第3章糖类的结构与功能-1

第三章 糖类的结构与功能糖类的概念和分类单糖的构型、结构、构象自然界存在的重要单糖及其衍生物寡糖多糖糖复合物 糖类是多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。 经验公式 : Cn(H2O)m 碳水化合物 糖类物质可以根据其水解情况分为：单糖、寡糖和多糖。 在生物体内，糖类物质主要以均一多糖、杂多糖、糖蛋白和蛋白聚糖形式存在。一、糖类的概念和分类 大多数单糖都是手性化合物 ，有 D-及 L-两种异构体。以 D-, L-甘油醛为参照，以距醛基最远的不对称碳原子为准，羟基在左的为 L构型，羟基在右的为 D构型。(一 )、单糖的构型CHOHCOHCH2OHD-甘油醛 CHOHOCHCH2OHL-甘油醛二、单糖的构型、结构、构象CHOHCOHHOCHHCOHHCOHCH2OH12345D-葡萄糖CH2OHC OHOCHHCOHHCOHCH2OH12345D-果糖 -古洛糖 -艾杜糖 -半乳糖 -塔罗糖 -阿洛糖 -阿卓糖 -葡萄糖 -甘露糖 -木糖 -来苏糖 -核糖 -阿拉伯糖 -赤藓糖 -苏糖 -甘油醛六碳醛糖五碳醛糖四碳醛糖三碳醛糖葡萄糖 GlucoseD-阿洛酮糖 D-果糖 D-山梨糖 D-塔格糖D-核酮糖 D-木酮糖 D-赤藓酮糖 二羟丙酮六碳酮糖五碳酮糖四碳酮糖三碳酮糖果糖 Fructose葡萄糖的结构半缩醛吡喃糖呋喃糖OCH2OHOHOH OH15 OH-D-吡喃葡萄糖OCH2OHOHOHOH OH15-D-吡喃葡萄糖OCH2OHHO-CHOHOHOH14-D-呋喃葡萄糖多 羟基醛的开环形式CHOHCOHHOCHHCOHHCOHCH2OH12345OCH2OHHO-CHOHOH 14OH-D-呋喃葡萄糖(二 )、单糖的结构D-核糖 D-脱氧核糖葡萄糖的构象船式椅式OCH2OHOHOH OHOH椅式构象使扭张 强度减到最低因而较稳定。椅式构象中-型异构体全部为平伏键，较 -型异构体更稳定。(三 )、单糖的构象OCH2OHHOHO OH OHOCH2OHHOHO OHOH三、自然界存在的重要单糖及其衍生物 自然界的单糖以已糖最重要，包括葡萄糖、果糖、半乳糖等。自然界中只有葡萄糖和果糖有游离态存在。-D-吡喃葡萄糖 -D-吡喃半乳糖 -D-呋喃果糖 单糖的重要 衍生物 ： 糖醇 糖醛酸 ： 由单糖的伯醇基氧化而得。 氨基糖或糖胺 ： 糖中的羟基为氨基所取代。 糖苷 ： 单糖的半缩醛上羟基与非糖物质 (醇、酚等 )的羟基形成的缩醛。四、寡糖 寡糖 (oligosaccharide)是少数单糖 (210个 )缩合的聚合物 最重要的寡糖是双糖 ,如麦芽糖、蔗糖、乳糖、纤维二糖。纤维二糖 -葡萄糖 (14) 葡萄糖 乳糖 -半乳糖 (1 4)-葡萄糖 蔗糖 -葡萄糖 (1 2)-果糖 麦芽糖 -葡萄糖 (14 )葡萄糖 糖的还原性可反应的羰基葡萄糖、麦芽糖、纤维二糖、乳糖：还原糖蔗糖：非还原糖五、多糖 多糖 (polysaccharide)是由多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物。 贮存多糖：淀粉和糖原；结构多糖：纤维素和几丁质。 多糖没有还原性和变旋现象，无甜味，大多不溶于水。 多糖的结构包括单糖的组成、糖苷键的类型、单糖的排列顺序 3个基本结构因素。(一 )、淀粉 (Starch)与糖原 (Glycogen)1. 淀粉（分为直链淀粉和支链淀粉） 直链淀粉分子量约 1万 -200万， 250-300个葡萄糖分子以 -(1,4)糖苷键连接聚合而成。呈螺旋结构。-Amylose1-4 linkage, no branchingStarch a storage polysaccharide 支链淀粉中除了以 -(1,4)糖苷键连接 构成糖链以外，在支点处存在 -(1,6)糖苷键 ，分子量较高。Amylopectin 1-4 linkage with 1-6 branching 淀粉用酸或酶或酸 -酶水解为 G的过程是逐步的。淀粉与碘的呈色反应与淀粉糖苷链的长度有关：链长 6个葡萄糖基，无色 ;链长 20个葡萄糖基，呈 红色 ;链长 60个葡萄糖基，呈 蓝色 。淀粉 紫色糊精 红色糊精 无色糊精 麦芽糖 G蓝色 紫色 红色 无色 无色 无色与碘作用生成的颜色淀粉的水解过程2. 糖原又称动物淀粉，与支链淀粉结构相似。与碘反应呈 红紫色 。8,000-12,000 residues in a plant microfilament（ 二）纤维素 (Cellulose - a structural polysaccharide)纤维素是自然界最丰富的有机化合物， 是一种线性的由 D-吡喃葡萄糖基借 -(1,4) 糖苷键连接的没有分支的同多糖。（ 三）壳多糖（几丁质）由 N-乙酰 -D-氨基葡萄糖以 -(1,4) 糖苷键缩合成的同多糖。比较坚硬，为甲壳动物等的结构材料。六、糖复合物 糖复合物 是糖类的还原端和其他非糖组分以共价键结合的产物。 常见的复合糖有 糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂和脂多糖等。N-乙酰氨基葡萄糖丝氨酸残基天冬酰胺残基N-乙酰半乳糖胺(一 )、糖蛋白 (Glycoprotein)与蛋白聚糖 (proteoglycan)1.两种不同类型糖蛋白：O-糖苷键型糖蛋白 (肽链上的 Ser或 Thr的羟基与糖基上的半缩醛羟基形成 )。 N-糖苷键型糖蛋白 (肽链上的 Asn的氨基与糖基上的半缩醛羟基形成 )；例，糖蛋白中寡糖链 末端糖基 组成的不同决定人体的 血型 。O型： Fuc（ 岩藻糖）A型： Fuc和 GNAc（ N-乙酰氨基葡萄糖）B型： Fuc和 Gal（ 半乳糖）若 (B型血 )B抗原去掉糖链末端半乳糖残基则转化成 (O型血 )O抗原。 现在临床上正研究采用半乳糖苷酶酶促作用降解 B抗原，从而增加 O抗原血液来源，以满足病人输血的需要。二 聚体 的 凝集素 (绿和蓝 )专一地键合半乳糖 (黄 )膜蛋白中的糖膜蛋白分子中的糖糖胺聚糖与特殊的核心蛋白和连接蛋白相互作用形成蛋白聚糖。 透明质酸 硫酸软骨素 硫酸角质素 连接蛋白 核心蛋白 大量的寡糖链2.蛋白聚糖是细胞外基质的主要成分软骨蛋白聚糖聚集体(a)软骨蛋白聚糖的电子显微镜照片透明质酸核心蛋白连接蛋白(二 )、糖脂与脂多糖 脂类与糖（或寡糖）结合的一类复合糖。1.甘油醇糖脂：甘油二酯与己糖（半乳糖、甘露糖和脱氧葡萄糖）结合而成。2.N-酰基神经醇糖脂：ROCH 2CHCHCH=CHC 13H27RNH