1、第四章,糖类,糖类（carbohydrate）,主要由碳、氢、氧三种元素构成，多羟基的醛或多羟基的酮及其缩聚物和衍生物的统称（碳水化合物） 几乎存在于所有动、植物、微生物体内 生物学作用：（1）作为生物体内的主要能源物质（2）作为生物体的结构成分（3）作为其它生物分子如氨基酸、核苷酸、脂等合成的前体,返回,（1）作为生物体内的主要能源物质氧化生能，1g葡萄糖在体内完全氧化可释放16.7kJ的能量。 糖类所供给的能量是机体生命活动主要的能量来源（正常情况下约占机体所需总能 量的5070%）。（2）作为生物体的结构成分核糖和脱氧核糖是核酸的基本组成成分；糖与脂类或蛋白质结合形成糖脂或糖蛋白/蛋白聚
2、糖（统称糖复合物）。糖复合物不仅是细胞的结构分子，而且是信息分子。体内许多具有重要功能的蛋白质都是糖蛋白，如抗体、许多酶类和凝血因子等。（3）作为其它生物分子合成的前体糖是合成脂类的重要前体；糖可转变成非必须氨基酸的碳骨架。,4.1 单糖,最简单的糖，不能水解为更小单位的糖 根据碳原子数又分丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖三碳糖（丙糖）：甘油醛、二羟丙酮等四碳糖（丁糖）：赤藓糖等五碳糖（戊糖）：核糖、核酮糖、木酮糖等六碳糖（己糖）：葡萄糖、果糖、半乳糖等七碳糖（庚糖）：景天糖等 根据羰基的位置又分醛糖和酮糖。,醛糖 Aldose,甘油醛 （glycerose）,核糖 （ribose）,D-葡萄糖
3、（D-glucose）,酮糖 Ketose,二羟丙酮 （dihydroxyacetone）,核酮糖 （ribulose）,D-果糖 （D-fructose）,4.1.1 单糖的构型,单糖分子除了二羟基丙酮外，其余都含不对称碳原子，有旋光异构体：如甘油醛，不对称碳原子上羟基朝左称为L型，朝右称为D型。,D甘油醛 L甘油醛,离羰基碳最远的那个手性C的构型作为醛糖分子的构型,4.1.2 单糖的结构,4.1.3 单糖的构象,4.2 重要的单糖及衍生物,糖醇：糖分子内醛基、酮基经还原的产物，有甜味。 糖醛酸：单糖的伯醇基氧化产物。 氨基糖：糖中的羟基被氨基取代。氨基半乳糖 糖苷：单糖的半缩醛羟基与非糖物
4、质缩合形成的化合物。,糖醇：较稳定，有甜味,糖醛酸：由单糖的伯醇基氧化而得,氨基糖：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）的羟基形成的缩醛结构，形成的化学键为糖苷键（glycosidic bond）,4.3 寡糖,少数单糖（210个）缩合的聚合物 细胞表面都为寡糖覆盖，是细胞间识别的物质基础 最常见的寡糖是二糖麦芽糖（maltose）、蔗糖（sucrose） 、乳糖（lactose） 、纤维二糖（cellobiose） 低聚糖：20个以下的单糖缩合的聚合物具有防病抗病及增强健康等生理功效，被称为功能性食品,麦芽糖，O-D-吡喃葡糖基-(14)-D-吡喃葡糖,纤维
5、二糖，O-D-吡喃葡糖基-(14)-D-吡喃葡糖,蔗糖，O-D-吡喃葡糖基-(12)-D-呋喃果糖,乳糖，O-D-吡喃半乳糖基-(14)-D-吡喃葡糖,4.4 多糖,水解产物含10个以上单糖 多糖无还原性，无甜味，无变旋现象, 多数不溶于水，可与水形成胶体溶液。 最常见的多糖淀粉、糖原、纤维素,根据生物来源不同：植物多糖、动物多糖、微生物多糖 根据单糖组成不同：同多糖（均一多糖）淀粉：直链淀粉，支链淀粉糖原（动物淀粉）纤维素杂多糖（不均一多糖） 根据生物功能不同：贮存（贮能）多糖、结构多糖、细胞专一的识别信号,4.5 多糖代表物,淀粉：广泛存在于植物的根、茎或种子中直链淀粉，支链淀粉 糖原：动
6、物淀粉，主要储能形式 纤维素：植物细胞壁结构多糖 半纤维素：植物中纤维素以外的多糖 琼脂：微生物的固体培养基 ,直链淀粉（Amylose ）D-葡萄糖基以-1,4糖苷键连接的多糖链，构象为卷曲成螺旋形，不参与构成糖苷键的端基C1 被称为还原端。,可溶于热水，遇碘呈紫蓝色（大于60个葡萄糖基）,支链淀粉（Amylopectin ）D-葡萄糖基以除有-1,4糖苷键的糖链外，还有-1,6糖苷键连接的分支组成的多糖链，各分支也都是卷曲成螺旋构象。,不可溶于热水，可溶水冷水，遇碘呈紫红色（2030个葡萄糖基）,淀粉颗粒中的直/支链淀粉品种不同，两者比例也不同,糖原（Glycogen）动物淀粉，与支链淀粉
7、相似，分支较支链淀粉更多，但分支短。与人体中的血糖浓度有关，血糖，糖原合成；血糖，糖原分解,较易分散在水中，遇碘呈红紫色（小于20个葡萄糖基）,糖原是体内糖的贮存形式， 主要贮存在肝脏和肌肉组织肝糖原：含量可达肝重的5%（总量为90100g）肌糖原：含量为肌肉重量的12%（总量为200400g） 人体内糖原的贮存量有限，一般不超500g。,纤维素（cellulose）植物细胞壁结构多糖，由D-吡喃葡糖基以-1,4糖苷键连接的没有分支的同多糖。在纤维中，纤维素分子以氢键构成平行的微晶束，由于纤维素微品间氢键很多，故微晶束相当牢固。,半纤维素（hemicellulose）大量存茌于植物的木质化部分
8、，其量依植物种类、部位、老幼而异。是一些与纤维素一同存在于植物细胞壁中的多糖的总称，即植物细胞壁中除纤维素以外的全部糖类（果胶质与淀粉除外）。构成半纤维素的单糖基有葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖、鼠李糖及糖醛酸等。,琼脂（agar）含有D-与L-半乳糖基，琼脂糖和琼脂胶两多糖的混合物。,壳多糖（甲壳素，几丁质，chitin）仅次于植物纤维的第二大生物资源，由N-乙酰-D-葡糖胺以-1,4糖苷键缩合成的同多糖。同纤维素伸展的链式结构类似（将乙酰氨基换成羟基便成为纤维素），壳多糖在链间以氢键交联集合成片，氢键较纤维素多。,右旋糖酐（葡聚糖， dextran ）D-葡萄糖以-1,4糖苷
9、键缩合为主链骨架，以-1,3 、 -1,2和-1,4糖苷键构成支链，整个分子形成网状，在水的作用下可形成凝胶。,糖胺聚糖（glycosaminoglycan）含氨基己糖，或乙酰氨基糖，因多数含糖醛酸、硫酸基或磺酸基，所以有较强的酸性，是二种酸性杂多糖。由于糖胺聚糖有较大黏稠性，也被称为黏多糖。,透明质酸（hyaluronic acid，HA）,肝素（heparin，Hp）,硫酸软骨素（chondroitin sulfate，CS）,硫酸皮肤素（dermatin sulfate，DS）,硫酸角质素（keratan，KS）,4.6 糖复合物,糖类的还原端和其他非糖组分以共价键结合的产物 糖与蛋白的
10、复合物糖蛋白（glucoprotein）、蛋白聚糖（proteoglycan） 糖与脂质的复合物糖脂（glycolipid）、脂多糖（lipopolysaccharide）,4.6.1 糖蛋白和蛋白聚糖,糖蛋白是蛋白质与寡糖链形成的复合物，糖成分的含量在1%80%之间变动。 蛋白聚糖是蛋白质与糖胺聚糖形成的复合物，糖成分的含量一般较高，可高达95%。（1）D-木糖与丝氨酸的-OH形成的O-糖苷键 （2）GalNAC与苏氨酸或丝氨酸的-OH形成的O-糖苷键 （3）Glc NAC与天冬酰胺的-NH2形成的N-糖苷键,糖苷键相连:（1）O-糖苷键 （2）N-糖苷键,生理功能 （1）构成细胞间基质，影响细胞与细胞的粘附、迁移、增殖与分化 （2）保持结缔组织水份调节阳离子在组织中的分布润滑、保护作用,促进创伤愈合 （3）肝素的抗凝作用 （4）生物活性物质的贮存和释放 （5）维持软骨的机械性能，角膜的透明等,4.6.2 糖脂和脂多糖,糖脂是脂质与糖半缩醛羟基结合的一类复合物脑苷脂（cerebroside）、神经节苷脂（ganglioside） 脂多糖主要是革兰氏阴性细菌细胞壁所具有的复合多糖，种类繁多。由外到内为专一性低聚糖链、中心多糖链和脂质三部分。,
