生物化学第一章糖类

生物化学第一章糖类第一页，共九十四页，2022年，8月28日二、糖类的生物学作用1.作为生物体的结构成分：细胞壁：纤维素、半纤维素和果胶物质（植物）；肽聚糖（细菌）。昆虫和甲壳类的外骨骼：壳多糖2.作为生物体内的主要能源物质：淀粉、糖原（能源储存）3.在生物体内转变为其他物质：中间代谢物，提供碳骨架4.作为细胞识别的信息分子：糖蛋白糖链可能起着信息分子的作用，糖生物学（glycobiology)第二页，共九十四页，2022年，8月28日三、糖类的元素组成和化学本质碳、氢、氧碳水化合物[carbo(n)hydrate]结构式：Cn(H2O)m或(CH2O)n有些糖如:鼠李糖（C6H12O5）、脱氧核糖（C5H10O4）例外非糖物质:甲醛（CH2O）、乙酸（C2H4O2）、乳酸（C3H6O3）1927年国际化学名词重审委员会曾建议用“糖族（glucide）”一词以代替“碳水化合物”；saccharide（词头）第三页，共九十四页，2022年，8月28日糖类物质是一类多羟基醛或多羟基酮类化合物或聚合物；或水解时能产生这些化合物的物质。C=OCCHOAldehydegroup（醛基）KetoneGroup（酮基）C第四页，共九十四页，2022年，8月28日Thestructureoftwopentoses（戊糖）D-riboseisacomponentofRNAand2-deoxy-D-riboseisacomponentofDNAD-核糖2-脱氧-D-核糖第五页，共九十四页，2022年，8月28日Thestructureoftwohexoses（己糖）D-葡萄糖D-果糖第六页，共九十四页，2022年，8月28日四、糖的命名与分类多数是根据糖的来源给予一个通俗名称。如：葡萄糖，棉花糖、蔗糖、乳糖……糖类物质可以根据其聚合度分为：1.单糖：是不能被水解成更小分子的糖类，如葡萄糖、果糖和核糖等。依据分子中所含的碳原子数目分别称为三碳糖、四碳糖、五碳糖、六碳糖等。2.寡糖：是由2~20个单糖通过糖苷键连接而成的糖类物质。包括二糖、三糖、四糖、五糖和六糖等。第七页，共九十四页，2022年，8月28日五、旋光异构1.同分异构或称异构（isomerism）是指存在两个或多个具有相同数目和种类的原子并因而具有相同相对分子质量的化合物的现象。同分异构有相同的组成，故具有相同的分子式。同分异构主要有两种：结构异构和立体异构。原子在空间的相对分布或排列称为分子的构型（configuration）。由于单键基本自由旋转以及键角有一定的柔性，一种具有相同结构和构型的分子在空间里可采取多种形态，分子所采取的特定形态称为构象(conformation)。第八页，共九十四页，2022年，8月28日2.旋光性（opticalactivity

）LightbeamDetectorDextrorotatoryLevorotatory第九页，共九十四页，2022年，8月28日3.不对称碳原子（asymmetriccarbonatom）不对称碳原子是指与四个不同的原子或原子基团共价连接并因而失去对称性的四面体碳，也称手性碳原子、不对称中心或手性中心，常用C*表示。甘油醛的结构第十页，共九十四页，2022年，8月28日ThechiralityofmonosaccharidesiscausedbytheirasymmetriccarbonsAllthemonosaccharides,exceptdihydroxyacetone(二羟丙酮

),containsoneormoreasymmetric(chiral)carbonatoms.二羟丙酮第十一页，共九十四页，2022年，8月28日第十二页，共九十四页，2022年，8月28日第二节单糖

一、单糖的链状结构链状结构一般用Fisher投影式表示：碳骨架、竖直写；氧化程度最高的碳原子在上方

。二、D系单糖和L系单糖所有的醛糖都可以看成是由甘油醛下端逐个插入手性碳延伸而成。由D-甘油醛衍生而来的称D系醛糖，由L-甘油醛衍生而来的称L系醛糖。各种酮糖可被认为是由二羟丙酮衍生而来的。第十三页，共九十四页，2022年，8月28日HO-CH2CH（OH）CHOCH2OHCHOH-C-OHCH2OHCHOHO-C-H甘油醛D-甘油醛L-甘油醛单糖的构型：通常所谓的单糖构型是指分子中离羰基碳最远的那个手性碳原子的构型。第十四页，共九十四页，2022年，8月28日各种酮糖可被认为是由二羟丙酮衍生而来CH2OHCH2OHC=O二羟丙酮（dihydroacetone）CH2OHCH2OHC=OHO-C-HH-C-OHH-C-OHD(-)-果糖（fructose）第十五页，共九十四页，2022年，8月28日如果在投影式中此碳原子上的-OH具有与D（+）-甘油醛C2-OH相同的取向，则称D型糖。CH2OHCHOH-C-OHCH2OHH-C-OHH-C-OHHO-C-HC=OCOOHD（+）-甘油醛CH2OHCHOH-C-OHHO-C-HH-C-OHH-C-OHD（-）-葡萄糖D（+）-果糖第十六页，共九十四页，2022年，8月28日CH2OHCHOHO-C-HL（-）-甘油醛CH3CHOHO-C-HH-C-OHHO-C-HH-C-OHCH2OHCHOHO-C-HHO-C-HH-C-OHL（-）-岩藻糖L（+）-阿拉伯糖如果在投影式中此碳原子上的-OH具有与L（-）-甘油醛C2-OH相同的取向，则称L型糖。第十七页，共九十四页，2022年，8月28日任一旋光化合物都只有一个对映体，它的其他旋光异构体在化学与物理性质方面都与之不同，这些不是对映体的旋光异构体称为非对映异构体或非对映体。例如，D（+）-葡萄糖的对映体只有L（-）-葡萄糖，其余的14个己糖旋光异构体是它的非对映体。糖的构型（D，L）与旋光方向（+，-）并无直接联系。旋光方向与程度是由整个分子的立体结构（包括各手型碳原子的构型）而不是某一个手性碳的构型所决定的。第十八页，共九十四页，2022年，8月28日差向异构体(epimer)：又称表异构体，只有一个不对称碳原子上的基团排列方式不同的非对映异构体，如：D-葡萄糖与D-半乳糖。CH2OHH-C-OHHO-C-HH-C-OHHO-C-HD-半乳糖D-葡萄糖第十九页，共九十四页，2022年，8月28日

通常,具有

n

个手性中心的分子具有2n

个同分异构体。一个三碳的糖（醛糖）有一个手性中心，就有21=2

同分异构体。D-甘油醛第二十页，共九十四页，2022年，8月28日丁醛糖的同分异构体丁醛糖有两个手性中心，因此有

22=4

个异构体。D-赤藓糖

D-苏糖

第二十一页，共九十四页，2022年，8月28日戊醛糖的同分异构体Thealdopentosehasthreechiralcenters,thushas

23=8

isomers.D-核糖

D-阿位伯糖

D-木糖

D-来苏糖

第二十二页，共九十四页，2022年，8月28日已醛糖的同分异构体ThestereoisomersofaldohexosesThealdohexosehasfourchiralcenters,thushas

24=16

isomers.D-阿洛糖D-阿卓糖

D-甘露糖

D-古洛糖

D-艾杜糖D-半乳糖D-塔洛糖D-葡萄糖

第二十三页，共九十四页，2022年，8月28日三、单糖的环状结构许多单糖，新配制的溶液会发生旋光度的改变，这种现象称变旋。从乙醇水溶液中结晶出的D-（+）-glucose称为α-型（[α]20D=+112.2°），从吡啶溶液中结晶出的称为β-型（[α]20D=+18.7°）。将这两种晶体分别溶于水中，放置一段时间后，其旋光率都逐渐转变为同一恒定值，+52.6°。葡萄糖的不同结构形式相互转变，最后，达到一定的平衡，其中α型占36%，β型占63%，链式占1%。

第二十四页，共九十四页，2022年，8月28日在溶液中，含有4个以上碳原子的单糖主要以环状结构存在。

单糖分子中的羟基能与醛基或酮基可逆缩合成环状的半缩醛（emiacetal）。环化后，羰基C就成为一个新手性C原子称为异头碳原子（anomericcarbonatom），环化后形成的两种非对映异构体称为端基异构体，或异头物(anomer)，分别称为α-型及β-型异头物。

第二十五页，共九十四页，2022年，8月28日

异头碳的羟基与最末的手性碳原子的羟基具有相同取向的异构体称α异头物，具有相反取向的称β异头物。OHOOOHOHOα-β-第二十六页，共九十四页，2022年，8月28日单糖环形结构的形成FormationofthetwocyclicformsofD-glucose第二十七页，共九十四页，2022年，8月28日吡喃糖和呋喃糖Pyranose:Sugarwithsix-memberedringstructureFuranose:Sugarwithfive-memberedringstructure第二十八页，共九十四页，2022年，8月28日糖类环状结构的书写方式常遵循W.N.Haworth提出的规定（参看P10）：1.吡喃糖式写成六角平面形，呋喃糖式写成五角平面形；2.“左上右下”：链式结构中左边的各基团写在环的平面上，右边各基团写在环的平面下；3.“D上L下”：如有环外糖原子，如吡喃己糖的C6或呋喃戊糖的C5，书写时D-型糖环外碳原子及所带基团在环平面上；L-型糖环外碳原子及所带基团在环平面下。第二十九页，共九十四页，2022年，8月28日

4.不论是D型糖还是L型糖，异头糖羟基与末端羟甲基是反式的为α异头物，顺式的为β异头物。α-酮糖的第1位碳原子及其基团写在环平面上，β-酮糖的第1位碳原子及其基团写在环平面下。第三十页，共九十四页，2022年，8月28日

重要的己糖包括：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等。-D-吡喃葡萄糖-D-吡喃半乳糖第三十一页，共九十四页，2022年，8月28日-D-吡喃甘露糖-D-呋喃果糖第三十二页，共九十四页，2022年，8月28日四、单糖的性质（一）单糖的物理性质1.旋光性几乎所有的单糖及其衍生物都有旋光性，变旋现象。2.甜度（见右表）3.溶解度易溶于水名称甜度蔗糖100葡萄糖70果糖175乳糖16麦芽糖35木糖醇125天冬苯丙二肽15000蛇菊苷30000糖精50000应乐果甜蛋白20000表糖、糖醇和增甜剂的相对甜度第三十三页，共九十四页，2022年，8月28日（二）单糖的化学性质醛基或伯酵基被氧化成羧基；羰基被还原成醇基；羰基与苯肼或氰化氢等起加成反应；羰基在弱碱中发生分子重排（异构化）反应；异头羟基参与成苷反应；一般羟基参与成酯、成醚、脱水，氨基化和脱氧等反应。某些单糖能被酵母发酵生成乙醇。生物体内在酶的催化下，单糖还会发生其他的化学反应。第三十四页，共九十四页，2022年，8月28日

1.氧化成醛糖酸

醛糖含游离醛基，具有很好的还原性。碱性溶液中重金属离子（Cu2+，Ag+

，Hg2+和Bi3+等）如Fehhing试剂（酒石酸钾钠、NaOH和CuSO4）、Benedict试剂（柠檬酸、NaCO3和CuSO4

）中的Cu2+是一种弱氧化剂，能使醛糖的醛基氧化成羧基，产物称醛糖酸，金属离子自身被还原。能使氧化剂还原的糖称为还原性糖，所有的醛糖都是还原性糖。Benedict试剂常被用作尿糖的定性与半定量测试。第三十五页，共九十四页，2022年，8月28日还原性和非还原性糖Sucrose（蔗糖）ReducingsugarNon-reducingsugarMaltose（麦芽糖）

第三十六页，共九十四页，2022年，8月28日Anomericcarbon单糖大都是还原性糖蓝色黄色或红色第三十七页，共九十四页，2022年，8月28日Fehling’stest

Theproductionof

aredprecipitateofCu2O

isaclassicsugartest—Fehling’stest

thatwasusedtotestofexcesssugarinbloodandurineofdiabetics.

葡萄糖、果糖、蔗糖非还原糖第三十八页，共九十四页，2022年，8月28日

2.形成糖苷环状单糖的半缩醛（或半缩酮）羟基与另一化合物发生缩合形成的缩醛（或缩酮）称为糖苷（glycoside）。糖苷分子中提供半缩醛羟基的糖部分称糖基，与之缩合的“非糖”部分称糖苷配基，这两部分之间的连键称糖苷键（glycosidicbond）。糖苷键可以是通过氧、氮或硫原子起连接作用，也可以使碳碳直接相连，它们的糖苷键分别简称为O-苷，N-苷，S-苷或C-苷，最常见的是O-苷，其次是N-苷（如核苷）。糖苷配基也可以是糖，这样缩合成的糖苷，即为寡糖和多糖。第三十九页，共九十四页，2022年，8月28日由于一个环状单糖有α和β两种异头物，成苷时相应地也有两种形式。例如在无水甲醇中以氯化氢为催化剂制备甲基葡糖时，得到两个异构体：α-甲基-D-吡喃葡糖苷和β-甲基-D-吡喃葡糖苷：CH2OHCH2OHCH2OHO-CH3O-CH3Hα-糖苷键β-糖苷键第四十页，共九十四页，2022年，8月28日形成糖酯（磷酸糖酯和硫酸糖酯

）还原成糖醇例如D-葡萄糖还原生成D-葡萄醇常称山梨醇。与苯肼形成糖脎第四十一页，共九十四页，2022年，8月28日五、单糖的衍生物糖醇山梨醇糖醛酸（葡萄糖醛酸）糖胺（氨基葡萄糖）糖苷

β-D-葡萄胺（糖的一个羟基通常是C2位被氨基取代）α-D-葡萄醛酸糖苷第四十二页，共九十四页，2022年，8月28日CHCOHCH2OHHCOHHCOHHOCHHOCH2OHHCOHCH2OHHCOHHCOHHOCHCH2OHHOCHCH2OHHCOHC=OHOCH加氢氧化醋酸杆菌D-葡萄糖山梨醇（D-葡萄醇）L-山梨醇工业上合成Vc的原料第四十三页，共九十四页，2022年，8月28日糖苷环状单糖的半缩醛（或半缩酮）羟基与另一化合物（醇或酚

）发生缩合形成的缩醛（或缩酮）称为糖苷或苷，连键称糖苷键。糖苷属缩醛，一般不显示醛的性质。对碱溶液稳定，但易被酸水解成原来的糖和配基。糖苷广泛分布于植物的根、茎、叶、花和果实中。很多中药的有效成分就是糖苷，例如柴胡、桔梗、远志等。

第四十四页，共九十四页，2022年，8月28日小结糖类物质是一类多羟基醛或多羟基酮类化合物或聚合物。单糖通常含有几个手性碳原子，因此具有多种立体异构体。水溶液中，单糖（C>5）往往以αorß构型的环状形式存在。寡聚糖是由若干单糖通过糖苷键连接起来的。末端具有异头碳的糖具有还原性。第四十五页，共九十四页，2022年，8月28日第三节寡糖(Oligosaccharide)寡糖是由2~20个单糖通过糖苷键连接而成的糖类物质。一、结构与性质把一个寡糖与其他寡糖区别开来需要考虑下面4个方面：1.参与组成的单糖单位;2.参与成键（糖苷键）的碳原子位置;两个单糖残基之间的连接常见的有11，12，14和16;3.参与成键的每一异头碳羟基的构型（异头定向）;4.单糖单位的次序（如果不是同一种单糖残基）第四十六页，共九十四页，2022年，8月28日

糖苷键在多数情况下只涉及一个单糖的异头碳，另一个单糖的异头碳是游离的。为确切地命名二糖、寡糖，需要遵循：1）书写时，把寡糖的非还原端放在左边，在第一个单糖单位的名称前加一个O，表示是通过氧原子连键。2）给出连接两个单糖单位的异头碳的构型（α或β）3）为区分五元环和六元环结构，在单糖单位的名称中插入吡喃或呋喃字样。4）被糖苷键连接的两个碳原子常用括号内经箭头连接的两个序号来表示。第四十七页，共九十四页，2022年，8月28日O-glycosidicbondO--D-吡喃葡糖-（12）--D-呋喃果糖苷(参看P35)二、常见的二糖

1.蔗糖（Sucrose）无还原性，不能成脎，无变旋现象，转化糖，能被酵母发酵。第四十八页，共九十四页，2022年，8月28日2.乳糖（Lactose）O-glycosidicbondO--D-半乳糖基-（14）-

-D-葡萄糖苷有还原性，能成脎，有变旋现象第四十九页，共九十四页，2022年，8月28日乳糖O--D-半乳糖基-（14）-

-D-葡萄糖苷OO14第五十页，共九十四页，2022年，8月28日Disaccharideconsistsoftwomonosaccharidesjoinedcovalentlybyan

O-glycosidicbond.

3.麦芽糖（Maltose）有还原性，能成脎，有变旋现象，能被酵母发酵。第五十一页，共九十四页，2022年，8月28日

4.纤维二糖O-β-D-葡萄糖-（1→4）β-D-葡萄糖苷纤维二糖与麦芽糖的结构几乎相同，均为葡二糖，1,4糖苷键。不同的只是糖苷键的构型，前者是β-1,4，后者是α-1,4。纤维二糖不被人体消化，也不被酵母发酵。第五十二页，共九十四页，2022年，8月28日第四节多糖多糖也称聚糖，是由很多个单糖单位构成的糖类物质。是高分子化合物，相对分子质量极大，从3×104到4×108。它们大多不溶于水，虽然酸或碱能使之转变为可溶性的，但分子会遭受降解，因此多糖的纯化是十分困难的，而且纯化了的产物在分子大小方面仍是不均一的，也即同样的物质可以由一系列不同相对分子质量的聚合分子组成。第五十三页，共九十四页，2022年，8月28日可以由一种单糖缩合而成，如淀粉、糖原、纤维素等，称为同多糖（或均一多糖）。也可以由不同类型的单体缩合而成，如结缔组织中的透明质酸，称为杂多糖（或不均一多糖）（heteropolysaccharide）。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、同多糖（homopolysacchaide）第五十四页，共九十四页，2022年，8月28日同多糖杂多糖第五十五页，共九十四页，2022年，8月28日多糖是重要的能量贮存形式（如淀粉和糖原等）和细胞的骨架物质（如植物的纤维素和动物的几丁质），此外多糖还有更复杂的生理功能（如粘多糖和血型物质等）。大部分的多糖类物质没有固定的分子量。多糖的大小从一定程度上可以反映细胞的代谢状态。例如：当血糖水平高时（如饭后），肝脏就合成糖原（glycogen）这时分子量可达2×107，当血糖水平下降时，肝脏中的酶类就水解糖原，把葡萄糖释放到血液中。第五十六页，共九十四页，2022年，8月28日1.淀粉(starch)淀粉是贮存多糖，淀粉除作为食物外主要用于食品和医药等工业用的增甜剂（如水解糖浆）和增稠剂（如糊精）。当干淀粉悬于水中并加热时，淀粉粒吸水溶胀并发生破裂，淀粉分子进入水中形成半透明的胶悬液，同时失去晶态和双折射性质，这一过程称凝胶化或糊化。当凝胶化的淀粉液缓慢冷却并长期放置时，淀粉分子会自动聚集并借助分子间的氢键键合形成不溶性微晶束而重新沉淀，此现象称退行或老化。天然淀粉经适当处理，使它的某些物理或化学性质发生改变，以适应特定的需要，这种淀粉称为改型淀粉。第五十七页，共九十四页，2022年，8月28日天然淀粉含两种组分：直链淀粉和支链淀粉，二者的比例20%~25%：75%~80%。某些谷物如蜡质玉米和糯米几乎只含支链淀粉，皱缩豌豆中直链淀粉含量高达98%。（1）直链淀粉（amylose）直链淀粉为250—300个D-葡萄糖残基通过-

1,4-糖苷键联接而成的一条长链。-淀粉酶可将淀粉水解为麦芽糖。麦芽糖可视为淀粉的二糖单位。由于-1,4连接，淀粉中的每个残基与下一个残基成一角度，因此淀粉链倾向于形成有规则的螺旋构象。第五十八页，共九十四页，2022年，8月28日直链淀粉的结构Theconformationof(a1-4)linkagesinamylose,amylopectin,andglycogencausesthesepolymerstoassumetightlycoiledhelicalstructures.第五十九页，共九十四页，2022年，8月28日直链淀粉分子量约1万-200万，250-260个葡萄糖分子，以（14）糖苷键聚合而成。呈螺旋结构，这种紧实的结构是与其贮藏功能相适应的。遇碘显紫蓝色。直链淀粉的分子量约为50,000左右。文献中也有报导其分子量的范围为10,000至100,000。直链淀粉和支链淀粉在物理和化学性质方面有明显差别。第六十页，共九十四页，2022年，8月28日（2）支链淀粉（amylopectin）在天然淀粉中约有70-80%的淀粉为支链淀粉。支链淀粉的分子较直链淀粉大得多，一般平均由6000个D-葡萄糖残基组成。其分子量约为1000,000左右。文献中也有报导支链淀粉的分子量为10,000的情况，但此较低的分子量不可靠。支链淀粉遇碘显紫色到紫红蓝色。第六十一页，共九十四页，2022年，8月28日支链淀粉中的一些D-葡萄糖也可同样通过-1,4-糖苷键连接成一条长链。但是支链淀粉在此主链上尚可通过-1,6-糖苷键形成分支的侧链。此侧链一般含有25个D-葡萄糖残基。侧链内部的D-葡萄糖残基仍是通过-1,4—糖苷键而相互连接。侧链上每隔6-7个D-葡萄糖残基又能再度形成另一支链结构。于是促使支链淀粉分子呈现复杂的树状分支结构。第六十二页，共九十四页，2022年，8月28日淀粉Thebranchpointofamylopectin第六十三页，共九十四页，2022年，8月28日糖链的分支结构支链淀粉支链淀粉（或糖原分子）含有较多个非还原端（在分子的周边），但只有一个还原端。第六十四页，共九十四页，2022年，8月28日2.糖原（glycogen）

糖原为动物体内贮存的主要多糖，也以颗粒形式存在于动物的泡液内，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。人类肝脏中的糖原含量可达肝脏干重的百分之十左右。是人和动物最易动用的葡萄糖贮存。软体动物也含有糖原，甚至于在玉米和一些细菌中也曾发现能合成类似糖原的多糖成分。

第六十五页，共九十四页，2022年，8月28日糖原分子具有较多的分支结构。支链淀粉的分支结构是以24个葡萄糖残基为其分支的长度，但糖原的分支结构则是平均以12个葡萄糖残基为其分支的长度。与碘作用呈红紫色至红褐色。结构更紧密，更适应其贮藏功能，这是动物将其作为能量贮藏形式的一个重要原因，另一个原因是它含有大量的非还原性端（如磷酸化酶是非还原端外切酶），可以被迅速动员水解。

Glycogenisthemainstoragepolysaccharideofanimalcells.Ithasasimilarstructureasamylopectin,butismoreextensivelybranched(every8to12vs.every24-30)andmorecompact.

第六十六页，共九十四页，2022年，8月28日糖原糖原结构与支链淀粉相似，糖原的分支程度更高。第六十七页，共九十四页，2022年，8月28日Whynotstoreglucoseinitsmonomericform?

Inahepatocyte（肝细胞），ifsameamountofglucosethatcontainedintheglycogenisstoreinitsmonomericform,theconcentrationofglucosewillbe

0.4M.

Butifitisstoredinglycogenform,itscontributiontoOsmolarity（渗透压）isonlyabout0.01uM，whichwillpreventtherupture（破裂）ofthecellwiththeenteringwater.

Thiswillalsohelpthetransportofglucosefromblood（wheretheconcentrationofglucoseis5mM）intothecells.第六十八页，共九十四页，2022年，8月28日还原末端非还原末端α-1，4糖苷键α-1，6糖苷键第六十九页，共九十四页，2022年，8月28日3.纤维素（cellulose）

纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖。无论一年生或多年生植物，尤其是各种木材都含有大量的纤维素。植物体内约有50％的碳以纤维素的形式存在。是植物的结构多糖，是细胞壁的主要成分。估计地球上绿色植物每年大约净产有机物15-20×1010吨，其中纤维素占三分之一至二分之一。棉花、亚麻、芋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。第七十页，共九十四页，2022年，8月28日纤维素的结构由葡萄糖以（14）糖苷键连接而成的直链，天然纤维素为无臭、无味的白色丝状物。纤维素不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂。

Cellulosemoleculeisalinear,unbrancedhomopolysaccharide,consistingof10,000to15,000D-glucose.Incellulose,theglucoseresidueshavethe

ßconfiguration.第七十一页，共九十四页，2022年，8月28日葡萄糖以（14）糖苷键连接人和哺乳动物缺乏纤维素酶，不能消化木头和植物纤维。第七十二页，共九十四页，2022年，8月28日植物中纤维素的存在形态（纤维素微纤维）参看45页（胶束）第七十三页，共九十四页，2022年，8月28日Cellulosebreakdownbywoodfungi（腐木菌）第七十四页，共九十四页，2022年，8月28日4、几丁质（壳多糖）（chitin）几丁质大量存在于昆虫和甲壳类动物的甲壳之中。于是几丁质可称为甲壳质。虾、蟹壳富含的甲壳质是一种白色、无定形的半透明物质。据研究资料估计自然界中每年生成的几丁质约有一百亿吨。在天然聚合物中几丁质的贮存量占第二位，仅次于纤维素。第七十五页，共九十四页，2022年，8月28日几丁质的结构几丁质的水解产物为2-氨基-D-葡萄糖（简称为葡糖胺）。目前认为几丁质是由乙酰氨基葡萄糖聚合而成的多糖。因此几丁质（甲壳质）也可称为聚乙酰氨基葡糖（或壳多糖）。由几丁质的提纯和部分水解作用可鉴别出几丁质中的寡糖成分，从而证明几丁质分子为2-乙酰氨基-2-脱氧--D-吡喃葡糖的同聚物；各个残基都是通过-l，4-糖苷键的形式联接成不分支的长链结构。几丁质也可视为纤维素的类似物。相当于纤维素的C-2位置上的羟基由乙酰氨基团置换。几丁质难得单独存在于自然界，一般都与蛋白质络合或呈现共价的结合。

第七十六页，共九十四页，2022年，8月28日HNC=OCH3几丁质分子的结构乙酰氨基第七十七页，共九十四页，2022年，8月28日壳二糖重复单元第七十八页，共九十四页，2022年，8月28日二、杂多糖1.琼脂(agar)是某些海藻(如石花菜属)所含的多糖物质，主要成分是多聚半乳糖，人和微生物不能消化琼脂。琼脂不溶于冷水而溶于热水，1%~2%的溶液冷至40~50℃便可形成凝胶，加之不被微生物所利用，因此是微生物固体培养的良好支持物。琼脂糖是琼脂的主要组分，由D－吡喃半乳糖和3,6－脱水－L－吡喃半乳糖两个单位交替组成。由于琼脂凝胶是透明的，生化上用作免疫扩散和免疫电泳的支持介质。食品工业中常用来制造果冻、果酱等。第七十九页，共九十四页，2022年，8月28日2.糖蛋白（Glycoproteion）（P56）自然界中分布最广的一类复合糖，几乎所有的细胞都能合成糖蛋白。许多膜蛋白和分泌蛋白都是糖蛋白。多糖以共价键形式与蛋白质连接形成的生物大分子。由短链寡糖与蛋白质共价连成，连接通过2种不同类型的糖苷键，一种是糖链上的半缩醛羟基与肽链上的Thr,Ser,HyPro（羟脯氨酸）,HyLys（羟赖氨酸）的-OH形成O-糖苷键；另一种是半缩醛羟基与肽链上的Asn的-NH2形成N-糖苷键（参看P57糖基与蛋白质连接的几种形式）。第八十页，共九十四页，2022年，8月28日丝氨酸（苏氨酸）天冬酰胺第八十一页，共九十四页，2022年，8月28日多糖中多为糖的衍生物，如N-乙酰氨基多糖等（常见的糖是半乳糖或甘露糖）寡糖链多是分支的，一般仅含有15个以下的单糖，分子量在540-3200。不同的糖蛋白中含糖量变化很大，通常糖成分占糖蛋白重量的1%~80%。如：胶原蛋白中少于1%，免疫球蛋白G低于4%，人红细胞膜的血型糖蛋白中60%，胃粘蛋白中82%。糖蛋白和糖脂中的糖链序列是多变的，结构信息丰富，甚至超过核酸和蛋白质。第八十二页，共九十四页，2022年，8月28日糖链的功能糖蛋白，在植物和动物(微生物并不如此)中较为典型。这些糖蛋白可被分泌、进入体液或作为膜蛋白。糖蛋白包括许多酶、大分子蛋白质激素、血浆蛋白、全部抗体、补体因子、血型物质和粘液组分以及许多膜蛋白。糖链参与肽链的折叠和结合；参与糖蛋白的转运和分泌，参与分子识别和细胞识别。第八十三页，共九十四页，2022年，8月28日3、糖胺聚糖（glycosaminoglycan，GAG）由蛋白质与聚糖通过共价键相连的化合物1）糖胺聚糖的一般结构和功能又称为糖胺多糖、粘多糖、氨基多糖、酸性糖胺聚糖等。各种腺体分泌的润滑粘液，多富有粘多糖。由含已糖醛酸和已糖胺成分的重复二糖单位构成。其通式为:[己糖醛酸→己糖胺]n，n随种类而异，一般在30~250之间。二糖单位中至少有一个单糖残基带有负电荷的羧基或硫酸基，因此糖胺聚糖是阴离子多糖链，呈酸性。第八十四页，共九十四页，2022年，8月28日糖胺聚糖的一般生物学作用

这类物质存在于软骨、腔等结缔组织中，构成组织间质。（1）强的亲水性对保持疏松结缔组织中的水分有重要意义；（2）糖胺聚糖是多价阴离子，对K+、Na+、Ca2+、Mg2+等有较大的亲和力，因此能调节这些离子在组织中的分布；（3）糖胺聚糖，主要是透明质酸有很大的粘滞性，附在关节面上具有润滑和保护作用；（4）有促进创伤愈合的作用。第八十五页，共九十四页，2022年，8月28日2）糖胺聚糖的种类

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