部分
L -甘油- D-甘露庚糖
生物化学
最重要的寡糖：二糖
D-麦芽糖（ -型）
主编 张洪渊 万海清
纤维二糖（ -型）
蔗糖
乳糖（ -型 ）
生物化学
重要的寡糖
主编 张洪渊 万海清
-环糊精分子结构
D-甘油醛
O CH HO C H CH 2OH
L-甘油醛
生物化学
主编 张洪渊 万海清
旋光性的计量方法-----旋光度
旋光度：旋光物质在一定条件下使偏振光旋转的角度。
比旋光度（旋光率） ：对光程、浓度等外在条件归一处理后的 旋光度。
注意：在一定条件下比旋光度如熔点、密度一样是一个常数。
L：光程，即旋光[管]的tD程度C，dDt mL；100
D-甘油醛
CH 2OH
L-甘油醛
生物化学
主编 张洪渊 万海清
旋光异构：由于手性分子中的原子或原子团的空间排布不同， 引起的旋光性不同而引起的异构现象，称为旋光异构。这两 种异构体称为旋光异构体。这中异构体在空间结构上不是同 一物质，而成镜面影像关系，对映而不重合，所以又称对映 异构体。
O CH H C OH CH 2OH
植物细胞壁与纤维素的结构
生物化学
主编 张洪渊ห้องสมุดไป่ตู้万海清
糖类的生物学功能
(1) 能源 (2)结构成分 (3)物质代谢的碳骨架（碳源） (4) 细胞间或生物大分子之间识别的信息分子
生物化学
主编 张洪渊 万海清
第二节 单糖的化学结构
生物化学
主编 张洪渊 万海清
一 单糖概述 单糖：具有一个自由醛基或酮基，以及有两个以上 羟基的糖类物质称为单糖，其中含有醛基的称为醛 糖，含有酮基的称为酮糖。
你的益达
• 甜味剂 • 改善肝功能 • 防龋齿功能 • 减肥功能 • 稳定胰岛素
主编 张洪渊 万海清
木糖
木糖醇
生物化学
主编 张洪渊 万海清
糖类物质可以根据其水解情况分为：单糖、寡糖和多糖；
（1）单糖：不能被水解成更小分子的糖。
（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：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
主编 张洪渊 万海清
赤藓糖
苏阿糖
CHO
CHO
――――― ―― ―――
H―C―OH
HO―C―H
HO―C―H
H―C―OH
H―C―OH
HO―C―H
H―C―OH
HO―C―H
CH2OH
D-葡萄糖
2D,3L,4D,5D
CH2OH
L-葡萄糖 2L,3D,4L,5L
核糖
阿拉伯糖
木糖
来苏糖
阿洛糖 阿浊糖 葡萄糖 甘露糖 古洛糖 艾杜糖半乳糖 太洛糖
羰基最远的手性碳原子与之比较， 羟基在右为D型
主编 张洪渊 万海清
D-核酮糖
D-木酮糖
D-景天庚酮糖 D-甘露庚酮糖
CHO H C OH HO C H
CH 2OH
L-苏阿糖
生物化学
• 对映异构体的数量：2n • 几种重要的单糖
D-葡萄糖，D-半乳糖， D-甘露糖，D-果糖，D核糖 • 自然界中的糖均为D型
生物化学
主编 张洪渊 万海清
• 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团排列方式不 同的非对映异构体，如D-葡萄糖与D-半乳 糖。
生物化学
主编 张洪渊 万海清
生物化学
主编 张洪渊 万海清
三 单糖的环状结构
• 变旋性；糖旋光度自行改变的性质。 • 原因：糖并不是完全呈开链直线式，而是呈环状。
C：浓度，100mL溶液中所含溶质的克数； ：589nm下，温度为t时实测的旋光角度。
左Dt 旋：旋转角度向左，表示为l或-
右旋：旋转角度向右，表示为d或+
注意：构型中的D和L是人为规定的，d和l是试剂测得 的，二者没有直接关系。
生物化学
3个碳原子以上的糖D、L-构 型的判断
主链碳直立，编号较小位于上方； 以甘油醛为基准：以距离醛基或者
根据所含碳原子的多少，单糖可分为丙糖、丁糖、 戊糖、己糖、庚糖、辛糖。
甘油醛
二羟丙酮
生物化学
主编 张洪渊 万海清
二 单糖的旋光性与开链结构
• 旋光性：使平面偏振光的偏振面发生旋转的性质。 • 旋光物质：具有旋光性的物质。 • 手性碳原子：四个价键与四个不同的原子或原子团相连接的
碳原子。
生物化学
手性
主编 张洪渊 万海清
生物化学
主编 张洪渊 万海清
糖的构型
• 人为规定甘油醛的构型：羟基在右为D，在左为L • 投影式：横前竖后 • 透视式：实前虚后
Fischer 投影式
O
O
CH
CH
H C OH HO C H
CH 2OH
D-甘油醛
CH 2OH
L-甘油醛
透视式
O
O
CH
CH
H C OH HO C H
CH 2OH
环糊精分子的空间填充模型
生物化学
重要的多糖
NRE NRE
直链淀粉
(1 6)分支点
RE
主1编.4nm张洪渊 万海清
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
生物化学
主编 张洪渊 万海清
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