《生物化学糖类》PPT课件.ppt

,存在：普遍 定义与组成 1：定义糖是多羟基醛或酮及其衍生物或缩聚物的总称。 2：元素组成：C、H、O 3：通式：Cn(H2O)m-过去称为碳水化合物， 不准确。 4：作用 储存能量；结构物质；信号识别,第六章 糖类,第一节 单糖,糖类物质根据其水解情况可分为单糖、寡糖和多糖； 单糖：不能被水解成更小分子的糖。 根据其碳原子数又可分为: 己糖：C6， 戊糖：C5， 丙糖C3，丁糖C4 根据羰基的存在形式，分为醛糖和酮糖。有时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,丙糖：C3，只有两种，甘油醛和二羟丙酮 不对称碳原子 D,L-构型 旋光性 旋光异构体，2n*（n:手性碳数目） 丁糖：赤藓糖 戊糖：核糖，脱氧核糖，木糖 己糖： 己醛糖：D-葡萄糖， D-半乳糖， D-甘露糖 己酮糖：果糖,3-磷酸甘油醛 (glyceraldehyde 3-phosphate),醛 糖 Aldose,酮 糖 Ketose,磷酸二羟丙酮 (dihydroxyacetone phosphate),O,二、单糖的环状结构,单糖的性质链状结构不能解释的地方： 无Schiff试剂（品红亚硫酸）颜色反应。 只能与1分子甲醇结合成甲基葡萄糖，不能如一般醛类分子能与2分子甲醇作用形成缩醛。,变旋现象：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比旋光度数值随时间而改变（非方向）。 以葡萄糖为例：平衡处+52.60 链式 型（乙醇） 型（吡啶） 0.024 36 64 ？ +1460 +18.70 本质：糖在水溶液中要发生链式结构与环式结构的互变，型与型的互变，最后达到平衡。,（1） 1893年Fischer提出环 状结构,1*,半缩醛羟基,单糖的型和型,在D系糖中，半缩醛羟基（即C1上的OH）和氧桥在同侧的称一型，在异侧的称型。C1称异头碳原子，所以和两种不同形式的异构体称异头物。 15氧桥型（氧桥是第1和第5碳原子连接），15氧桥的环形糖为吡喃糖。还可以有14氧桥型，为呋喃糖 。,（2）单糖的Haworth式（1926年）,天然单糖 大多数是 D-型糖,C1上羟基位置不同出现-，-两种构型,吡喃型,（葡萄糖结构式）,-D-吡喃甘露糖,-D-呋喃果糖,三、单糖的椅式和船式构象,折叠成2椅式和6船式两种构象 椅式比船式稳定,四、单糖的性质,（一）物理性质 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； 甜度：甜度不一，以蔗糖为基准，单糖中果糖最甜，甜度1.33；多糖无甜味 。 溶解度：溶于水，不溶于有机溶剂,（二）化学性质,.与强酸的作用：形成糠醛及其衍生物 反应式及其原理：书P213，分子内脱水成环，再脱水成双键。 糠醛（戊糖）及羟甲基糠醛（己糖）皆能与酚类化合物产生结构尚不明了的各种有色物质。 用途：鉴定糖。,一萘酚， Molisch，紫，糖类 间苯二酚 ，Seliwanoff，红,鉴定酮糖 间苯三酚，Tollen试验，樱桃红色物质，鉴定戊糖 甲基间苯二酚，Bial试验，绿色溶液或沉淀 ，鉴定戊糖 蒽酮反应：蓝绿色，鉴定糖类，用于总糖含量的测定。,（2）单糖的氧化（即单糖的还原性）,单糖和部分二糖的半缩醛羟基在碱性溶液中具还原性。 常用的试剂为含Cu2+的碱性溶液（Fehling试剂）。即硫酸铜溶液与KOH和酒石酸钾钠配成的试剂称Fehling试剂。 如用无水Na2CO3代替KOH（或NaOH）所成的试剂，则称Benedict试剂。检测糖尿病。 此反应可用来作为还原糖的定性依据。,Fehling反应定量测糖含量,形成糖苷,糖的半缩醛羟基与其它物质的羟基或氨基脱水缩合形成的化合物为糖苷。 若羟基由另一分子糖提供，生成的糖苷则称为二糖，如麦芽糖：葡萄糖-1,4-葡萄糖苷。 糖苷的构型由提供半缩醛羟基的糖决定。分为及糖苷。 糖苷无还原性。,第二节 寡糖,寡糖是由26个单糖分子缩合形成的糖。较常见的为二糖和三糖。 一：二糖disaccharides 由两个相同或不同的单糖组成,常见的有乳糖、蔗糖、麦芽糖等. 表示方法：指出糖苷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。,-D-葡萄糖基-（14）-D-葡萄糖 （14）糖苷键,麦芽糖(maltose) ：有还原性,蔗糖(sucrose) ：无还原性,-D-葡萄糖基-（1 2）-D-果糖 ，（1 2）,乳糖(lactose) 有还原性,-D-半乳糖基-（14）-D-葡萄糖,第三节：多糖,多糖是由多个单糖分子缩合、失水而成。 按照单体是否相同，多糖可分为 均一多糖：由一种单糖缩合而成 不均一多糖：由不同类型的单体缩合而成 多糖在水溶液中不形成真溶液，只能形成胶体，没有甜味，也无还原性，有旋光性，但无变旋现象。,（一） 均一多糖 1，淀粉,来源：植物的种子、根茎及果实 功能：植物储存多糖 结构： -1,4-糖苷键,(一)直链淀粉,天然淀粉中约有20-30%的淀粉为直链淀粉。 直链淀粉分子量约1万-200万，600-12000个D-葡萄糖残基通过-1,4-糖苷键连接而成的的一条长链。 二级结构呈螺旋结构，遇碘显紫蓝色。,直链淀粉的结构,(二)支链淀粉,在天然淀粉中约有70-80%的淀粉为支链淀粉。 直链中以（14）糖苷键构成糖主链，分支点处以（16）糖苷键相连。 侧链上每隔6-7个D-葡萄糖残基又能再形成另一分支链结构。分子呈现复杂的树状分支结构。 遇碘显紫红色。,直链淀粉(amylose) 支链淀粉(amylopectin),蓝色: -1,4-糖苷键 红色: -1,6-糖苷键,非还原端,还原端,非还原端,2，糖原,糖原为动物体内贮存的主要多糖，此多糖相当于植物体内贮存的淀粉，所以糖原也称为动物淀粉； 高等动物的肝脏和肌肉组织中含有较多的糖原。 性质：无定形粉末，遇碘呈棕红色，无还原性。 结构类似支链淀粉， (14)， (16),3，纤 维 素,来源：植物纤维部分 棉花、亚麻和黄麻都含有大量优质的纤维素。木材中的纤维素则常与半纤维素和木质素共同存在。 功能：植物结构多糖。 性质：极不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂；天然纤维素为无臭、无味的白色丝状物；与碘无颜色反应。,纤维素的结构,由葡萄糖以（14）糖苷键连接而成的直链，不含支链。纤维结构单位平行排列，链间的G-OH极易形成氢键。,植物中纤