生物化学糖类.ppt

存在：普遍存在：普遍v定义与组成定义与组成 1：定义－糖是：定义－糖是多羟基醛或酮及其衍生物或缩多羟基醛或酮及其衍生物或缩聚物的总称聚物的总称 2：元素组成：：元素组成：C、、H、、O 3：通式：：通式：Cn(H2O)m----过去称为碳水化合物，过去称为碳水化合物， 不准确 4：作用：作用 储存能量；结构物质；信号识别储存能量；结构物质；信号识别第六章第六章 糖类糖类第一节第一节 单糖单糖 糖类物质根据其水解情况可分为单糖、寡糖糖类物质根据其水解情况可分为单糖、寡糖和多糖；和多糖； 单糖单糖：不能被水解成更小分子的糖不能被水解成更小分子的糖 根据其碳原子数又可分为根据其碳原子数又可分为: 己糖：己糖：C6，， 戊糖：戊糖：C5，， 丙糖丙糖C3，丁糖，丁糖C4 根据羰基的存在形式，分为根据羰基的存在形式，分为醛糖和酮糖有醛糖和酮糖有时时结合碳原子数和羰基，如葡萄糖为己醛糖结合碳原子数和羰基，如葡萄糖为己醛糖一、单糖的直链状结构及构型一、单糖的直链状结构及构型1.丙糖：丙糖：C3，只有两种，甘油醛和二羟丙酮，只有两种，甘油醛和二羟丙酮v不对称碳原子不对称碳原子vD,L-构型构型v旋光性旋光性v旋光异构体，旋光异构体，2n*（（n:手性碳数目）手性碳数目）2丁糖：赤藓糖丁糖：赤藓糖3戊糖：核糖，脱氧核糖，木糖戊糖：核糖，脱氧核糖，木糖4己糖：己糖：v 己醛糖：己醛糖：D-葡萄糖，葡萄糖， D-半乳糖，半乳糖， D-甘露糖甘露糖v 己酮糖：果糖己酮糖：果糖 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 (glyceraldehyde 3-phosphate)醛醛 糖糖 Aldose酮酮 糖糖 Ketose磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 (dihydroxyacetone phosphate)二羟丙酮二羟丙酮(dihydroxyacetone)123甘油醛甘油醛 (glycerose)123OD-D-葡萄糖葡萄糖(D-glucose)123456D-D-葡萄糖葡萄糖(D-glucose)123456二、单糖的环状结构二、单糖的环状结构v单糖的性质链状结构不能解释的地方：单糖的性质链状结构不能解释的地方：①①无无Schiff试剂（品红试剂（品红—亚硫酸）颜色反应。

亚硫酸）颜色反应②②只只能能与与1分分子子甲甲醇醇结结合合成成甲甲基基葡葡萄萄糖糖，，不不能能如如一般醛类分子能与一般醛类分子能与2分子甲醇作用形成缩醛分子甲醇作用形成缩醛v③③变旋现象变旋现象：：一般醛类在水溶液中只有一一般醛类在水溶液中只有一个比旋光度，但新配制的葡萄糖水溶液的个比旋光度，但新配制的葡萄糖水溶液的比旋光度比旋光度数值随时间而改变（非方向）数值随时间而改变（非方向）v以葡萄糖为例：平衡处以葡萄糖为例：平衡处+52.6+52.60 0v链式链式 ←→ α ←→ α型（乙醇）型（乙醇） ←→ β ←→ β型（吡啶）型（吡啶） 0.024 0.024％％ 36 36％％ 64 64％％ ？？ +146 +1460 0 +18.7 +18.70 0v本本质质：：糖糖在在水水溶溶液液中中要要发发生生链链式式结结构构与与环环式式结结构构的互变，的互变，αα型与型与ββ型的互变，最后达到平衡型的互变，最后达到平衡。

（（1）） 1893年Fischer提出环 状结构1*半缩醛羟基单糖的单糖的α－型和－型和β－型－型v在在D系系糖糖中中，，半半缩缩醛醛羟羟基基（（即即C—1上上的的OH））和和氧氧桥桥在在同同侧侧的的称称α一一型型，，在在异异侧侧的的称称β－－型型C－－1称称异异头头碳碳原原子子，，所所以以α和和β两种不同形式的异构体称异头物两种不同形式的异构体称异头物v1—5氧氧桥桥型型（（氧氧桥桥是是第第1和和第第5碳碳原原子子连连接接）），，1—5氧氧桥桥的的环环形形糖糖为为吡吡喃喃糖糖还还可可以以有有1—4氧桥型，为呋喃糖氧桥型，为呋喃糖 （（2）单糖的）单糖的Haworth式（式（1926年）年）天然单糖大多数是 D-型糖C1上羟基位置不同出现α-，β-两种构型 吡喃型（葡萄糖结构式） -D-吡喃甘露糖吡喃甘露糖 -D-呋喃果糖呋喃果糖三、单糖的椅式和船式构象三、单糖的椅式和船式构象 v折叠成折叠成2椅式和椅式和6船式两种构象船式两种构象 v椅式比船式稳定椅式比船式稳定四、单糖的性质四、单糖的性质（一）物理性质（一）物理性质1.旋光性：一切糖类（除二羟丙酮）都具有不旋光性：一切糖类（除二羟丙酮）都具有不对称碳原子，都具有旋光性，可左旋或右旋；对称碳原子，都具有旋光性，可左旋或右旋；2.甜度：甜度不一，以蔗糖为基准，单糖中果甜度：甜度不一，以蔗糖为基准，单糖中果糖最甜，甜度糖最甜，甜度1.33；多糖无甜味；多糖无甜味 。

3.溶解度：溶于水，不溶于有机溶剂溶解度：溶于水，不溶于有机溶剂（二）化学性质（二）化学性质v<1>.与强酸的作用：形成糠醛及其衍生物v反反应应式式及及其其原原理理：：书书P213，，分分子子内内脱脱水水成成环环，，再脱水成双键再脱水成双键v糠糠醛醛（（戊戊糖糖））及及羟羟甲甲基基糠糠醛醛（（己己糖糖））皆皆能能与与酚酚类化合物产生结构尚不明了的各种有色物质类化合物产生结构尚不明了的各种有色物质v用途：鉴定糖用途：鉴定糖vα一萘酚，一萘酚， Molisch，紫，糖类，紫，糖类v间苯二酚间苯二酚 ，Seliwanoff，红，红,鉴定鉴定酮糖酮糖v间间苯苯三三酚酚，，Tollen试试验验，，樱樱桃桃红红色色物物质质，，鉴定戊糖鉴定戊糖 v甲甲基基间间苯苯二二酚酚，，Bial试试验验，，绿绿色色溶溶液液或或沉淀沉淀 ，鉴定戊糖，鉴定戊糖 v蒽蒽酮酮反反应应：：蓝蓝绿绿色色，，鉴鉴定定糖糖类类，，用用于总糖含量的测定于总糖含量的测定（（2 2）单糖的氧化（即单糖的还原性））单糖的氧化（即单糖的还原性）v 单糖和部分二糖的半缩醛羟基在碱性溶液中单糖和部分二糖的半缩醛羟基在碱性溶液中具还原性。

具还原性v 常用的试剂为含常用的试剂为含CuCu2+2+的碱性溶液（的碱性溶液（FehlingFehling试试剂）剂）即硫酸铜溶液与即硫酸铜溶液与KOHKOH和酒石酸钾钠配成和酒石酸钾钠配成的试剂称的试剂称FehlingFehling试剂试剂v如用无水如用无水NaNa2 2COCO3 3代替代替KOHKOH（或（或NaOHNaOH）所成的试剂，）所成的试剂，则称则称BenedictBenedict试剂试剂检测糖尿病检测糖尿病v此反应可用来作为还原糖的此反应可用来作为还原糖的定性定性依据Fehling反应－定量测糖含量反应－定量测糖含量<3>形成糖苷 v糖糖的的半半缩缩醛醛羟羟基基与与其其它它物物质质的的羟羟基基或或氨氨基基脱脱水缩合形成的化合物为糖苷水缩合形成的化合物为糖苷v若若羟羟基基由由另另一一分分子子糖糖提提供供，，生生成成的的糖糖苷苷则则称称为二糖，如麦芽糖：葡萄糖为二糖，如麦芽糖：葡萄糖α-1,4-α-1,4-葡萄糖苷葡萄糖苷v糖糖苷苷的的构构型型由由提提供供半半缩缩醛醛羟羟基基的的糖糖决决定定分分为为α－及－及β－糖苷v糖苷无还原性糖苷无还原性第二节第二节 寡糖寡糖 寡糖是由2～6个单糖分子缩合形成的糖。

较常见的为二糖和三糖v一：二糖一：二糖disaccharides 由两个相同或不同的单糖组成由两个相同或不同的单糖组成,常见的有乳糖、常见的有乳糖、蔗糖、麦芽糖等蔗糖、麦芽糖等. 表示方法表示方法：指出指出糖苷糖苷键所连接的两个碳原子的键所连接的两个碳原子的位置，由糖基的碳位用箭头指向配基的碳位位置，由糖基的碳位用箭头指向配基的碳位14α-D-葡萄糖葡萄糖基基-（（1→4））-α-D-葡萄糖葡萄糖 α（（1→4）糖苷）糖苷键键麦芽糖麦芽糖(maltose)：有还原性：有还原性蔗糖蔗糖(sucrose)：无还原性：无还原性112α-D-葡萄糖葡萄糖基基-（（1 2））-β-D-果糖果糖α，，β（（1 2））乳糖乳糖(lactose)有还原性有还原性14β-D-半乳糖半乳糖基基-（（1→4））-β-D-葡萄糖葡萄糖第三节：多糖第三节：多糖v多糖是由多个单糖分子缩合、失水而成v按照单体是否相同，多糖可分为按照单体是否相同，多糖可分为v 均一多糖：由一种单糖缩合而成 v 不均一多糖：由不同类型的单体缩合而成v多糖在水溶液中不形成真溶液，只能形成胶多糖在水溶液中不形成真溶液，只能形成胶体，没有甜味，也体，没有甜味，也无还原性无还原性，有旋光性，但，有旋光性，但无变旋现象。

无变旋现象（一）（一） 均一多糖均一多糖1 1，淀粉，淀粉v 来源：植物的种子、根茎及果实来源：植物的种子、根茎及果实v功能：植物储存多糖功能：植物储存多糖v结构：结构： α-1,4--1,4-糖苷键糖苷键( (一一) )直链淀粉直链淀粉v 天天然然淀淀粉粉中中约约有有20-30%20-30%的的淀淀粉粉为为直直链链淀淀粉v直直链链淀淀粉粉分分子子量量约约1 1万万-200-200万万，，600-600-1200012000个个D-D-葡葡萄萄糖糖残残基基通通过过α-1,4--1,4-糖糖苷苷键键连接而成的的一条长链连接而成的的一条长链v二级结构呈螺旋结构，遇碘显二级结构呈螺旋结构，遇碘显紫蓝色直直链链淀淀粉粉的的结结构构( (二二) )支链淀粉支链淀粉v在在天天然然淀淀粉粉中中约约有有70-80%70-80%的的淀淀粉粉为为支支链链淀淀粉v直直链链中中以以 （（1 14 4））糖糖苷苷键键构构成成糖糖主主链链，，分分支点处以支点处以 （（1 16 6）糖苷键相连糖苷键相连v侧侧链链上上每每隔隔6-76-7个个D-D-葡葡萄萄糖糖残残基基又又能能再再形形成成另另一一分支链结构分支链结构。

分子呈现复杂的树状分支结构分子呈现复杂的树状分支结构v遇碘显紫红色遇碘显紫红色直直链链淀粉淀粉(amylose) 支支链链淀粉淀粉(amylopectin)蓝蓝色色: α-1,4-糖苷糖苷键键红红色色: α-1,6-糖苷糖苷键键非还原端还原端还原端非还原端2 2，糖原，糖原v 糖原为糖原为动物体内贮存的主要多糖动物体内贮存的主要多糖，此多糖相当于植，此多糖相当于植物体内贮存的淀粉，所以糖原也称为物体内贮存的淀粉，所以糖原也称为动物淀粉动物淀粉；；v高等动物的肝脏和肌肉组织中含有较多的糖原高等动物的肝脏和肌肉组织中含有较多的糖原v性质：无定形粉末，遇碘呈棕红色，无还原性性质：无定形粉末，遇碘呈棕红色，无还原性v结构类似支链淀粉，结构类似支链淀粉，  (1(14)4)，，  (1(16)6)3 3，纤，纤 维维 素素v 来源：植物纤维部分来源：植物纤维部分 棉棉花花、、亚亚麻麻和和黄黄麻麻都都含含有有大大量量优优质质的的纤纤维维素素木木材材中中的的纤纤维维素素则则常常与与半半纤纤维维素素和和木木质质素素共共同同存存在v功能：植物结构多糖功能：植物结构多糖。

v性性质质：：极极不不溶溶于于水水、、稀稀酸酸、、稀稀碱碱和和有有机机溶溶剂剂；；天天然然纤纤维维素素为为无无臭臭、、无无味味的的白白色色丝丝状状物物；；与与碘碘无无颜颜色反应纤维素的结构纤维素的结构v由葡萄糖以由葡萄糖以 （（1 14 4）糖）糖苷键连接而苷键连接而成的直链，成的直链，不含支链不含支链纤维结构单纤维结构单位平行排列，位平行排列，链间的链间的G-OHG-OH极易形成氢极易形成氢键植物中纤维素的存在形态植物中纤维素的存在形态淀 粉糖 元纤维素4 4，几丁质（壳多糖），几丁质（壳多糖）v几丁质也大量存在于昆虫和甲壳类动物的几丁质也大量存在于昆虫和甲壳类动物的甲壳之中于是几丁质甲壳之中于是几丁质(chitin)(chitin)可称为甲可称为甲壳质v功能：功能：动物结构多糖动物结构多糖v结构：类似纤维素，单体为乙酰氨基葡萄结构：类似纤维素，单体为乙酰氨基葡萄糖相当于纤维素的糖相当于纤维素的C-2C-2位置上的羟基由乙位置上的羟基由乙酰氨基团置换酰氨基团置换几几丁丁质质的的结结构构。