糖类的生物化学

其次章糖类的生物化学其次章糖类的生物化学糖类生物化学是在以糖链为“生物信息分子”的水平上，说明多细胞生物的高层次生命现象的一门科学。它是20世纪90年月才进展起来的生物化学中最终一个广褒前沿。1993年科学家们提出，将争论糖类的方法和根本技术，以及把根底争论获得的学问进一步转化为生产技术等领域称为“糖生物工程”。1993年5月在美国旧金山召开首届“国际糖生物工程会议”。在生物体内，除核酸和蛋白质外，糖类是第三大类信息分子。与DNA不同，糖类的作用不是贮存信息，而是进展通讯识别。核酸和蛋白质是以分子量大为根底贮存大量的生物信息，而糖类作为信息分子则是以其构造多样性为特征。6种不同构造的单糖可形成108种异构体，糖类化合物所拥有的异构体数和多种多样的连接方式可以构成一个巨大的信息库。假设把20种氨基酸构成千变万化的蛋白质比较为由26个字母组成一本厚厚的词典，那么由不到10种常见单糖构成种类纷繁的寡糖和多糖，则可比方为由7个音符组成很多秀丽动听的乐谱。糖类物质的生物学功能糖类是生物细胞构造的组成成分糖类是生物体中重要的能源物质糖类参与细胞识别和细胞信息传递糖类是合成其他重要生物分子的碳架来源糖类对生物机体具有保护和润滑作用第一节自然单糖自然单糖是指已在自然界觉察或从生物材料中检出，并已确认其存在的单糖及其衍生物。不包括人工合成的糖。一、自然单糖的分布：六十年月后期，人们应用层析技术检测了多种动物、植物和生物材料，其结果是在动物体内糖含量只占其干重的2%左右，这说明动物极少贮存糖类物质，而不是不需要糖类物质。植物体内，糖含量占干重的85-95%，说明植物体的构造和贮存物绝大多数是糖类化合物。10-30%，居中。对其中的单糖进展统计分析结果说明，醛糖及其衍生物约600多种、酮糖及其衍生物180多种。游离单糖中除D-葡萄糖和D-果糖大量存在外，其它自然存在的单糖根本上是以微量存在的。而且某些单糖的分布有特异性。例如，糖醛酸中，只有已糖醛酸消灭在自然界中，而且按已糖醛酸的构型不同，可分为D-葡萄糖醛酸、D-半乳糖醛酸、D-半乳糖胺醛酸、L-艾杜糖醛酸和D-甘露糖醛酸。其中在植物果实中D-半乳糖醛酸一种。依据目前统计资料，各类植物中存在的游离单糖分布状况是：低等植物中：藻类：主要是D-葡萄糖和D-果糖地衣类：主要是D-葡萄糖和D-半乳糖苔藓植物类：主要是D-或L-葡萄糖和果糖种子植物中主要有五大类单糖：AL-阿拉伯糖〔D型少见〕、D-核糖、D-木糖、L-木酮糖、D-核酮糖、芹叶糖、2-脱氧-D-核糖。芹叶糖为一种分支糖，最初是由荷兰芥中分别得到的，开头以为是一种稀有单糖，后来觉察在浮萍属和欧洲夹竹桃中大量存在。在低等植物中未觉察此糖，但在检测的175种高等植物中有60%都含有此20B、八种已糖：D-葡萄糖、D-半乳糖、D-甘露糖、D-果糖、L-岩藻糖、L-半乳糖〔植物中多L-型，少D-型〕、L-山梨糖、L-鼠李糖。其中L-鼠李糖、L-岩藻糖是常见的6-脱氧已糖。C、2种丙糖、1种丁糖、2丙糖：甘油醛、磷酸二羟丙酮〔互为异构体〕丁糖：D-赤藓糖。为醛糖，未觉察酮型。庚糖：景天庚酮糖、D-甘露庚酮糖目前能化学合成的只有七碳以下的单糖，但在自然界中还存在有辛糖和壬糖，但只存在少数植物中，动物和微生物中无。而且含量极低，如：D-甘油-D-甘露辛酮糖。二、单糖的构造单糖依据其分子中所含碳原子数可分为丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖，它们在自然界广泛分布。在少数植物中还存在有辛糖和壬糖，但含量极低。动物和微生物中未觉察八碳以上的单糖。目前，能化学合成的也只有七碳以下的单糖。对自然界中单糖进展统计分析的结果说明，醛糖及其衍生物约600多种、酮糖及其衍生物180多种。游离单糖中除D-葡萄糖和D-果糖大量存在外，其它自然单糖根本上是以微量存在。而且某些单糖的分布有特异性。例如，糖醛酸中，只有已糖醛酸消灭在自然界中，而且按已糖醛酸的构型不同，可分为D-葡萄糖醛酸、D-半乳糖醛酸、D-半乳糖胺醛酸、L-艾杜糖醛酸和D-甘露糖醛酸。其中在植物果实中D-半乳糖醛酸一种。三、自然单糖的合成：植物体内单糖的合成途径主要有两条：1、通光合作用合成单糖：植物体内的单糖主要是通过光合作用形成的，所以光合作用可以说是单糖合成的最根本途径。2、通过生糖作用合成单糖：生糖作用是指从非糖化合物转化形成葡萄糖的代谢过程。在植物中，作为贮存物质的脂肪和蛋白质均可转化为合成糖类的“碳源”，这些“碳源”一般是指脂肪和蛋白质降解的中间产物。脂肪的生糖作用：蛋白质的生糖作用：四、单糖衍生物植物通过光合作用或生糖作用形成的单糖能够经一些相互转化反响生成单糖的衍生物，这种转化不仅对于糖的酵解和形成寡糖、多糖等格外重要，同时它也是沟通不同代谢途径的桥梁。单糖衍生物中最重要的主要有两类：1、单糖磷酸酯：即单糖的羟基被磷酸酯化形成的衍生物。在生物体内凡涉及单糖反响的代谢途径，如EMP、光合作用、糖异生作用、PPP途径等，其中的单糖中间物都是单糖磷酸酯。这是由于单糖磷酸酯有两个方面的生物意义：它能阻挡中间产物透过细胞膜，使这些小分子能在确定的细胞区域内参与反响，并维持较高的中间产物浓度。有利于积聚代谢途径中各步骤反响的能量，提高单糖的能量水平或将此能量连同磷酸基转移到ATP催化单糖磷酸酯形成反响的酶主要是激酶，每一种激酶可以催化特定的游离单糖生成相应的单糖磷酸酯，而且反响中磷酸基总是先转移至伯醇基上〔R-CH2OH〕。但L-阿拉伯糖、D-葡萄糖醛酸和D-半C1含两个伯醇基的酮糖，假设糖，激酶则先将磷酸基转移到最高编号碳原子的羟基上。在植物中分布最广的激酶是已糖激酶，它的专一性较低，它既能催化D-葡萄糖磷酸化，也能催化D-果糖、D-甘露糖和D-葡萄糖胺磷酸化。此外，还有很多对底物单糖专一性很强的激酶，如D-半乳糖激酶、D-果糖激酶、D-木糖激酶等等。2、核苷二磷酸单糖〔NDP-糖〕简称糖核苷酸。它是一分子单糖与一分子核苷二磷酸通过糖酯键连接形成的化合物。糖核苷酸的重要意义在于，它是单糖参与合成寡糖和多糖的活化形式，以及单糖相互转化的中间化合物形式。在植物体内，糖核苷酸的合成是由焦磷酸化酶〔NTP：单糖-1-磷酸核苷酰转移酶〕催化的，其酶促反响为：单糖-1-磷酸＋NTP＝NDP-单糖＋PPi由于PPi易被焦磷酸酶催化水解生成2分子Pi，所以，反响平衡向右移动。产物NDP-单糖的自由能很高(△G0＝－33.5KJ/mol)，因此，可作为糖基的活化供体参与合成反响。目前，在自然界中已觉察ADPG、UDPG、GDPG、CDPG四种形式的糖核苷酸，而且除葡萄糖外，其它单糖或其衍生物也可形成糖核苷酸。此外，植物中的焦磷酸化酶也有很多种，每种焦磷酸化酶都只能催化确定的单糖与核苷三磷酸反响，但多数是以D-葡萄糖为底物。目前对植物体内了解较多的焦磷酸化酶主要是两种：UDPG由于UDPG是蔗糖合成中最有效的葡萄糖基供体，所以植物体内UDPG焦磷酸化酶的活性要远远高于其它焦磷酸化酶，这与蔗糖是植物光合作用的终产物和主要运输形式有关。UDPG焦磷酸化酶最初是在酵母中觉察的，后来才证明它广泛存在于高等植物组织中。此酶对UDPG、UTP、G-1-P被Mg2+、Mn2+、Co2+激活，其中Mg2+可能是在底物与酶结合形成中间产物时起“搭桥”的作用。另外该酶的最适pH为8~9，当PPi：Mg2+的比率为1，或UTP：Mg2+的比率为0.5时，此酶促反响的速度到达最大。ADPG由于ADPG是淀粉合成中最有效的葡萄糖基供体，所以，ADPG一般不参与其它糖类的相互转化和其它多糖的合成途径。而且该酶是植物淀粉合成途径中的一个别构调整酶。其它焦磷酸化酶UDP-半乳糖焦磷酸化酶：此酶首先在绿豆苗中觉察，后证明在其它植物组织中也存在。由于游离的半乳糖对植物有毒害作用，所以现在认为此酶在消退游离半乳糖方面有重要作用。GDPUDP-N-乙酰葡萄糖胺焦磷酸化酶：GDP-甘露糖和UDP-N-乙酰葡萄糖胺是植物糖蛋白和糖脂中寡聚糖合成的糖基供体，所以这两种酶活性大小与糖脂和糖蛋白的合成有关。ADP-N-乙酰葡萄糖胺焦磷酸化酶：此酶主要存在于谷物籽粒中，说明它与贮藏蛋白的寡糖基合成有关。UDP-葡萄糖醛酸焦磷酸化酶：此酶只在植物细胞中觉察，它主要参与半纤维素的生物合成。3、糖苷也称糖甙。指具有环状构造的醛糖或酮糖，其半缩醛羟基中的氢被一个具有亲核原子的基团所取代形成的化合物。其中的非糖基局部通常称为配基。糖苷中的亲核原子最常见的是醇、酚和酸中的氧原子，所生成的糖苷属O-糖苷，其次是S和NS-糖苷和N-糖苷，以碳原子为亲核原子形成的C-糖苷较少见。植物体内的很多糖苷都是次生代谢的产物，其中很多都具有药理作用，如毛地黄皂苷、苦杏仁苷等。但是单糖苷极少，大多是具有简洁分子构造的低聚和多聚糖苷，即含有不止一个单糖的糖苷。此外，在植物体内还广泛分布有一类生氰糖苷，此类糖苷在受到酶作用发生水解时能释放出氢氰酸。其分子中的腈基〔C≡N〕是由某些氨基酸脱羧转化形成的。氢氰酸对大多数生物有剧毒，但含有生氰糖苷的植物不仅能耐受它，而且可利用它合成其它化合物。五、单糖的互变单糖互变是生物体内重要的代谢反响之一，其转化形式主要有三种：〔1〕以单糖磷酸酯的形式转化，如糖酵解和磷酸戊糖途径中的单糖互变。以糖核苷酸为媒介的互变。氧化复原作用，如醛糖氧化为糖酸或糖醛酸等。此外，单糖互变酶促反响又可分为以下三种类型：内部重排反响：如由磷酸已糖异构酶和磷酸丙糖异构酶催化的异构化反响，可使醛糖和酮糖互变；由差向异构酶〔也称表异构酶〕催化的差向异构化反响，可使单糖的某个不对称碳原子的构型发生变换，如由Ru-5-P转变为Xu-5-P的反响；由变位酶催化的变位反响，可使单糖磷酸酯分子G-1-PG-6-P的反响。C2C3如磷酸戊糖途径中由转醛糖酶和转酮糖酶催化的反响。氧化反响：在氧化酶的作用下，醛糖C1位可氧化产生糖酸，如磷酸戊糖途径中由6-磷酸葡萄糖氧化生成6-磷酸葡萄糖酸的反响，以及植物体内L-DL-古洛糖酸的反响。其次节寡糖一、寡糖的类型和性质寡糖也称为低聚糖。它是指经水解后可产生2-10个单糖单位的化合物。这是1982年国际生化学会公布的《寡糖链的缩写命名法》中的定义。随着各种色谱技术的进展，现的寡糖已达584种，其中双糖31015752232312种，八糖7种。这些数字目前可能有一些增加，但由于糖类化合物不打算物种，所以其在生物体内的变化不会象核酸蛋白质那样大。寡糖除按单糖残基数分类外，按组成的单糖类型还可分为同质寡糖和异质寡糖；按分子中是否存在半缩醛羟基又可分为复原性寡糖和非复原性寡糖；此外；按寡糖组成糖单位的连接方式还可分为不同的寡糖族，例如棉子糖族，蔗果三糖族等。从性质上看，寡糖易溶于水和极性溶剂，如向寡糖水溶液参与有机溶剂，则会使之沉淀或结晶，复原性寡糖显示与单糖相像的特征反响，而非复原性寡糖则不能。寡糖的聚合度与其旋光性、熔点和熔解度有亲热相关，这一点对寡糖的分别和色谱分析格外重要。一般溶解度与溶剂和温度有关，温度上升，溶解度增大；在与水可混溶的溶剂中的溶解度大于与水不混溶溶剂中的溶解度。二、蔗糖的生物合成：蔗糖是植物界分布最广的双糖，由于其为非复原性糖，化学性质不活泼，在水中的溶解度很高，所以植物体内由光合作用合成的碳素和能量都是以蔗糖的形式运输的。高等植物体内蔗糖形成的途径有以下三种：磷酸蔗糖合成酶途径：UDPG+D-果糖-6-P磷酸蔗糖+UDP在植物的光合组织中此酶活性极高，而且它是一种别构调整酶，主要受柠檬酸的调整，此外，对糖基供体的专一性很高，对UDPG有确定专一性，对ADPG等其他供体无活性，故为叶片等光合组织合成蔗糖的主要途径。蔗糖合成酶的途径：UDPG+D-果糖蔗糖+UDP此酶主要存在于非光合组织中，对糖基的供体专一性不高，可利用ADPG和GDPG作供体，它是根、果实、种子中合成蔗糖的途径，但很多状况下，当细胞外源蔗糖浓度高时，此酶主要催化逆反响的进行。由众多糖基转移酶作用形成如糖苷转移酶催化的反响：棉子糖+葡萄糖蜜二糖+蔗糖三、高级寡糖：生物体的高级寡糖主要有两类：〔1〕作为多糖组成的重复单位存在，如植物胞壁多糖中的寡糖和细菌荚膜多糖中的寡糖。〔2〕多糖降解过程中形成的中间产物，如淀粉降解则产生的寡聚麦芽糖、异麦芽糖和低分子量糊精，这些高级寡糖一般按寡糖组成糖单位的连接方式划分为不同族。1、棉子糖族的寡糖：棉子糖由一分子蜜二糖与一分子果糖连接形成。1876年科学家首先在甜菜蜜中觉察了棉子糖，随后1890年觉察1911年觉察了五糖—毛蕊花糖；1941年觉察了六糖—筋骨草糖。1954年又觉察了更高级的九糖。以上这些糖都是以蔗糖分子为根底，依次以α-1,6-糖苷键连接半乳糖基，从而构成了一系列同质高级寡糖族—棉子糖族。现棉子糖族的寡糖广泛存在于高等植物中，但至今在藻类中没有觉察有此类寡糖。此外，族中的棉子糖和水苏糖分布较广，而其他寡糖的分布范围较窄。棉子糖通常的低浓度存在于植物叶片中，而更多存在于很多植物的种子中，特别是禾谷类种子、棉籽、大豆和其它豆类中。此外，在某些植物的根状茎中含量也很丰富。但当种子萌发后，这些棉子糖族寡糖就会消逝。争论说明，在严寒季节，抗寒性植物组织中的棉子糖和蔗糖含量大大增高，而贮蔗淀粉的量将削减，有人认为可能棉子糖的存在与植物的抗寒性有关。现棉子糖族寡糖的生物合成主要由α-D-半乳糖基转移酶〔GST〕催化形成，反响中的乳糖基供体是肌醇半乳糖苷，并且不能UDPADP-半乳糖所替代。肌醇半乳糖苷+蔗糖棉子糖+肌醇棉子糖+肌醇半乳糖苷水苏糖+肌醇以此类推产生其它棉子糖族寡糖。2、蔗果三糖族寡糖和剪秋罗糖族：蔗果三糖族的寡糖共有三种类型，即：蔗果三糖、异蔗果三糖、蔗果三糖。它们已在龙舌兰属、紫苑科、风铃草科和百合目等植物中觉察。剪秋罗糖族寡糖存在于红剪秋罗和石竹科植物的生长部位，其构造为在棉子糖的果糖上以β-2，1-糖苷键连接半乳糖。3、车前糖、伞形糖，龙胆三糖和松三糖：车前糖主要分布于车前、烟草、可可豆和其他植物种子中，伞形糖存在于伞形科植物的根、果实和生长部位。龙胆三糖存在于很多龙胆属植物的生长部位。松三糖则是在松属植物叶子受到昆虫损害后产生的分泌物中觉察的，据推想它可能是昆虫损害植物组织时，由昆虫的蔗糖酶转移葡萄糖基作用的结果。第三节多糖一、概述：多糖通常是指由几十个以上单糖分子缩合形成的高分子化合物。从特性上看，由于其分子构造浩大，所以在水溶液中只能形成胶体溶液，而不能形成真溶液。多糖无甜味，也无复原性和变旋现象，但有旋光性。依据多糖的组成可将其分为两类：〔1〕均一多糖：由一种单糖聚合形成，这类多糖在自然界分布最广，种类也最多，其中最普遍和最重要的是由葡萄糖聚合形成的一类葡聚糖。名称糖苷键分布直链淀粉α-1，4植物支链淀粉α-1，4含5%α-1，6植物纤维素β-1，4植物糖原α-1，4含12-18%α-1，6动物直链右旋糖酐α-1，6微生物支链右旋糖酐α-1，6含8%α-1，3和α-1，4微生物香菇多糖β-1，3香菇以上这些多糖都是由葡萄糖聚合而成，但由于其糖苷键位置和类型的不同，从而导致其构造和性质也各不一样。如直链淀粉遇碘显紫兰色，最大光吸取峰在620-680nm之间，支链淀粉遇碘显紫红色，最大光吸取峰在530-555nm之间，直链淀粉可溶于热水，而纤维素及香菇多糖则不溶。此外，多糖在不同植物体内的分布也有特异性，例如豆科植物淀粉几乎全为直链淀粉，糯米中的淀粉几乎全为支链淀粉、玉米中的直链淀粉所占的比例也高于其它谷物。因此，在食品加工、纺织化工等应用中，对淀粉原料的选择是格外重要的。均一多糖除葡聚糖之外，还有一些由其它单糖构成的多糖。如：果聚糖〔菊糖〕β-2，1菊科植物根中半乳聚糖〔琼脂糖〕β-1，4果胶质、海藻中壳聚糖β-1，4广泛分布于昆虫、甲壳动物和真菌中壳聚糖也称几丁质，由N-乙酰氨基葡糖胺聚合形成，其自然储量仅次于纤维素，是一种极丰富的自然资源和有广泛用途的工业原料，可用于制造胶片、隐形眼镜、外科手术线、人造皮肤等等。(2)不均一多糖、也称杂多糖指由两种以上单糖构成的多糖。植物胞壁多糖大多是杂多糖。如构成半纤维素的木葡聚糖、甘露聚糖等都是杂多糖。二、植物贮存多糖的生物合成构造多糖是指作为支持物和保护物质存在的一类多糖。而植物贮存多糖是指植物细胞在确定的生理发育阶段形成的，贮存固定碳和能量的一类多糖。植物体内最主要的贮存多糖就是淀粉，某些高等植物还存在有非淀粉贮存多糖，如胞壁和液泡中的多糖。1、淀粉的生物合成淀粉既是植物体内的长期贮存多糖，也是短期贮存多糖。一般种子、块茎、块根中的淀粉是长期贮存多糖，只有在种子萌发和芽抽条时才动用；而叶片中在光合作用时形成的淀粉是短期贮存多糖，由于它们在黑暗条件下，便会很快转化为蔗糖运出细胞。在高等植物光合组织中，淀粉是在叶绿体内以颗粒状合成和贮存的，而在植物非光合组织中，原质体则发育成一种称为淀粉体的细胞器，其外形构造与叶绿体相像，但无叶绿体内的片层囊构造。植物体内合成的直链淀粉一般有成百至数千个葡萄糖组成，而且每六个葡萄糖残基形成一个螺旋，螺旋直径约1.3nm，直链分子内或分子间可形成很多氢键。支链淀粉的分子量更大，通常由多达5万个以上葡萄糖残基组成，并有很多非复原性末端。目前认为，淀粉合成的主要途径是由淀粉合成酶催化的反响，即：nADPGnADP淀粉合成酶于60年月中期觉察，它可催化葡萄糖分子之间形成α-1，4糖苷键。虽然此酶也可利用UDPG，但反响速度仅为ADPG的1/3~1/10，而且作用于UDPG的Km值较作用于ADPG的Km值大15~30倍。因此，现在认为，无论是叶片还是其它贮存淀粉的组织中，ADPG现植物体内的淀粉合成酶有两种同工酶：、结合型淀粉合成酶：觉察于未成熟的菜豆种子中，它通常与正在发肓的淀粉粒严密结合在一起，而且对糖基供体的专一性不很UDPGADPG1/10—1/3。可溶性淀粉合成酶：它存在于正在发肓的种子、块茎等淀粉体中以及光合组织的叶绿体中，此酶专一性较强，仅能利用ADPG，是合成直链淀粉的主要酶类。支链淀粉是在淀粉合成酶和α-1，4葡聚糖分支酶〔也称Q-酶〕共同作用下形成的。后者从一个α-1，4葡聚糖链的非复原端拆开一个低聚糖片段，并将其转移到毗邻的α-1，4葡聚糖链的非末端的葡糖残基的C6上形成α-1，6糖苷键。然后在淀粉合成酶作用下，此分支连续加长，并可再形成的分支，最终构成一个支链淀粉2、淀粉生物合成的调整：在高等植物叶片中，淀粉粒的积存取决于光合作用和淀粉合成速ADPGADPGADPG焦磷酸化酶为别构酶，它受了一磷酸甘油活化，受pi抑制其它糖酵解中间产物，如F-6-P、F-1，6-dip、PEP、1,3-dipGA在高浓度状况下。也对此酶有活化作用，但活化程度较低。据分析，3-PGA对作用主要是增加了ADPG焦磷酸化酶与底物的亲和性。此外，当存在3-PGA时，在PH7.0-7.5PH=8.5时，就渐渐变S形，这说明3-PGA与酶的结合与PH，Pi与3-PGA之间存在相互作用，当3-PGA存在时，可降低Pi对酶的抑制作用，同样当有pi存在时，3-PGA对酶的活化作用也降低。淀粉合成酶的调整淀粉合成酶发生作用的条件是有糖核苷酸和引物存在，此外，淀粉合成酶的作用需要一价阳离子，而且在甜玉米中此酶对一价阳离子的要求是确定的，特别是可溶性淀粉合成酶需一价阳离子作激活剂。KNa+。ADP对淀粉合成酶有竞争性抑制作用，此外，此酶活性中心含巯基，对破坏巯基的试剂格外敏感。3、蔗糖-淀粉的相互转化蔗糖是植物碳和能量的主要运输形式，而淀粉则是碳和能量最常见的贮存形式，因此，蔗糖与淀粉的互变在植物中必定广泛存在。在发肓种子内的转化方向是蔗糖→淀粉，即蔗糖由光合组织输出，在种子内转化成淀粉，以颗粒状贮存起来，在萌发种子中，则淀粉→蔗糖，产生的蔗糖运到幼苗中，供快速生长的分生组织的需要。在叶片中，光合作用活泼进展时，光合细胞内的转化方向是蔗糖→淀粉。而在黑暗中，则淀粉→蔗糖，并输出叶片。此外，果实形成期，如苹果、香蕉等，转化方向是蔗糖淀粉，当果实开头成熟时，转化方向变为淀粉→蔗糖，因此，完全成熟的果实是甜的。在以上途径中由于蔗糖合成酶分解蔗糖产生的是 UDPG，而淀粉合成酶只能应用 ADPG，因此，蔗糖与淀粉的转化需要一个转变UDPG→ADPG的机制。目前认为这种转化机制是通过UDPG焦磷酸化酶逆反响，将UDPG→G-1-P，再在ADPG焦磷酸化酶逆反响，再在ADPG焦磷酸化酶作用下G-1-P→ADPG。后一反响形成的PPi可用于推动前一反响，故未发生ATP和UTP的消耗。转化过程产生的D-果糖可被已糖激酶活化产生F-6-P，经糖酵解途径降解产生ATP；或者转变为G-6-P后，再转变为ADPG用于淀粉合成。4、果聚糖的生物合成：果聚糖是-D-呋喃果糖的多聚体，为易溶于水的水溶性多糖，依据它们的分子构造有两种类型。菊糖型：主要存在于双子叶植物中，通常由30-35个单糖残基组成，MW49-57KD。左聚糖型：主要存在于单子叶植物中，其水溶液为左旋体，含7-24两种果聚糖都存在一个末端蔗糖单位，故都无复原末端。植物中的果聚糖主要存在于菊科、桔梗科和禾本植物的根茎叶中，它们都是以果聚糖代替淀粉作为贮藏多糖。依据果聚糖末端都有蔗糖单位的现象可知，蔗糖是果聚糖合成中单糖单位的受体分子。又由于至今未觉察有 NDPF，而从热力学角度看，蔗糖水解可释放⊿G0′=-29.3KJ/mol，而将一个糖基加到多聚糖链可需能量约⊿G0′=20.0KJ/mol，因此，认为蔗糖也是果聚糖合成的果糖供体。经争论，人们在植物中觉察了与果聚糖合成亲热相关的两种酶：菊糖蔗糖酶[CE2.4.1.9]；此酶为转移酶，它可催化蔗糖释放出果糖，并将其以 β-2,1-糖苷键连接于受体分子末端的果糖残基上，其受体分子可以是蔗糖或三糖以上的菊型果聚糖。左聚糖蔗糖酶[CE2.4.1.10]所催化反响，只是形成了β-2,6-糖苷键。关于植物体内半纤维素中的杂多糖的合成，目前资料还不多，以后可以通过阅读查阅资料去了解。第四节糖蛋白人类对于糖类的争论早期只留意到它作为能源物质的重要性，因而多集中于争论糖的代谢与转化途径。近30年来，生物学家和化学家才渐渐觉察各种糖复合物，尤其是糖蛋白和糖脂，在细胞的识别、分泌，以及在蛋白质加工和稳定方面都具有重要作用，而且现已证明，生物体内很多酶、激素、毒素、细胞因子、载体蛋白和免疫球蛋白。虽然一些糖蛋白在含糖与不含糖的状况下活性并无转变，但当人们进一步争论后觉察，糖基对于蛋白质的稳定性和理化特性都可产生确定影响，甚至糖蛋白的生物学功能和细胞的很多代谢进程都与糖基的存在亲热相关。例如癌症的一个主要问题就是转移，即癌细胞从原发组织经血流迁移到机体的其它部位，并在另一些部位连续恶性增殖、对机体带来全面损害。据争论这种现象与癌细胞外表的糖蛋白以及另一些糖复合物的构造转变有关，所以，现在糖蛋白已成为生物化学领域的一个研究热点。由于糖蛋白在细胞识别方面起着重要作用，因而与植物的受粉、嫁接不亲和性、共生固氮和病原微生物对寄主的选择性和侵染等亲热相关。一、糖蛋白中的糖链构造：糖蛋白指由寡糖链与多肽链骨架共价连接而形成的一类蛋白质。在自然界已觉察的近200多种单糖中，通常见于糖蛋白寡糖链中的单糖组分只有8种：D-葡萄糖、D-半乳糖、D-甘露糖、L-岩藻糖、N-乙酰氨基葡萄糖、N-乙酰氨基半乳糖、D-木糖、D-阿拉伯糖。有时这些糖还可同时结合硫酸或磷酸等其它基团。糖蛋白中糖链的长短、构造和数目在各种糖蛋白之间可以相差很大，一般糖组分的含量可以从1%~80%不等。它们既可以可溶性形式存在于细胞外，又可以不溶性形式分布于细胞间质或结合于细胞膜上。糖蛋白依据其多肽链与寡糖链间连接方