复旦大学生物化学课件14-糖与糖生物化学2.ppt

寡糖寡糖Oligosaccharides,oligose 由2-10个(或十数个）单糖通过糖苷键糖苷键连接而成，一般易溶于水、具甜味，最简单的是二糖最重要的二糖主要有蔗糖、麦芽糖和乳糖等常见二糖常见二糖(Disaccharides)CommonDisaccharides海藻糖麦芽糖麦芽糖（Maltose)D-吡喃葡萄糖基-14-D-吡喃葡萄糖UDPG-1，4麦芽糖麦芽糖（Maltose） 又称饴糖，分子式：C12H22O11. 有变旋（存在、形式）(有半缩醛羟基）， 能还原TollensandFehlingsreagent， 与笨肼成脎C12H20O9C=NNH(C6H5)2（一个半缩醛羟基）， 被溴水氧化为一元羧酸一个半缩醛羟基 稀酸、麦芽糖酶水解，产物为D-(+)-Glc，结构为4-O-(-D-吡喃葡萄糖基)-D-吡喃葡萄糖-1，4麦芽糖的结构与构象麦芽糖的结构与构象异麦芽糖isomaltose蔗蔗 糖糖(Sucrose)D-吡喃葡萄糖-12-D-呋喃果糖苷D-呋喃果糖-21-D-吡喃葡萄糖苷蔗蔗 糖糖（Sucrose） 常用食糖，甜度大，易结晶，溶于水，甘蔗、甜菜中丰富 分子式C12H22O11。

不能还原TollensandFehling试剂 不能成脎（无异头形式，无半缩醛羟基） 不变旋（无半缩醛羟基） 由一分子-D-Glc和一分子-D-Fru组成，既是葡萄糖苷，又是果糖苷，结构为：-D-Glc基-D-Fru-1，2 蔗糖水解反应中伴随有从+到-的旋光符号的变化，这种水解称为蔗糖的转化 乳乳 糖糖 (Lactose)D-吡喃半乳糖基-14-（）-D-吡喃葡萄糖-1，4乳乳 糖糖（Lactose）存在于人乳（5-7%）和牛乳（4%）等乳汁中，分子式C12H22O11，还原糖，能成脎，水解产物是D(+)-Gal和D-Glc脎，有变旋（有、形式），酸或酶（苦杏仁酶，只水解-糖苷键）水解得到D(+)-Glc及Gal，结构为4-O-（-D-吡喃半乳糖基）-D-吡喃葡萄糖-1，4， 乳糖不耐症（Lactose intolerance），乳糖酶缺乏，乳糖不能进入血液，小肠乳糖升高引起渗透性腹泻，肠道细菌使乳糖发酵产生大量气体（氢、二氧化碳、甲烷等）Cellobiose，the 1,4 linkage between the glucose residues, which is cellobiose in relation to the glucose chain, n subunits (typically 25k to 250k) constitute a single chain.纤维二糖纤维二糖CellobioseD-葡萄糖-（1,4）-葡萄糖苷Cellobiose 纤维素的结构单位； 分子式C12H22O11，； 还原糖； 能成脎； 有变旋； 水解为2分子-D-（+）-葡萄糖； 可为苦杏仁酶水解（连接）； 结构为4-O-（-吡喃葡萄糖基）-D-吡喃葡萄糖-1，4。

海藻糖（海藻糖（TrehaloseTrehalose） Wiggers(1832)从黑麦的麦角菌中首次提取许多可食用动植物及微生物体内都广泛存在 ，蘑菇类、海藻类、豆类、虾、面包、啤酒及酵母发酵食品中都有较高含量 两个葡萄糖分子以,(1,1)-糖苷键构成非还原性糖，自身性质非常稳定，并对多种生物活性物质具有神奇对多种生物活性物质具有神奇的保护作用的保护作用对许多生命体而言，海藻糖的有与无，意味着生命或者死亡”（Nature,2000专评） 海藻糖在高温、高寒、高渗透压及干燥失水等恶劣环境条件下在细胞表面能形成独特的保护膜，有效地保护蛋白质分子不变性失活，从而维持生命体的生命过程和生物特征 D-(+)-TrehaloseD-(+)-Trehalosealpha-D-Glucopyranosyl-alpha-D-glucopyranoside,-Trehalose-D-Glucopyranosyl-D-glucopyranoside三三 糖糖（Trisaccharide） 棉子糖蜜三糖(raffinose)，分子式C18H32O16，豆形果实、甘蓝、芽甘蓝、椰菜、芦笋、其他蔬菜和所有谷类等许多植物中存在，棉籽与桉树分泌物中尤多。

t=105.2，不能还原Fehling试剂，与酸共热水解生成Glc、Fru及Gal，结构为：蔗糖酶 -Gal-Gal (1(16)-6)- -Glc-Glc 、 (1(12)-2)- -Fru-Fru-半乳糖苷酶Raffinose蜜三糖、蜜里三糖、棉籽糖 Hygienical Functions of RaffinoseHygienical Functions of Raffinose棉籽糖具有保健功能，属于低聚糖，是人体内双岐杆菌和乳杆菌等有益菌的增殖因子，能显著改善肠道菌群，改善便秘和拉稀患者的便性不为人体吸收，不具吸湿性，加工褐变度低，热稳定性高，酸性热稳定性也高，无毒安全的棉籽糖是理想的食品原料促进人体对钙的吸收，从而增强人体免疫力，对预防疾病和抗衰老有明显效果 此外，还可以用于药品工业，冷冻精液和活器官移植的稳定剂PolysaccharidesPolysaccharides由多个单糖或单糖衍生物聚合而成，缩合时单糖分子以糖苷键相连，一般无甜味、无还原性、酸或酶的作用下可水解为双糖、寡糖或多糖，重要的有淀粉、糖元、纤维素、几丁质、粘多糖等可分为同多糖和杂多糖功能包括能量作用、结构作用和生物活性作用。

同多糖和异多糖同多糖和异多糖淀淀 粉（粉（StarchStarch）广泛存在于植物的种子和根茎中，热水处理25分钟能溶解的部分为直链淀粉amylose, solublestarch，不溶解的部分为支链淀粉amylopectin直链淀粉平均250-300个-D-Glc通过-1，4糖苷键相连，旋转卷曲成螺旋状，每6个Glc残基盘旋一圈，遇I2呈（深）兰色水解的双糖为麦芽糖，单糖为葡萄糖支链淀粉由2000-22000个Glc残基组成，大约每24-30个Glc残基就有一个-1，6糖苷键的分支，遇I2呈紫（红）色水解只生成一种双糖-（+）麦芽糖 StarchStarch淀粉空间结构淀粉空间结构淀粉遇碘显色淀粉遇碘显色 淀粉红色糊精无色糊精麦芽糖葡萄糖紫红色 红色 不显色 不显色直链淀粉遇碘呈蓝色;支链淀粉遇碘呈紫红色;糊精遇碘呈蓝色、紫色、橙色等.近年来用先进的分析技术（如X射线、红外光谱等）研究碘跟淀粉生成的蓝色物，证明碘和淀粉的显色除吸附原因外，主要是由于生成包合物的缘故淀粉遇碘生成的包合物的颜色与淀粉的聚合度或相对分子质量有关在一定的聚合度或相对分子质量范围内，随聚合度或相对分子质量的增加，包合物的颜色的变比由无色、橙色、淡红、紫色到蓝色。

糖糖 元元Glycogen有动物淀粉之称，细菌细胞中也有存在，动物组织内主要的贮藏多糖肝脏、肌肉中含量多，分别称为肝糖元、肌糖元结构与支链淀粉相似，但分支长度较短，一般由8-12个Glc残基组成，分支多，分子量高达106-108遇I2呈红褐色或棕红色水解终产物是葡萄糖，对动物体血糖水平的调节重要 GlycogenGlycogen纤维素纤维素Cellulose）自然界中分布最广的糖，以纤维二糖cellobiose为基本单位连接而成，纤维状、僵硬、不溶于水，不分支，约由10000-15000个-D-Glc残基以(1-4)糖苷键连接而成纤维素的水解需要高温、高压和酸水解需要高温、高压和酸，人体消化酶不能水解纤维素，食草动物利用肠道寄生菌分泌的纤维素酶cellulase将部分纤维素水解为葡萄糖1838年法国科学家Payen从木材提取分离出的一种物质，由于这种物质是在破坏细胞组织后得到的，因而佩因把它称为cell(细胞)和lose(破坏)组成的一个新名词“cellulose”Individual Strand of Cellulose纤维素的结构纤维素的结构Therigidchairstructurecanrotaterelativetooneanother植物每年光合作用能产生出亿万吨纤维素，是纤维素最主要的来源。

棉花是自然界中含量最高的纤维素纤维，其纤维素含量为9098%木材是纤维素化学工业的主要原料，木材的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素半纤维素含纤维素以外的其他糖，它是由两种或两种以上单糖残基组成的不均一聚糖，大多带有短侧链构成半纤维素的单糖主要有:D-木糖、L-阿拉伯糖、D-半乳糖、D-甘露糖、D-葡萄糖和4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸等木质素是由苯丙烷结构单元组成的具有复杂三维空间结构的非晶高分子树种纤维素半纤维素木质素针叶木505515202530阔叶木505520252025组成半纤维素的糖残基木质素的组成单元木质素（lignin)是一种复杂的、非结晶性的、三维网状酚类高分子聚合物，广泛存在于高等植物细胞中木质素与纤维素、半纤维素等一起构成超分子体系，木质素作为纤维素的粘合剂，以增强植物体的机械强度，是仅次于纤维素的第二大可再生资源，全球每年可产生约61014t几丁质几丁质 壳多糖壳多糖 Chitin 存在于节肢动物昆虫、甲壳类动物（虾、蟹）外骨骼及真菌细胞壁，地球上丰度仅次于纤维素的第二大类糖由N-乙酰-D-葡萄糖胺以（14）糖苷键缩合而成，分子线状不分支 几丁质系列开发在保健及医疗上的应用。

几丁质糖链几丁质糖链AhomopolymerofN-acetyl-D-glucosamineunitsin14linkageBiological Function of ChitinBiological Function of Chitin1.强化免疫；2排除毒素；3降血糖，降血脂，降血压；4强化肝脏机能；5活化细胞，抑制老化；6调节自律神经机能保健食品，包括无毒性的抗癌效果、改善消化吸收的机能、减少脂肪及胆固醇的摄取、降低高血压、强化免疫力等动物试验证明口服几丁质可以使血液中胆固醇的量降低，其原因是几丁质能与食物中的脂肪类物质结合，阻止脂肪在肠胃中的消化吸收，因此可做为减肥保健食品 医药用品，手术缝合线、止血和伤口被覆材料、药物运送的载体、隐形眼镜、血液透析膜、抑制胃酸及肿瘤细胞的作用食品加工，无毒、无味、可生物降解等作为凝结剂、食品填充剂、增稠剂、稳定剂、脱色剂、香味增浓剂等化妆品，良好的保湿性、增粘性、成膜性，分散性、防静电、减少摩擦等特性，所以在化妆品工业中大量用于发型定型剂、护发剂、护肤剂、润湿剂、香皂等 纺织，使纺织品具有抗菌及防臭的特性 环保农业，生物农药 化学工业葡萄糖胺葡萄糖胺(Glucosamine)(Glucosamine)工业上，将甲壳类动物的甲壳质用盐酸水解制得。

动物体内以糖蛋白分布在软骨或结缔组织中， 代表性的物质是蛋白聚糖，与胶原纤维、水分等组合起来，使各器官具有相应的强度、柔性、弹性葡萄糖胺不是动物所必须的营养元素 几丁聚糖的降解物质N乙酰葡萄糖胺和聚葡萄糖胺能刺激迷走神经，通过副交感神经的兴奋，使毛细血管扩张，对颈椎病和腰酸背痛有改善和治疗的作用 香菇多糖、茯苓多糖和昆布素香菇多糖、茯苓多糖和昆布素 均为-1，3葡聚糖 香菇多糖存在于香菇中，对动物肉瘤180等有明显的抑制作用； 茯苓多糖是茯苓中的多糖，也被用于抗肿瘤治疗； 昆布素是昆布中的葡聚糖，用于治疗动脉粥样硬化 香菇多糖香菇多糖 LentinanLentinan 直接从香菇子实体中提取，具抗病毒、抗肿瘤、调节免疫功能和刺激干扰素形成等功能，已被医学生物界所肯定，广泛应用于药品和保健食品中，以它制成的香菇多糖针剂，配合放化疗使用，用于肿瘤患者疗效显著 典型的细胞激活剂，在体内和体外均能促进特异性细胞毒性淋巴细胞（CTL）的产生，并提高其杀伤活性，还能提高辅助性细胞的功能，提高抗体依赖的细胞毒性细胞活性茯苓多糖茯苓多糖 PachymanPachyman 茯苓多糖的作用早已阐述，修饰的羧甲基茯。