动物生物化学第五章糖类

1、本章主要内容本章主要内容 动物机体中的动物机体中的4 单糖单糖4 寡糖寡糖4 多糖多糖(同多糖与杂多糖同多糖与杂多糖)4 复合糖复合糖(糖蛋白糖蛋白,蛋白聚糖蛋白聚糖,脂多糖和糖脂脂多糖和糖脂) F糖类物质是一类糖类物质是一类多羟基醛多羟基醛或或多羟基酮多羟基酮类化合物或聚合物；类化合物或聚合物；F糖类物质可以根据其水解情况分为：单糖、寡糖和多糖；糖类物质可以根据其水解情况分为：单糖、寡糖和多糖；F在动物体内，糖类物质主要以单糖及其磷酸酯、多糖、杂多糖、在动物体内，糖类物质主要以单糖及其磷酸酯、多糖、杂多糖、糖蛋白和蛋白聚糖等形式存在。糖蛋白和蛋白聚糖等形式存在。以下简要介绍我们在以后的各章中

2、常见的糖类及其衍生物以下简要介绍我们在以后的各章中常见的糖类及其衍生物CHOC OHCH2OHHCHOC OHCHOPO32-HCH2OHC OCH2OHCH2OHC OCH2OPO32-D-甘油醛 二羟基丙酮 3-磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮CH2OHCCCH2OHOOHHCHOCCCCH2OHOHHOHHOHHCH2OHCCCCH2OHOHHOHHOCHOCCCH2OHOHHOHHD-赤藓糖 D-赤藓酮糖 D-核糖 D-2-脱氧核糖丙糖及其磷酸丙糖及其磷酸酯酯丁糖与戊糖丁糖与戊糖1. 1. 单糖单糖主要的己糖主要的己糖CHOCCCCOHHHHOOHHCH2OHHOHCHOCCCCHHOHHOO

3、HHCH2OHHOHCHOCCCCOHHHHOHHOCH2OHHOHCH2OHCCCCOHHHHOOHCH2OHHOHCH2OHCCCCOHHHHOOHCH2OHHOHD-葡萄糖 D-半乳糖 D-甘露糖 D-果糖 L-山梨糖CHCHH2CHCHCOC1C2C3C4C5OHHHHOOHHCH2OH6HHOHOHCHCOCHCHC1C2C3C4C5HHHOOHHCH2OH6HHOHOOH 吡喃 -D-吡喃葡萄糖 -D-呋喃葡萄糖 D-葡萄糖直链结构C1C2C3C4C5OHHHHOOHHCH2OH6HOHOH呋喃 葡萄糖是动物机体最重要的单糖葡萄糖是动物机体最重要的单糖在生物体中的主要形式是在生物体

4、中的主要形式是D-吡喃吡喃-葡萄糖葡萄糖葡萄糖的构型葡萄糖的构型CCCCCOHHHHOOHHCH2OHHHOHOCCCCCOHHHHOOHHCH2OHHHOHOCCCCCOHHHHOOHHCH2OHHH-D-吡喃葡萄糖（36%） D-葡萄糖（0.024%） -D-吡喃葡萄糖（64%）OOH（Fischer式） （Fischer式） （Fischer式）54321OHOHHOHHOHHOHCH2OH6H54321OHOHOHHHOHHOHCOOH6H-D-吡喃葡萄糖（Haworth式） -D-吡喃葡萄糖（Haworth式） 葡萄糖的两种半缩醛互为立体异构体葡萄糖的两种半缩醛互为立体异构体,又称为

5、异头物（又称为异头物（anomer）。分别以）。分别以，表示。表示。 葡萄糖的衍生物葡萄糖的衍生物 CHO(CHOH)4CH2OHCOOH(CHOH)4CH2OHCHO(CHOH)4COOHCOOH(CHOH)4COOHD-葡萄糖酸1,6-D-葡萄糖二酸D-葡萄糖醛酸脱氢酶强氧化剂弱氧化剂D-葡萄糖CCCCCOHHHHOOHHCH2OHHHOOHC1C2CCCOHHHHOOHCH2OHHHOHOHCCCCCOHHHHOHHOCH2OHHHOOHCH2OHCCCCOHHHHOHCH2OHHOHOD-葡萄糖D-甘露糖1,2-烯醇式葡萄糖D-果糖Ba(OH)2葡萄糖异构成其它的己糖葡萄糖异构成其它的

6、己糖葡萄糖氧化成葡萄糖酸葡萄糖氧化成葡萄糖酸 或葡萄糖醛酸或葡萄糖醛酸OHOHOHHOHHOHCOOHHCH3-糖苷键糖基配基甲基葡萄糖苷甲基葡萄糖苷OHOHHHOHHOHCH2OHHO PO32-OHOHOHHHOHHOHH2CHOPO32-OHCH2OHHCH2OHHHHOOO PO32-PO32-OHH2CHCH2OHHHHOOO PO32-O1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖OOHHOHHHNH2HOHCH2OHHOHOHOHHHHNHOHCH2OHHOHOHOHHHHNHOHCH2OHHCOCH3COCH3OHOHOHHHNH2HOHCH2OHH-D-葡

7、萄糖胺 -D-半乳糖胺 -D-N-乙酰葡萄糖胺 -D-N-乙酰半乳糖胺葡萄糖和果糖的磷酸酯葡萄糖和果糖的磷酸酯己糖胺己糖胺2. 2. 双糖双糖1OHOHHHOHHOHCH2OHHCH2OHHH2HOOHOCH2HO1OHOHHHOHHOHCH2OHHO4OHHOHHOHHOHCH2OHH-D-葡萄糖 -D-果糖蔗糖分子结构（葡萄糖,-1,2-果糖苷） 麦芽糖分子结构（葡萄糖-1,4-葡萄糖苷）OH1OOHHHOHHOHCH2OHHO4OHHOHHOHHOHCH2OHHH乳糖分子结构（葡萄糖,-1,4-半乳糖苷）-半乳糖 -葡萄糖主要有主要有乳糖乳糖, ,蔗糖和麦芽糖蔗糖和麦芽糖3.3.多多 糖

8、糖 多糖（多糖（polysaccharide）是由是由20个以上的单糖或者单糖衍生物，个以上的单糖或者单糖衍生物，通过糖苷键连接而形成的高分子聚合物。通过糖苷键连接而形成的高分子聚合物。 多糖分为：多糖分为： 同多糖：同多糖：是由同一种单糖或者单糖衍生物聚合而成。如淀粉、糖是由同一种单糖或者单糖衍生物聚合而成。如淀粉、糖原、纤维素以及壳多糖等；原、纤维素以及壳多糖等； 杂多糖：杂多糖：是由不同种类的单糖或单糖衍生物聚合而成。如肝素、是由不同种类的单糖或单糖衍生物聚合而成。如肝素、透明质酸以及硫酸软骨素等。透明质酸以及硫酸软骨素等。 淀粉淀粉（Starch) 直链淀粉直链淀粉 分子量约分子量约1

9、万万-200万，万，250-260个葡萄糖分子，以个葡萄糖分子，以 （14）糖苷键）糖苷键聚合而成。呈聚合而成。呈螺旋结构，遇碘显紫蓝色。螺旋结构，遇碘显紫蓝色。 支链淀粉支链淀粉中除了中除了 （1 14 4）糖苷键构成糖链以外，在支点处存在）糖苷键构成糖链以外，在支点处存在 （1 16 6）糖苷）糖苷键，分子量较高。遇碘显紫红色。键，分子量较高。遇碘显紫红色。动物的动物的糖原糖原与支链淀粉结构相似与支链淀粉结构相似纤维素纤维素(连接键是连接键是-1,4-糖苷键糖苷键)OHHOHHOHCH2OHHOOHHOHHOHCH2OHHOOHHOHHOHCH2OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHO

10、OHHNHCOCH3HOHCH2OHH*OHn壳多糖壳多糖肝素肝素透明质酸透明质酸OHHOSO3HHOHHCOOHO*OHHHNSO3HHOHCH2OSO3HHOOHHOHHOHCOOHHOOHHOHHHOHCH2OSO3HHO*HNSO3HnL-艾杜糖醛酸 磺酰氨基葡萄糖 葡萄糖醛酸HOHHHOHHOHCOOHHOHOHHHNHCOCH3HCH2OHHOOO*n-D-葡萄糖醛酸 -D-N-乙酰葡萄糖胺OHHHOHHOHCOOHHOOHHHHNHCOCH3HCH2SO3HHOOO*n-D-葡萄糖醛酸 -D-N-乙酰半乳糖胺-6-硫酸硫酸软骨素硫酸软骨素杂多糖杂多糖 糖胺聚糖（糖胺聚糖（glyc

11、osaminoglycan，GAG）又称为糖胺多糖、黏多糖）又称为糖胺多糖、黏多糖（mucopolysaccharides），是一类含氮的杂多糖（），是一类含氮的杂多糖（heteropolysaccharides）。如肝素、透明）。如肝素、透明质酸、硫酸软骨素等。它们主要存在于动物的软骨、肌腱等结缔组织的细胞间质中。质酸、硫酸软骨素等。它们主要存在于动物的软骨、肌腱等结缔组织的细胞间质中。多糖的生理功能多糖的生理功能调节机体免疫功能调节机体免疫功能增强机体抗炎作用增强机体抗炎作用提高机体对病原微生物的抵抗力提高机体对病原微生物的抵抗力促进促进DNA和蛋白质生物合成和蛋白质生物合成促进细胞生长、

12、增殖促进细胞生长、增殖具有抗凝血、抗动脉粥样硬化、抗癌、抗辐射损伤等作用。具有抗凝血、抗动脉粥样硬化、抗癌、抗辐射损伤等作用。 4.4.复合糖复合糖 复合糖（复合糖（glycoconjugate）是由糖类与蛋白质或脂类等生物是由糖类与蛋白质或脂类等生物分子以共价键连接而成的糖复合物。分子以共价键连接而成的糖复合物。 糖蛋白（糖蛋白（glycoprotein）是由糖链与蛋白质多肽链）是由糖链与蛋白质多肽链 共价结合而成的球状高分子复合物。共价结合而成的球状高分子复合物。 蛋白聚糖（蛋白聚糖（proteoglycans，PG）是一类特殊的糖蛋白。）是一类特殊的糖蛋白。 它是由一条或多条糖胺聚糖链，

13、在特定的部位，与多肽链它是由一条或多条糖胺聚糖链，在特定的部位，与多肽链 骨架共价连接而成的生物大分子。骨架共价连接而成的生物大分子。 脂多糖（脂多糖（lipopolysaccharide）是由脂类和多糖紧密相连）是由脂类和多糖紧密相连 而成，是革兰氏阴性菌细胞壁特有的组分。而成，是革兰氏阴性菌细胞壁特有的组分。 糖脂（糖脂（glycolipids）是一个或多个单糖残基通过糖苷键）是一个或多个单糖残基通过糖苷键 与脂类连接而成的化合物。与脂类连接而成的化合物。 糖蛋白糖蛋白（glycoprotein） 是由糖链与蛋白质多肽链共价结合而成的球状高分子复合物。在是由糖链与蛋白质多肽链共价结合而成的

14、球状高分子复合物。在多数情况下，以蛋白质为主，而糖链较小多数情况下，以蛋白质为主，而糖链较小，其总体性质更接近蛋白质。，其总体性质更接近蛋白质。糖蛋白分子结构包含糖链、蛋白质和糖肽键三部分。糖蛋白分子结构包含糖链、蛋白质和糖肽键三部分。 糖肽键主要有两种类型：糖肽键主要有两种类型：N-糖肽键和糖肽键和O-糖肽键。糖肽键。 N-糖肽键是指糖链末端糖肽键是指糖链末端N-乙酰葡萄糖胺的糖环乙酰葡萄糖胺的糖环C1原子与多肽链上天原子与多肽链上天冬酰胺的酰胺基冬酰胺的酰胺基N原子共价连接；原子共价连接；O-糖肽键是指糖链末端糖肽键是指糖链末端N-乙酰半乳乙酰半乳糖胺的糖环糖胺的糖环C1原子与多肽链上丝氨

15、酸（原子与多肽链上丝氨酸（Ser）或苏氨酸（）或苏氨酸（Thr）的）的OH基基O原子共价连接原子共价连接. O-糖肽键连接糖肽键连接N-糖肽键连接糖肽键连接GalNAc 乙酰半乳糖胺乙酰半乳糖胺 GlcNAc 乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺蛋白聚糖蛋白聚糖（proteoglycans，PG ） 是一类特殊的糖蛋白。它是由一条或多条糖胺聚糖链，在特定的是一类特殊的糖蛋白。它是由一条或多条糖胺聚糖链，在特定的部位，与多肽链骨架共价连接而成的生物大分子。部位，与多肽链骨架共价连接而成的生物大分子。 其总体性质更接近糖其总体性质更接近糖。 各种糖胺聚糖链与肽链相连并各种糖胺聚糖链与肽链相连并在透明质酸在透明

16、质酸 周围形成集合体周围形成集合体在细胞膜外形成在细胞膜外形成“糖衣壳糖衣壳”脂多糖脂多糖（lipopolysaccharide ） 是由脂类和多糖紧密相连而成，是革兰氏阴性菌细胞壁特有的组分。是由脂类和多糖紧密相连而成，是革兰氏阴性菌细胞壁特有的组分。脂多糖的脂类部分是脂质脂多糖的脂类部分是脂质A A，多糖部分为杂多糖，多糖部分为杂多糖 。 54321ONHOCH26O54321OONHOCH26FAOKDOOPO-OOPOO-OOPOO-OAFAFFAFAOPO-On多糖核心部分FA：脂肪酰基脂质脂质A的结构的结构 糖脂糖脂（glycolipids ） 是一个或多个单糖残基通过糖苷键与脂类连接而成的化合物。它是是一个或多个单糖残基通过糖苷键与脂类连接而成的化合物。它是生物膜的组成成分之一，组成生物膜的糖脂主要是甘油糖脂和鞘糖脂。生物膜的组成成分之一，组成生物膜的糖脂主要是甘油糖脂和鞘糖脂。 OOHHHHOHHOHCH2OHHCH2CHOCOR1CH2OCOR2O3OHOHHOHHHCH2OHHCH2CHOCOR1CH2OCOR2O1OH