4 糖类的结构与功能解析

The chair form is more stable because of less steric hindrance as the axial positions are occupied by hydrogen atoms.
C1
1C
α-型吡喃葡萄的半缩醛羟基是直立键，而β型吡喃葡萄的半缩醛羟基是平伏键，所以β-构
二糖总结
蔗糖 组成（均为D型） 苷键 旋光 变旋 还原性 成脎 1Glc,1Fru α,β-1,2 + 麦芽糖 2Glc α-1,4 + + + + 乳糖 1Glc,1Gal β-1,4 + + + +
脎 sà :含两个相邻腙基的一类碱性化合物 [osazone]。由同一个分子内的两个羰基和两 个分子的苯肼缩合而成
3.按有无支链：直链糖、支链糖
4.按功能：结构多糖、贮存多糖、抗原多糖
等
5.按分布：胞内、胞外、胞壁多糖
4.1、单糖
4.1.1单糖的构型
单糖是多羟基醛或酮。可根据C原子的数目或 羰基的类型进行分类。 最简单的单糖是甘油醛和二羟丙酮。
D-、L-构型
• 距醛基最远的不对称C上的羟基在左边的 为L-型糖，在右边的为D-型糖。
型更为稳定。
4.2自然界存在的重要单糖
及其衍生物
• 自然界中存在的单糖数目要低于其光学异构 体的理论数目。常见的单糖有醛糖、酮糖、 脱氧糖、分枝糖、氨基糖等。
• 重要衍生物有糖醇、糖醛酸、氨基糖及糖苷、
糖酯。
重要的单糖
• 糖醇：较稳定，有甜味。如甘露醇、山梨醇。 • 糖醛酸：由单糖的伯醇基氧化而得到，如葡 萄糖醛酸、半乳糖醛酸。 • 氨基糖：糖中的羟基为氨基所取代。
单糖的构型（configuration）：D型和L型以甘油醛 作标准
旋光异构
• 旋光性：使平面偏振光的偏振面发生旋转
的性质。
• 旋光度：任何一种具有旋光性的物质在一
定条件下均可使偏振光的偏振面旋转一定 角度称为旋光度。它是一个物理常数。
a
t
t
a cl
t
aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ为比旋光度,是指在1g/ml的溶液中,旋光管为
以及单糖的排列顺序决定。 • 同多糖、杂多糖。
Differences between homopolysaccharides and heteropolysaccharides
• 自然界中戊糖和已糖有两种不同的结构：
多羟基醛的开链形式和半缩醛形式。
• 葡萄糖多以吡喃环结构存在（1-5缩合），
而戊糖多以呋喃环形式存在。
H C O H C OH HO C H H C OH H C OH
H C
OH
HO C
H
H C OH HO C H H C OH H C CH2OH O
H C OH
• 糖是多羟醛或多羟酮及其缩聚物和某些衍生
物的总称。
糖类的主要生物学作用
• 是生物体主要的能量来源（糖酵解）。
• 可转变为生命所必需的其它物质，如脂类、
蛋白质等。
• 可作为生物体的结构物质，如纤维素。 • 是细胞识别和信号传递的重要参与者。
分类
1.按组成：单糖（ monosaccharide）、寡糖 （oligosaccharide）、多糖（polysaccharide）。 • 单糖（monosaccharide）：是多羟醛或多羟酮 （1）碳原子数目：丙糖、丁糖、戊糖、已糖、
4.4、多糖（ polysaccharide ）
• 多糖是由多个单糖基以糖苷键相连而形成
的高聚物。多糖完全水解时，糖苷键断裂
而形成单糖。
• 多糖的功能：纤维素、淀粉、糖原、甲壳 素、植物粘液、树胶、果胶等。
性质
• 分子量大，没有还原性和变旋现象，无甜
味，大多不溶于水，可形成胶体溶液。
• 多糖的结构主要由单糖组成、糖苷键类型
• 糖苷：单糖的半缩醛上羟基与非糖物质的羟
基形成的缩醛结构。
4.3、寡糖（oligosaccharide）
• 寡糖是少数单糖（2-10个）缩合的聚合物。
• 自然界中最常见的寡糖是双糖
（disaccharide ）。
• 重要的双糖有麦芽糖、蔗糖、乳糖等。
麦芽糖（maltose）
麦芽糖是由2分子D-葡萄糖通过α-1，4糖苷键连接而成。
第三章 糖类的结构与功能
主要内容
• 主要介绍糖类的概念、分类以及单糖、二糖 和多糖的化学结构、性质、功能。
一、糖类的概念与分类
• 糖是自然界分布广泛，数量最多的有机化合物。几
乎所有的动物、植物和微生物体内都含有糖类。
• 糖也称碳水化合物（carbohydrate），用
Cm(H2O)n表示。碳水化合物这个名称并不确切。
庚糖等。
（2）醛糖、酮糖：如葡萄糖、果糖。
• 寡糖（oligosaccharide）：又称低聚糖，由2～10分
子单糖结合而成。可分为二糖、三糖、四糖、五糖
等。
• 多糖（polysaccharide）：由多分子单糖或单糖
的衍生物聚合而成。 （1）同多糖（homopolysaccharide）：由同一种单 糖聚合而成，如淀粉、糖原、纤维素等。 （2）杂多糖（heteropolysaccharide）：由不同种 单糖或单糖的衍生物聚合而成，如透明质酸等。
1dm时的旋光度。a为旋光度，c为溶质浓度 （g/ml），l为旋光管长（dm），λ为入射
波长，t为温度。
变旋现象（mutarotation）
• 一个有旋光性的溶液放置后，其比旋光度
改变的现象称为变旋。
• 变旋的原因：α-Glc→链式Glc→ β-Glc（旋
光异构体间的相互转化）。
4.1.2单糖的结构
蔗糖（Sucrose）的结构
乳糖（lactose）
乳糖由1分子D-半乳糖和1分子D-葡萄糖通过β-1，
4糖苷键连接而成。
糖的甜度（sweetness）
糖 果糖 转化糖 蔗糖 葡萄糖 木糖 甜度 173.3 130 100 74.3 40 糖 鼠李糖 麦芽糖 半乳糖 棉子糖 乳糖 甜度 32.5 32.5 32.1 22.6 16.1
+
HO C H H C OH H C CH2OH
O
CH2OH
链状环状互变
α-D-吡喃
葡萄糖 醛式（链式）葡萄糖 β-D-吡喃 葡萄糖 (63%) β -D-呋喃葡萄糖
（37％）
α-D-呋喃葡萄糖
4.1.3单糖的构象
b-D-glucopyranose steric hindrance
(predominated form)