生物化学第二章(2).ppt
第二章糖类(carbohydrate)糖类是多羟醛、多羟酮或其衍生物，或水解时能产生这些化合物的物质。糖类的生物学作用：1.作为生物体的结构成分2.作为生物体细胞内的主要能源物质3.在生物体内转变为其它物质4.作为细胞识别的信息分子糖的种类:单糖（monosaccharide）寡糖（oligosaccharide）多糖（polysaccharide）第一节单糖特殊性C5H10O4CH2O一、葡萄糖分子结构（一）葡萄糖的链状结构6个碳，4个不对称碳原子（二）葡萄糖的构型（configuration）构型：RS 表示法（有机化学）DL 表示法（生物化学）葡 萄 糖（及 其 它 单 糖）的 构 型 是 以 甘油 醛 不 对 称C 上 的 OH 空 间 排 列 为 标准确定的。Fisher 投影式透视式单糖的构型取决于分子中离羰基碳最远的那个手性碳原子的构型。葡萄糖的构型取决于C5*的-OH 空间位置。(+)、(-)表示旋光性D-(+)葡萄糖D-(-)果糖D-葡萄糖：D20=+52.6 D-果糖：D20=-92.4 D、L 构 型 与(+)、(-)有 无 必 然 联 系？D-葡萄糖有两种旋光率：D20=+112.2 D20=+18.7（三）葡萄糖的环状结构葡萄糖的变旋现象葡萄糖的醛基为半缩醛形式葡萄糖分子自我成环（五元环呋喃糖、六元环吡喃糖）亲核加成半缩醛 D20=+112.2 36%D20=+18.7 64%氧环上的碳原子顺序按顺时针排列时，半缩醛羟基在氧环平面之下为-型，在氧环平面之上为-型。-型和-型互为异头物（anomer）.(异头碳羟基与末端羟甲基为反式时为-型,为顺式时为-型)变 旋 现 象:一 种 新 配 制 的 溶 液 比 旋 光度 改 变 的 现 象，称 为 变 旋 现 象。变 旋作 用 的 本 质 是 由 于 分 子 立 体 结 构 发 生了变化.环状葡萄糖的构型判断羟甲基在氧环平面之上为D-构型，在环之下为L-构型。Haworth 投影式(1926)（四）葡萄糖的构象椅式构象为优势构象。构型与构象有什么区别？构型(configuration)指 分 子 中 原 子 的 特 定 空 间 排 列。改 变构型需要共价键的断裂与重新形成。构象(conformation)分 子 中 由 于 绕 单 键 旋 转 引 起 的 原 子 的不 同 排 列。构 象 的 变 化 不 需 要 共 价 键的断裂与重新形成。二、单糖的性质（一）物理性质1.旋光性旋光率是鉴定糖的重要指标之一。2.甜度常以蔗糖甜度为标准（100）果 糖173，葡 萄 糖74，麦 芽 糖32，半乳糖32。人工糖精（saccharin，50000）天然糖精（蛇菊苷30000）甜蛋白（monellin）-非热源性甜味剂3.溶解度糖因为多羟基而易溶于水。（二）化学性质1.异构化(弱碱作用下)葡 萄 糖、果 糖、甘 露 糖 三 者 通 过烯醇式结构相互转化。2.酯化作用（G-6-P,F-6-P）3.单糖的还原性因含游离半缩醛羟基而具有还原性。可 以 还 原Fehling 试 剂（硫 酸 铜 的 碱 性 溶液），Cu+Cu2O。(还 原 糖 的 定 量 反应)4.形成糖苷(glycosides)甲基-D-吡喃葡糖苷糖苷稳定。糖苷无半缩醛羟基，无还原性。糖 苷：单 糖 的 半 缩 醛(或 半 缩 酮)羟 基与 醇、酚 类 分 子 上 的 羟 基 发 生 缩 合 形成 的 缩 醛(或 缩 酮)，统 称 糖 苷。由 此形成的键叫糖苷键。(糖苷键：O-,N-,S-)三、重要的单糖和单糖衍生物所 有 的 单 糖 都 是 由 甘 油 醛、二 羟 丙酮派生来的。甘油醛 醛糖(L 系，D 系)二羟丙酮 酮糖（L 系，D 系）（一）丙糖（三碳糖）D 甘油醛二羟丙酮（二）丁糖（四碳糖）D 赤藓糖D 赤藓酮糖（三）戊糖（五碳糖）D 核糖D 核酮糖D 脱氧核糖（四）己糖（六碳糖）D 葡萄糖D 半乳糖D 甘露糖D 果糖（五）庚糖D-景天庚酮糖（六）单糖的衍生物1.糖醇（不能还原Fehling 试剂）甘露醇2.糖酸(伯醇基氧化成羧基)葡糖醛酸3.糖苷强心苷4.糖胺（氨基糖）是非题链状葡萄糖成环时，不对称碳原子数发生改变。（）糖属于碳水化合物，糖分子中的H:O 比总是2:1.()含不对称碳原子一定有旋光性。（）有旋光性的物质一定含不对称碳原子。（）己糖有16种光学异构体。（）己醛糖有16种光学异构体。（）糖胺就是氨基糖。（）二羟丙酮属于酮糖。（）弱碱条件下，葡萄糖、之间可以通过结构相互转化。写出-D-葡萄糖、-D-核糖、-甲基-D-葡萄糖苷、-D-果糖-6-磷酸的环状结构式。名词解释：糖苷第二节寡糖(oligosaccharides)一、双糖（disaccharides）（一）麦芽糖(maltose)2分子 D 葡萄糖（14）糖苷键有还原性O-D-吡喃葡萄糖基-(1 4)-D-吡喃葡糖Glc(14)Glc（二）蔗糖（sucrose）D 葡萄糖，D 果糖（12）糖苷键无还原性O-D-吡喃葡糖基-(1 2)-D-呋喃果糖Glc(12)Fru（三）乳糖（lactose）D 半乳糖，D 葡萄糖（14）糖苷键有还原性O-D-吡喃半乳糖基-(14)-D-吡喃葡糖Gal(14)Glc（四）纤维二糖2分子 D 葡萄糖（14）糖苷键有还原性O-D-吡喃葡糖基-(1 4)-D-吡喃葡糖Glc(14)Glc还原性末端(reducingend,RE)非还原性末端(nonreducingend,NRE)二、三糖棉籽糖(raffinose)-D-半乳糖,-D-葡萄糖,-D-果糖(1 6),(1 2)练习题：写出蔗糖、乳糖、麦芽糖的结构式。第三节多糖（polysaccharide）同多糖（homopolysaccharide）组成：异多糖（heteropolysaccharide）一、同多糖（一）淀粉（starch）植物营养物质的储存形式1.直链淀粉（amylose),遇碘呈紫兰色。淀粉：(1 4)糖苷键分子量1.0105-2.0 106,相当60012000葡萄糖残基.6G/helix/I2；螺距0.8nm;直径1.4nm特征兰色36G2.支链淀粉（amylopectin),遇碘呈紫红色.(1 4)糖 苷 键 为主，还 有(1 6)糖苷键多 分 支（1分 支/25-30G），端 基含量4.分子量1106-6.106,相当6000-37000 个葡萄糖残基.（二）糖原（glycogen）-D-葡萄糖残基组成连键：(1 4)，(1 6)多分支，端基含量9分子量约5.0106糖原是动物细胞葡萄糖的储存形式。（三）纤维素（cellulose）D 葡萄糖，(1 4)糖苷键植物(包括某些真菌和细菌)细胞壁的主要成分，不溶于水，分子量约1106伸展链氢键;片层结构（四）几丁质（chitin）壳多糖N-乙酰葡糖胺的同聚物(-2-N-乙酰葡糖胺)-（14）（一）半纤维素（hemicellulose）碱溶性的植物细胞壁多糖(15%NaOH)，包括多聚戊糖和多聚己糖（如木聚糖，葡甘露聚糖等)。二、杂多糖琼脂糖（agarose）：是琼脂的主要成分,除硫后的中性部分,能相互交联成凝胶网.常用作柱填料或电泳介质。(二)琼脂（agar）：洋菜是从某些海藻中提取出来的一种多糖混合物，含有不同酸性基团.常用作微生物培养基的凝固剂。(三)肽聚糖(peptidoglycan)细菌杂多糖、细菌细胞壁主要成分N-乙 酰 葡 糖 胺(NAG)和 N-乙 酰 胞 壁 酸(NAM)交替排列,四肽与NAM 相连.溶菌酶的底物（四）糖胺聚糖（glycosaminoglycan）存在于动物细胞外基质结构多糖含 氨 基 糖 或 氨 基 糖 衍 生 物 的 杂 多 糖，含酸性基团，不分支。如：透明质酸、硫酸软骨素第四节结合糖一、糖蛋白（glycoproteins）寡糖与蛋白质（或多肽）以共价键连接成的结合蛋白质。蛋白质为主体，糖链作为辅基（一）糖蛋白在生物体内存在的普遍性1.免疫球蛋白2.激素糖蛋白3.血浆糖蛋白4.结缔组织糖蛋白5.细胞膜糖蛋白6.植物凝集素7.酶类(二)糖链具有多样性,结构信息丰富多样性的原因：单糖种类连接位置（C2，C3，C4，C6）糖苷键构型（，）糖环类型（呋喃，吡喃）(三)糖肽键(glycopeptidelinkage)的类型N-糖肽键O-糖肽键(四)糖链的生物学功能1参与新生肽链的折叠（folding）2影响寡聚蛋白亚基的缔合3影响糖蛋白的分泌和稳定性4参与分子识别（molecularrecognition）和细胞识别（cellularrecognition）二、蛋白聚糖（proteoglycan）糖 胺 聚 糖 和 核 心 蛋 白 以 糖 肽 键 共 价相连形成蛋白聚糖。蛋白聚糖中糖的比例高于蛋白质。透明质酸蛋白聚糖复合体三、糖脂（glycolipids）一 个 或 多 个 单 糖 残 基 与 脂 类 部 分 结合，称为糖脂。如脑苷脂寡糖链的结构和功能的研究向分子生物学提出了新的挑战！分析：直链淀粉和支链淀粉的异同点名词解释糖原半纤维素琼脂糖糖蛋白糖肽键是非题乳糖含(1 4)糖苷键。蔗糖没有还原性。纤维二糖没有还原性。糖原比淀粉分支多，还原性末端含量高。壳多糖是含氮的异多糖。透明质酸属于有机酸。
