糖类 (2)幻灯片.ppt

糖类第1页，共66页，编辑于2022年，星期二 一一 引引 言言 （一）糖的存在与来源：（一）糖的存在与来源：糖类广泛存在生物界。按干重计算糖类物资占植物总重量的糖类广泛存在生物界。按干重计算糖类物资占植物总重量的85856060，细菌的，细菌的1010，动物的，动物的2 2以下。以下。糖类是地球上数量最多的一类有机化合物。地球的生物量干糖类是地球上数量最多的一类有机化合物。地球的生物量干重重5050以上是由葡萄糖的聚合物构成的。以上是由葡萄糖的聚合物构成的。地球上地球上糖类物资的根本来源是绿色细胞进行光合作用的产物，绿色糖类物资的根本来源是绿色细胞进行光合作用的产物，绿色细胞利用光和二氧化碳合成葡萄糖。细胞利用光和二氧化碳合成葡萄糖。第2页，共66页，编辑于2022年，星期二 （一）糖类的主要生物学作用（一）糖类的主要生物学作用 1 1 糖类是构成生物体结构的成分。植物的根、茎、叶含有糖类是构成生物体结构的成分。植物的根、茎、叶含有大量的纤维素、半大量的纤维素、半纤维素和果胶类物质纤维素和果胶类物质这些物资是构成细胞壁的主这些物资是构成细胞壁的主要成分；要成分；2 2 糖类是生物体内的主要能量物质；糖类是生物体内的主要能量物质；3 3 糖类是生物体内许多物质生成的前体在生物体内糖类转变糖类是生物体内许多物质生成的前体在生物体内糖类转变为其它物质；为其它物质；第3页，共66页，编辑于2022年，星期二许多物质如：氨基酸、核苷酸、脂肪以及某些辅酶等都是通过许多物质如：氨基酸、核苷酸、脂肪以及某些辅酶等都是通过糖代谢的中间产物转变而成。糖代谢的中间产物转变而成。4 4 糖类是细胞之间相互识别的信息分子的成分；糖类是细胞之间相互识别的信息分子的成分；糖蛋白在生物体内分部非常广泛，糖链具有信息分子的作用。糖蛋白在生物体内分部非常广泛，糖链具有信息分子的作用。许多重要物质都是糖蛋白，如血型糖蛋白，抗体和某些激素受许多重要物质都是糖蛋白，如血型糖蛋白，抗体和某些激素受体等。细胞识别还包括生长发育、受精作用、免疫应答、形态体等。细胞识别还包括生长发育、受精作用、免疫应答、形态发生癌变和衰老等等。发生癌变和衰老等等。第4页，共66页，编辑于2022年，星期二 （二）（二）糖类的元素组成和化学本质糖类的元素组成和化学本质 糖类物资主要由碳、氢、氧三种元素组成。糖类物资主要由碳、氢、氧三种元素组成。“carbohydratescarbohydrates”表明糖是碳水化合物，从化学结构上来看，单表明糖是碳水化合物，从化学结构上来看，单糖是碳元素与水按糖是碳元素与水按1111组成，单糖分子中组成，单糖分子中C C，H H，O O之比为之比为Cn(HCn(H2 2O)n O)n 特别是早期确定的几种单糖其组成都符合这个比例。现在研究已特别是早期确定的几种单糖其组成都符合这个比例。现在研究已确定了许多种单糖的分子结构，结果发现，其中有不少糖分子中确定了许多种单糖的分子结构，结果发现，其中有不少糖分子中的的C C，H H，O O之比不符合这个比例。之比不符合这个比例。第5页，共66页，编辑于2022年，星期二糖的概念糖的概念糖的概念糖的概念 另外还有些非糖物质的分子组成符合这个比例，另外还有些非糖物质的分子组成符合这个比例，例如：乙酸（例如：乙酸（CH3COOHCH3COOH）分子中）分子中C C，H H，O O之比符合这个比之比符合这个比例，显然乙酸不是糖类，相反有的单糖，如鼠李糖例，显然乙酸不是糖类，相反有的单糖，如鼠李糖C C6 6 H H1212O O5 5分子中分子中C C，H H，O O之比不符合之比不符合Cn(HCn(H2 2O)nO)n。SacharidesSacharides指糖指糖类类,来自希腊文。来自希腊文。从从化学角度看，糖类是多羟基醛（醛糖）或多羟基酮（酮糖）化学角度看，糖类是多羟基醛（醛糖）或多羟基酮（酮糖）或其衍生物。或其衍生物。第6页，共66页，编辑于2022年，星期二（三）糖类的命名与分类（三）糖类的命名与分类 1 1 单糖：不能再被水解为更小分子的糖如：葡萄糖、果糖、甘单糖：不能再被水解为更小分子的糖如：葡萄糖、果糖、甘露糖和核糖等；露糖和核糖等；2 2 寡糖：由少数几个单糖以糖苷键连接形成的化合物，常见寡糖：由少数几个单糖以糖苷键连接形成的化合物，常见的贰糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖等，叁糖有棉子糖等；的贰糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖等，叁糖有棉子糖等；3 3 多糖：由许多个单糖以糖苷键连接形成的化合物。多糖：由许多个单糖以糖苷键连接形成的化合物。（1 1）同多糖：水解时只产生一种单糖或单糖衍生物，如淀粉、糖）同多糖：水解时只产生一种单糖或单糖衍生物，如淀粉、糖原和纤维素等。原和纤维素等。第7页，共66页，编辑于2022年，星期二 （2 2）杂多糖：水解时产生一种以上单糖或杂多糖：水解时产生一种以上单糖或/和单糖和单糖衍生物，如透明质酸、半纤维素、果胶类物质等。衍生物，如透明质酸、半纤维素、果胶类物质等。根据成分可分为醛糖和酮糖，根据成分可分为醛糖和酮糖，C-1C-1连接的是醛基连接的是醛基的为醛糖，的为醛糖，C-2C-2连接的是酮基的为酮糖。葡萄糖和果糖连接的是酮基的为酮糖。葡萄糖和果糖分别为它们的典型代表。分别为它们的典型代表。(CH2O)n(CH2O)n，根据碳原子的数量，根据碳原子的数量，在自然界最小的在自然界最小的n=3n=3。最大的。最大的n=7n=7。第8页，共66页，编辑于2022年，星期二三三 单糖的结构单糖的结构 （一）单糖的链状结构：纯的葡萄糖经元素组成和分子质量（一）单糖的链状结构：纯的葡萄糖经元素组成和分子质量研究，确定研究，确定为为2 2，3 3，4 4，5 5，6-6-五羟己醛，己醛糖，果糖五羟己醛，己醛糖，果糖1 1，3 3，4 4，5 5，6-6-五羟己酮，为己酮糖。五羟己酮，为己酮糖。1 Fischer1 Fischer投影式投影式 德国化学家费歇尔（德国化学家费歇尔（FisherFisher）18911891年首次提出：用投影式年首次提出：用投影式书写有机化合物的立体结构。书写有机化合物的立体结构。第9页，共66页，编辑于2022年，星期二第10页，共66页，编辑于2022年，星期二 2 D 2 D系和系和L L系单糖系单糖:甘油醛含一个手性碳原子，甘油醛含一个手性碳原子，组成一对对映体，定为组成一对对映体，定为D D型和型和L L型。单糖中含有多个手性碳型。单糖中含有多个手性碳原子。单糖的构型是指分子中离羰基最远的不对称碳原子的原子。单糖的构型是指分子中离羰基最远的不对称碳原子的构型。以甘油醛为参照物分为构型。以甘油醛为参照物分为D D型和型和L L型单糖。六碳的醛糖型单糖。六碳的醛糖有有8 8种差向异构体，每一种有相应的对映体，共有种差向异构体，每一种有相应的对映体，共有1616种异构体，种异构体，六碳的酮糖有六碳的酮糖有4 4种差向异构体，每一种有相应的对映体，种差向异构体，每一种有相应的对映体，共有共有8 8种异构体。生物体内的单糖均为种异构体。生物体内的单糖均为D-D-型。型。第11页，共66页，编辑于2022年，星期二第12页，共66页，编辑于2022年，星期二第13页，共66页，编辑于2022年，星期二 异构体：有机分子组成元素相同，结构不同称为异构体，异构体：有机分子组成元素相同，结构不同称为异构体，或同分或同分异构体异构体异构体异构体。表异构体（差向异构体表异构体（差向异构体pimer pimer）：两种旋光异构体在）：两种旋光异构体在构型上只有一个不对称碳原子的差异。例如，葡萄糖和甘露构型上只有一个不对称碳原子的差异。例如，葡萄糖和甘露糖，葡萄糖和半乳糖，葡萄糖和阿洛糖互为差向异构体。每糖，葡萄糖和半乳糖，葡萄糖和阿洛糖互为差向异构体。每种单糖各有自己的差向异构体。也称非对映异构体。种单糖各有自己的差向异构体。也称非对映异构体。第14页，共66页，编辑于2022年，星期二 对映异构体（对称异构体对映异构体（对称异构体antipode antipode）：两种不能重）：两种不能重迭互为镜象的异构体。单糖有两种对映体即迭互为镜象的异构体。单糖有两种对映体即D-D-型和型和L-L-型。型。由离醛基或酮基最远，（即离羰基最近的）碳原子上所连由离醛基或酮基最远，（即离羰基最近的）碳原子上所连的羟基的羟基位置来决定位置来决定。第15页，共66页，编辑于2022年，星期二第16页，共66页，编辑于2022年，星期二 （三）单糖的环状结构（三）单糖的环状结构 1 1 环状半缩醛的形成环状半缩醛的形成 变旋现象变旋现象 新配制的葡萄糖溶液放置片刻后旋光性会发生变化，一般的醛类新配制的葡萄糖溶液放置片刻后旋光性会发生变化，一般的醛类物质不会发生这种变旋现象在不同条件下获得的葡萄糖，其比旋光物质不会发生这种变旋现象在不同条件下获得的葡萄糖，其比旋光值不同。值不同。葡萄糖是多羟基醛，应该显示醛类物质的特性。但实际葡萄糖是多羟基醛，应该显示醛类物质的特性。但实际上上葡萄糖的醛基不如一般醛类物质的醛基活泼，葡萄糖不能与葡萄糖的醛基不如一般醛类物质的醛基活泼，葡萄糖不能与Schiff Schiff（品红亚硫酸）试剂（品红亚硫酸）试剂 产生紫红色反应。产生紫红色反应。第17页，共66页，编辑于2022年，星期二 根据羟基和羰基处于同一分子内，可以发生分子内亲根据羟基和羰基处于同一分子内，可以发生分子内亲核加成反应形成半缩醛现象分析，核加成反应形成半缩醛现象分析，18931893年年FisherFisher正式提出葡正式提出葡萄糖分子的环状结构学说。可能形成半缩醛或半缩酮。萄糖分子的环状结构学说。可能形成半缩醛或半缩酮。第18页，共66页，编辑于2022年，星期二葡萄糖葡萄糖-异头物异头物异头物异头物-异头物异头物异头物异头物第19页，共66页，编辑于2022年，星期二 2 2 单糖羰基的差向异构化单糖羰基的差向异构化 和和异头碳和异头物：异头碳和异头物：单糖形成环状结构后，葡萄糖的第一位碳原子和果糖的第二位单糖形成环状结构后，葡萄糖的第一位碳原子和果糖的第二位碳原子，转变为不对称碳原子，由此又产生了一对非对映碳原子，转变为不对称碳原子，由此又产生了一对非对映异构体，这种羰基碳上形成的差向异构体称为异头物。半缩异构体，这种羰基碳上形成的差向异构体称为异头物。半缩醛碳原子称为异头碳或异头中心。并且规定：异头碳所连接醛碳原子称为异头碳或异头中心。并且规定：异头碳所连接的羟基与最末的不对称碳原子具有相同取向的异构体称为的羟基与最末的不对称碳原子具有相同取向的异构体称为异头物，具有相反取向的异头物，具有相反取向的异构体异构体异构体异构体称为称为异头物。异头物。第20页，共66页，编辑于2022年，星期二 异头物在水溶液中通过直链（开链）形式可以互变（差向异头物在水溶液中通过直链（开链）形式可以互变（差向异构化），经过一段时间达到平衡，这就是产生变旋现象的异构化），经过一段时间达到平衡，这就是产生变旋现象的原因。平衡时两种异构体不是等量存在，新配制的原因。平衡时两种异构体不是等量存在，新配制的D D葡萄糖葡萄糖经过一段时间达到平衡后，这就是葡萄糖溶液醛基不表现典型醛基特经过一段时间达到平衡后，这就是葡萄糖溶液醛基不表现典型醛基特性的原因。葡萄糖成环后，由醛变成半缩醛，与一分子甲醇反应只能性的原因。葡萄糖成环后，由醛变成半缩醛，与一分子甲醇反应只能生成甲基葡萄糖苷，由于异头碳上的羟基有两种取向，所以形成生成甲基葡萄糖苷，由于异头碳上的羟基有两种取向，所以形成，两种甲基葡萄糖苷。两种甲基葡萄糖苷。第21页，共66页，编辑于2022年，星期二 D D葡萄糖约占葡萄糖约占3636，D D葡萄糖葡萄糖占占6464，含游离醛基的，含游离醛基的开链葡萄糖含量不足开链葡萄糖含量不足0.0240.024。第22页，共66页，编辑于2022年，星期二 3 3 呋喃环和吡喃环呋喃环和吡喃环 葡萄糖的第一位与第五位碳原子，果糖的第二位与第六位碳原葡萄糖的第一位与第五位碳原子，果糖的第二位与第六位碳原子形成六角形的环状，与吡喃环相似，称为吡喃糖；葡萄糖的子形成六角形的环状，与吡喃环相似，称为吡喃糖；葡萄糖的第一位与第四位碳原子，果糖的第二位与第五位碳原子形成五第一位与第四位碳原子，果糖的第二位与第五位碳原子形成五角形的环状，与呋喃环相似，称为呋喃糖。角形的环状，与呋喃环相似，称为呋喃糖。D D葡萄糖主要以吡喃糖存在，对于葡萄糖来说，吡喃型比呋喃型稳葡萄糖主要以吡喃糖存在，对于葡萄糖来说，吡喃型比呋喃型稳定。定。第23页，共66页，编辑于2022年，星期二 异头物在水溶液中通过直链（开链）形式可以互变（差向异构化）异头物在水溶液中通过直链（开链）形式可以互变（差向异构化），经过一段时间达到平衡，这就是产生变旋现象的原因。平衡时，经过一段时间达到平衡，这就是产生变旋现象的原因。平衡时两种异构体不是等量存在，新配制的两种异构体不是等量存在，新配制的D D葡萄糖经过一段时间达到葡萄糖经过一段时间达到平衡后，这就是葡萄糖溶液醛基不表现典型醛基特性的原因。葡平衡后，这就是葡萄糖溶液醛基不表现典型醛基特性的原因。葡萄糖成环后，由醛变成半缩醛，与一分子甲醇反应只能生成甲基萄糖成环后，由醛变成半缩醛，与一分子甲醇反应只能生成甲基葡萄糖苷，由于异头碳上的羟基有两种取向，所以形成葡萄糖苷，由于异头碳上的羟基有两种取向，所以形成，两两种甲基葡萄糖苷。种甲基葡萄糖苷。第24页，共66页，编辑于2022年，星期二 D D葡萄糖约占葡萄糖约占3636，D D葡萄糖占葡萄糖占6464，含游离醛基的开，含游离醛基的开链葡萄糖含量不足链葡萄糖含量不足0.0240.024。第25页，共66页，编辑于2022年，星期二 3 3 呋喃环和吡喃环呋喃环和吡喃环 葡萄糖的第一位与第五位碳原子，果糖的第二位与第六位葡萄糖的第一位与第五位碳原子，果糖的第二位与第六位碳原子形成六角形的环状，与吡喃环相似，称为吡喃糖；葡碳原子形成六角形的环状，与吡喃环相似，称为吡喃糖；葡萄糖的第一位与第四位碳原子，果糖的第二位与第五位碳原萄糖的第一位与第四位碳原子，果糖的第二位与第五位碳原子形成五角形的环状，与呋喃环相似，称为呋喃糖。子形成五角形的环状，与呋喃环相似，称为呋喃糖。D D葡萄糖主要以吡喃糖存在，对于葡萄糖来说，吡喃型比呋葡萄糖主要以吡喃糖存在，对于葡萄糖来说，吡喃型比呋喃型稳定。喃型稳定。第26页，共66页，编辑于2022年，星期二呋喃环呋喃环吡喃环吡喃环第27页，共66页，编辑于2022年，星期二第28页，共66页，编辑于2022年，星期二四四 单糖的物理和化学性质单糖的物理和化学性质 单糖的物理性质单糖的物理性质 1 1 旋光性：不每一种单糖溶液都有特定的旋光性，根据单糖其旋光旋光性：不每一种单糖溶液都有特定的旋光性，根据单糖其旋光性可以推算出单糖的浓度。性可以推算出单糖的浓度。2 2 甜度甜度 甜度是由味觉识别的，不是物理性质，不过提到糖，人们自然甜度是由味觉识别的，不是物理性质，不过提到糖，人们自然想到甜。，有些物质不是糖，但是比糖甜。甜度以蔗糖为标准。想到甜。，有些物质不是糖，但是比糖甜。甜度以蔗糖为标准。不同的糖甜度不一样。不同的糖甜度不一样。3 3 溶解度溶解度 单糖有多个羟基，在水中有比较大的溶解度。单糖有多个羟基，在水中有比较大的溶解度。第29页，共66页，编辑于2022年，星期二 （二）单糖的化学性质（二）单糖的化学性质 1 1 单糖的氧化：氧化生成醛酸单糖的氧化：氧化生成醛酸 单糖分子中含有羰基，极易被氧化，具有还原性。凡含有单糖分子中含有羰基，极易被氧化，具有还原性。凡含有自由醛基或酮基的糖都具有还原性。费林自由醛基或酮基的糖都具有还原性。费林(Fehling)(Fehling)试剂热滴试剂热滴定法测定还原糖含量就是利用这一特性。费林试剂由甲乙两种溶定法测定还原糖含量就是利用这一特性。费林试剂由甲乙两种溶液组成，甲液中含有硫酸铜和次甲基蓝（氧化还原指示剂），乙液组成，甲液中含有硫酸铜和次甲基蓝（氧化还原指示剂），乙液中含有酒石酸钾钠、氢氧化钠和亚铁氢化钾，使用前等量混合。液中含有酒石酸钾钠、氢氧化钠和亚铁氢化钾，使用前等量混合。第30页，共66页，编辑于2022年，星期二 甲乙两种溶液混合后，硫酸铜与氢氧化钠生成天蓝甲乙两种溶液混合后，硫酸铜与氢氧化钠生成天蓝色、水不溶性的氢氧化铜，在碱性溶液中，酒石酸钾色、水不溶性的氢氧化铜，在碱性溶液中，酒石酸钾钠与氢氧化铜形成可溶性的络合物，后者与还原糖生钠与氢氧化铜形成可溶性的络合物，后者与还原糖生成烯醇二糖（烯二醇）中间物，成烯醇二糖（烯二醇）中间物，Cu2+Cu2+被还原成被还原成Cu+Cu+放出放出的氧将烯二醇氧化成醛糖酸。的氧将烯二醇氧化成醛糖酸。第31页，共66页，编辑于2022年，星期二 氧化生成糖二酸氧化生成糖二酸 氧化能力更强的稀硝酸，不仅氧氧化能力更强的稀硝酸，不仅氧 化醛基还氧化醛基还氧化伯醇基生成糖二酸。化伯醇基生成糖二酸。COOH CHO COOH (CHOH)4 (CHOH)4 (CHOH)4 CH2OH CH2OH COOH 糖酸糖酸 葡萄糖葡萄糖 葡萄糖二酸葡萄糖二酸 在体内，相应的酶专门催化伯醇基而保留醛基生成糖醛酸，参在体内，相应的酶专门催化伯醇基而保留醛基生成糖醛酸，参加代谢。加代谢。第32页，共66页，编辑于2022年，星期二（2）形成糖酯形成糖酯所有的所有的羟基羟基羟基羟基，包括异头碳羟基都能被酯化。，包括异头碳羟基都能被酯化。磷酸磷酸磷酸磷酸糖酯糖酯糖酯糖酯生物体内单糖与磷酸生成各种生物体内单糖与磷酸生成各种磷酸糖酯磷酸糖酯磷酸糖酯磷酸糖酯及其衍生物及其衍生物是糖的代谢活性形式是糖的代谢活性形式(重要的糖代谢的中间产物重要的糖代谢的中间产物)。葡萄糖的葡萄糖的核苷二磷酸酯核苷二磷酸酯核苷二磷酸酯核苷二磷酸酯，参与多糖的生物合成。，参与多糖的生物合成。第33页，共66页，编辑于2022年，星期二(3)(3)形成糖苷形成糖苷环状单糖的半缩醛（或半缩酮）羟基与另一个化合物发生环状单糖的半缩醛（或半缩酮）羟基与另一个化合物发生环状单糖的半缩醛（或半缩酮）羟基与另一个化合物发生环状单糖的半缩醛（或半缩酮）羟基与另一个化合物发生缩合形成的缩醛（或缩酮）称为糖苷缩合形成的缩醛（或缩酮）称为糖苷缩合形成的缩醛（或缩酮）称为糖苷缩合形成的缩醛（或缩酮）称为糖苷。甲基甲基-D-D-吡喃葡吡喃葡萄糖苷萄糖苷-葡萄糖葡萄糖-葡萄糖葡萄糖甲基甲基-D-D-吡喃葡吡喃葡萄糖苷萄糖苷第34页，共66页，编辑于2022年，星期二（一）单糖：丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖、辛糖。（一）单糖：丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖、辛糖。（二）糖醇：山梨醇，葡萄糖醇、半乳糖醇等（二）糖醇：山梨醇，葡萄糖醇、半乳糖醇等（三）糖酸：葡萄糖醛酸，甘露糖醛酸等（三）糖酸：葡萄糖醛酸，甘露糖醛酸等（四）脱氧糖：指分子中一个或多个羟基被氢取代。（四）脱氧糖：指分子中一个或多个羟基被氢取代。（五）氨基糖：葡萄糖胺、乙酰葡萄糖胺，半乳糖胺，乙酰半乳糖胺等（五）氨基糖：葡萄糖胺、乙酰葡萄糖胺，半乳糖胺，乙酰半乳糖胺等胞壁酸和神经酰胺是氨基糖的衍生物。胞壁酸和神经酰胺是氨基糖的衍生物。三重要的单糖和单糖衍生物三重要的单糖和单糖衍生物第35页，共66页，编辑于2022年，星期二脱氧糖脱氧糖脱氧糖是指分子的一个或多个羟基脱氧糖是指分子的一个或多个羟基被氢原子取代的单糖。被氢原子取代的单糖。2-2-脱氧脱氧D-D-核糖核糖核糖核糖 6-6-6-6-脱氧脱氧D-D-甘露糖甘露糖L-L-鼠李糖鼠李糖鼠李糖鼠李糖L-L-岩藻糖岩藻糖泊雷糖泊雷糖泰威糖泰威糖-D-D-毛地毛地毛地毛地黄毒素糖黄毒素糖黄毒素糖黄毒素糖阿比可糖阿比可糖第36页，共66页，编辑于2022年，星期二第37页，共66页，编辑于2022年，星期二四四寡糖寡糖 寡糖是由寡糖是由寡糖是由寡糖是由2 2 2 220202020个单糖通过糖苷键连接而成的糖类物质。寡糖与个单糖通过糖苷键连接而成的糖类物质。寡糖与个单糖通过糖苷键连接而成的糖类物质。寡糖与个单糖通过糖苷键连接而成的糖类物质。寡糖与多糖之间并无严格的界线。寡糖、聚糖和多糖互为同义词。多糖之间并无严格的界线。寡糖、聚糖和多糖互为同义词。多糖之间并无严格的界线。寡糖、聚糖和多糖互为同义词。多糖之间并无严格的界线。寡糖、聚糖和多糖互为同义词。（一）结构与性质（一）结构与性质（一）结构与性质（一）结构与性质 1 1 1 1 参与组成的单糖单位参与组成的单糖单位参与组成的单糖单位参与组成的单糖单位 2 2 2 2 参与成键（糖苷键）的碳原子位置参与成键（糖苷键）的碳原子位置参与成键（糖苷键）的碳原子位置参与成键（糖苷键）的碳原子位置 3 3 3 3 参与成键每一个异头碳羟基的位置（异头定向）参与成键每一个异头碳羟基的位置（异头定向）参与成键每一个异头碳羟基的位置（异头定向）参与成键每一个异头碳羟基的位置（异头定向）4 4 4 4 单糖单位的次序单糖单位的次序单糖单位的次序单糖单位的次序第38页，共66页，编辑于2022年，星期二第39页，共66页，编辑于2022年，星期二二二 常见的二糖常见的二糖 双糖（二糖）是最简单的寡糖，由双糖（二糖）是最简单的寡糖，由2 2分子单分子单分子单分子单糖缩合而成。糖缩合而成。糖缩合而成。糖缩合而成。1 1蔗糖（蔗糖（sucrose)sucrose)结构：由结构：由-D-D-葡萄糖和葡萄糖和-D-D-果糖通过果糖通过-1-1，2 2糖苷键连接而糖苷键连接而成。成。性质：性质：无变旋现象无变旋现象 无还原性无还原性 不能成脎不能成脎应用：（应用：（1 1）水解生成葡萄糖与果糖等量混合物称为转化糖，其甜度为蔗）水解生成葡萄糖与果糖等量混合物称为转化糖，其甜度为蔗糖的糖的2.52.5倍，催化这个反应的酶为转化酶。倍，催化这个反应的酶为转化酶。(2)(2)加热转变为棕黑色的焦糖加热转变为棕黑色的焦糖,可做酱油的增色剂可做酱油的增色剂.第40页，共66页，编辑于2022年，星期二 2 2 乳糖乳糖 (lactose)(lactose)结构：结构：-D-D-半乳糖和半乳糖和-D-D-葡萄糖通过葡萄糖通过-1-1，4 4糖苷键连接糖苷键连接而成而成.性质：性质：有变旋现象有变旋现象 具有还原性具有还原性 能成脎能成脎两种异构体两种异构体 (或或)-)-乳糖乳糖第41页，共66页，编辑于2022年，星期二3 3 麦芽糖（麦芽糖（maltose)maltose)结构：结构：由两个结构：结构：由两个-D-D-葡萄糖通过葡萄糖通过-1-1，4 4糖糖苷键连接而成。苷键连接而成。性质：性质：变旋现象，变旋现象，具有还原性具有还原性 能能成脎成脎应用：淀粉水解后生成麦芽糖，因此，农家自制的饴糖其主应用：淀粉水解后生成麦芽糖，因此，农家自制的饴糖其主要成分是麦芽糖。要成分是麦芽糖。食品工业中作为膨松剂防止烘烤食品干食品工业中作为膨松剂防止烘烤食品干瘪，用作冷冻食品的填充剂和稳定剂瘪，用作冷冻食品的填充剂和稳定剂第42页，共66页，编辑于2022年，星期二第43页，共66页，编辑于2022年，星期二五五多糖多糖多糖，也称聚糖，是由很多个单糖单位构成的糖类物质。自然界中的多糖，也称聚糖，是由很多个单糖单位构成的糖类物质。自然界中的多糖，也称聚糖，是由很多个单糖单位构成的糖类物质。自然界中的多糖，也称聚糖，是由很多个单糖单位构成的糖类物质。自然界中的糖类主要以多糖形式存在。糖类主要以多糖形式存在。糖类主要以多糖形式存在。糖类主要以多糖形式存在。同多糖同多糖同多糖同多糖杂多糖杂多糖杂多糖杂多糖第44页，共66页，编辑于2022年，星期二（一）储存同多糖（一）储存同多糖（一）储存同多糖（一）储存同多糖1 1、淀粉（、淀粉（starchstarch）直链淀粉（直链淀粉（amyloseamyloseamyloseamylose）：长而紧密的螺旋管形。遇碘显）：长而紧密的螺旋管形。遇碘显）：长而紧密的螺旋管形。遇碘显）：长而紧密的螺旋管形。遇碘显兰色兰色兰色兰色。支链淀粉（支链淀粉（支链淀粉（支链淀粉（amylopetinamylopetinamylopetinamylopetin）：不能形成螺旋管，遇碘显紫）：不能形成螺旋管，遇碘显紫色。色。第45页，共66页，编辑于2022年，星期二葡萄糖残基葡萄糖残基直链淀粉（直链淀粉（amyloseamylose）第46页，共66页，编辑于2022年，星期二2 2、糖原（、糖原（glycogenglycogen）又称动物淀粉又称动物淀粉每隔每隔4 4个葡萄糖残基便有一个分支。个葡萄糖残基便有一个分支。含有大量的非原性端，可以被迅速动员水解。含有大量的非原性端，可以被迅速动员水解。遇碘显红褐色。遇碘显红褐色。第47页，共66页，编辑于2022年，星期二支链淀粉支链淀粉支链淀粉支链淀粉 糖原糖原糖原糖原第48页，共66页，编辑于2022年，星期二糖原的主链和支链糖原的主链和支链糖原的主链和支链糖原的主链和支链第49页，共66页，编辑于2022年，星期二（二）结构同多糖（二）结构同多糖（二）结构同多糖（二）结构同多糖纤维素（纤维素（cellulosecellulose）-D-D-葡萄糖分子以葡萄糖分子以-(1-4)-(1-4)糖苷键相连而成直链多糖。糖苷键相连而成直链多糖。第50页，共66页，编辑于2022年，星期二纤维素纤维素淀粉淀粉第51页，共66页，编辑于2022年，星期二纤维素的片层结构纤维素的片层结构纤维素的片层结构纤维素的片层结构第52页，共66页，编辑于2022年，星期二壳多糖壳多糖 (chitin)y(chitin)y也称几丁质也称几丁质N-N-乙酰乙酰-D-D-葡萄糖胺以葡萄糖胺以(1(1，4)4)糖苷链相连成的直链。糖苷链相连成的直链。第53页，共66页，编辑于2022年，星期二（三）结构杂多糖（三）结构杂多糖（三）结构杂多糖（三）结构杂多糖果胶和果胶酸果胶和果胶酸果胶和果胶酸果胶和果胶酸半纤维素、（木聚糖半纤维素、（木聚糖半纤维素、（木聚糖半纤维素、（木聚糖葡甘露聚糖和木葡聚葡甘露聚糖和木葡聚葡甘露聚糖和木葡聚葡甘露聚糖和木葡聚糖糖糖糖肽聚糖肽聚糖肽聚糖肽聚糖糖胺聚糖糖胺聚糖糖胺聚糖糖胺聚糖藻酸（褐藻酸）藻酸（褐藻酸）藻酸（褐藻酸）藻酸（褐藻酸）树胶树胶树胶树胶第54页，共66页，编辑于2022年，星期二 果胶物质：是细胞壁的基质多糖，在植物的果实和茎秆中，特别果胶物质：是细胞壁的基质多糖，在植物的果实和茎秆中，特别是在浆果中含量丰富。主链是聚半乳糖醛酸，侧链是中性聚糖。羧是在浆果中含量丰富。主链是聚半乳糖醛酸，侧链是中性聚糖。羧基被不同程度甲酯化的聚半乳糖醛酸为果胶，完全去甲酯化的果胶基被不同程度甲酯化的聚半乳糖醛酸为果胶，完全去甲酯化的果胶称为果酸。果胶是亲水溶液，在适当的酸度和加入糖的条件下形成称为果酸。果胶是亲水溶液，在适当的酸度和加入糖的条件下形成凝胶，果胶在糖果和食品工业中作为胶凝剂（作果冻的主要原料）凝胶，果胶在糖果和食品工业中作为胶凝剂（作果冻的主要原料）半纤维素：即碱容性的植物胞壁多糖，也即除去果胶半纤维素：即碱容性的植物胞壁多糖，也即除去果胶物质后的残留物中能被物质后的残留物中能被15%NaoH15%NaoH溶解的物质。溶解的物质。第55页，共66页，编辑于2022年，星期二 肽聚糖：肽聚糖由肽聚糖：肽聚糖由肽聚糖：肽聚糖由肽聚糖：肽聚糖由N-N-N-N-乙酰氨基葡萄糖（乙酰氨基葡萄糖（乙酰氨基葡萄糖（乙酰氨基葡萄糖（NAGNAGNAGNAG）和）和）和）和N-N-N-N-乙酰氨基乙酰氨基乙酰氨基乙酰氨基葡糖乳酸（葡糖乳酸（葡糖乳酸（葡糖乳酸（NAMNAMNAMNAM）通过）通过）通过）通过1 1 1 1，4 4 4 4糖苷键交替连接为主链，主链糖苷键交替连接为主链，主链糖苷键交替连接为主链，主链糖苷键交替连接为主链，主链间通过短肽连接。间通过短肽连接。间通过短肽连接。间通过短肽连接。溶菌酶能催化水解溶菌酶能催化水解溶菌酶能催化水解溶菌酶能催化水解NANANANAM M M MC1C1C1C1和和和和NANANANAGC4GC4GC4GC4之间的之间的之间的之间的（1-41-41-41-4）糖苷键。溶菌）糖苷键。溶菌）糖苷键。溶菌）糖苷键。溶菌酶的活性部位在酶分子表面的狭长裂缝中，裂缝可以容纳六个己糖构酶的活性部位在酶分子表面的狭长裂缝中，裂缝可以容纳六个己糖构酶的活性部位在酶分子表面的狭长裂缝中，裂缝可以容纳六个己糖构酶的活性部位在酶分子表面的狭长裂缝中，裂缝可以容纳六个己糖构成成成成的寡糖链。的寡糖链。第56页，共66页，编辑于2022年，星期二肽聚糖肽聚糖的结构的结构示意图示意图第57页，共66页，编辑于2022年，星期二 糖胺聚糖：以前称其为粘多糖，氨基多糖或酸性多糖，现在统糖胺聚糖：以前称其为粘多糖，氨基多糖或酸性多糖，现在统糖胺聚糖：以前称其为粘多糖，氨基多糖或酸性多糖，现在统糖胺聚糖：以前称其为粘多糖，氨基多糖或酸性多糖，现在统称为糖胺聚糖。其典型代表有：透明质酸，硫酸软骨素，硫酸角质称为糖胺聚糖。其典型代表有：透明质酸，硫酸软骨素，硫酸角质称为糖胺聚糖。其典型代表有：透明质酸，硫酸软骨素，硫酸角质称为糖胺聚糖。其典型代表有：透明质酸，硫酸软骨素，硫酸角质素，硫酸乙酰肝素或硫酸类肝素。素，硫酸乙酰肝素或硫酸类肝素。素，硫酸乙酰肝素或硫酸类肝素。素，硫酸乙酰肝素或硫酸类肝素。糖胺聚糖糖胺聚糖糖胺聚糖糖胺聚糖 (glycosaminoglycan,GAG)(glycosaminoglycan,GAG)(glycosaminoglycan,GAG)(glycosaminoglycan,GAG)蛋白聚糖是一类特殊的糖蛋白，由一条或多条糖胺聚糖和一蛋白聚糖是一类特殊的糖蛋白，由一条或多条糖胺聚糖和一蛋白聚糖是一类特殊的糖蛋白，由一条或多条糖胺聚糖和一蛋白聚糖是一类特殊的糖蛋白，由一条或多条糖胺聚糖和一个核心蛋白共价连接而成。与糖蛋白相比，蛋白聚糖分子中个核心蛋白共价连接而成。与糖蛋白相比，蛋白聚糖分子中个核心蛋白共价连接而成。与糖蛋白相比，蛋白聚糖分子中个核心蛋白共价连接而成。与糖蛋白相比，蛋白聚糖分子中按重量计算，糖的含量高于蛋白质，糖含量可达按重量计算，糖的含量高于蛋白质，糖含量可达按重量计算，糖的含量高于蛋白质，糖含量可达按重量计算，糖的含量高于蛋白质，糖含量可达95959595以上。以上。以上。以上。第58页，共66页，编辑于2022年，星期二硫酸软骨素硫酸软骨素硫酸软骨素硫酸软骨素核心蛋白核心蛋白核心蛋白核心蛋白第59页，共66页，编辑于2022年，星期二透明质酸透明质酸硫酸硫酸-4-4软骨素软骨素肝素肝素硫酸皮肤素硫酸皮肤素硫酸硫酸-6-6软骨素盐软骨素盐1硫酸角质素硫酸角质素第60页，共66页，编辑于2022年，星期二六糖结合物六糖结合物糖蛋白：一个或多个寡糖与蛋白质共价结合。血型糖蛋白。糖蛋白：一个或多个寡糖与蛋白质共价结合。血型糖蛋白。寡糖链的功能：分子识别、扑捉信息等寡糖链的功能：分子识别、扑捉信息等蛋白聚糖：一类特殊的糖蛋白，有糖胺聚糖和蛋白质共价结合而成。蛋白聚糖：一类特殊的糖蛋白，有糖胺聚糖和蛋白质共价结合而成。脂多糖：细菌细胞壁的成分。脂多糖：细菌细胞壁的成分。第61页，共66页，编辑于2022年，星期二蛋白聚糖蛋白聚糖蛋白聚糖蛋白聚糖(Poroteoglycans)(Poroteoglycans)(Poroteoglycans)(Poroteoglycans)第62页，共66页，编辑于2022年，星期二蛋白聚糖的结构蛋白聚糖的结构透明质酸第63页，共66页，编辑于2022年，星期二AggrecanAggrecan：蛋白聚糖的聚集体蛋白聚糖的聚集体第64页，共66页，编辑于2022年，星期二第65页，共66页，编辑于2022年，星期二蛋白质部分结束了！第66页，共66页，编辑于2022年，星期二