第三章糖的结构与功能
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糖类的结构与功能
第三章 糖类的结构与功能
前言
❖ 常用单词、前缀和后缀 ❖ 学术定义 ❖ 通式 ❖ 糖的分类 ❖ 糖的生物功能
常用单词、前缀和后缀
❖ 单词 sugar, carbohydrate, saccharides（糖类）…
❖ 前缀 Glycobiology, Glycoconjugate, Glycoprotein, Glycolipid…
最简单的醛糖是甘油醛 (Glyceraldehyde) 最简单的酮糖是二羟丙酮 (Dihydroxyacetone)
❖ 含有不同碳原子数的单糖都有其醛糖和酮糖 形式。
以D－葡萄糖和D－果糖代表，它们的结构可 表示如下
❖ 上述结构式可以简化，用“ ┤”表示碳链及不 对称碳原子上羟基的位置，“△”表示醛基（－ CHO），“－”表示羟基（－OH），“ O ”表 示一级醇基（－CH2OH），则葡萄糖和果糖的 链状简化式为：
❖ D、L是指构型，“＋”、“－”指旋光方向。
（二）单糖的 D－ 及 L－ 构型
➢ 构型是指一个分子中各原子特有的固定的空间排列，即特定 的立体化学形式。如果某物质从一种构型转变为另一种构型 时，会涉及到共价键的断裂和重新形成。
➢ 单糖有D－及L－两种异构体。凡在理论上可由 D－型甘油醛 衍生出来的单糖皆为 D－型糖；由L－型甘油醛衍生出来的 单糖皆为 L －型糖。这两类化合物彼此类似，但并不等同， 它们互为镜像，不能重叠，又称对映体。
D-葡萄糖的氧化产物
Fehling反应（利用糖的还原性，即氧 化反应）
单糖开链中的自由羰基可以还原Cu2+ 为Cu+，后者 可形成砖红色的氧化亚铜沉淀。
这种颜色反应是Fehling反应的基础，可用于对还 原糖的定量或定性鉴定，也用于测定血糖和糖尿病 患者的尿糖。
前言
❖ 常用单词、前缀和后缀 ❖ 学术定义 ❖ 通式 ❖ 糖的分类 ❖ 糖的生物功能
常用单词、前缀和后缀
❖ 单词 sugar, carbohydrate, saccharides（糖类）…
❖ 前缀 Glycobiology, Glycoconjugate, Glycoprotein, Glycolipid…
最简单的醛糖是甘油醛 (Glyceraldehyde) 最简单的酮糖是二羟丙酮 (Dihydroxyacetone)
❖ 含有不同碳原子数的单糖都有其醛糖和酮糖 形式。
以D－葡萄糖和D－果糖代表，它们的结构可 表示如下
❖ 上述结构式可以简化，用“ ┤”表示碳链及不 对称碳原子上羟基的位置，“△”表示醛基（－ CHO），“－”表示羟基（－OH），“ O ”表 示一级醇基（－CH2OH），则葡萄糖和果糖的 链状简化式为：
❖ D、L是指构型，“＋”、“－”指旋光方向。
（二）单糖的 D－ 及 L－ 构型
➢ 构型是指一个分子中各原子特有的固定的空间排列，即特定 的立体化学形式。如果某物质从一种构型转变为另一种构型 时，会涉及到共价键的断裂和重新形成。
➢ 单糖有D－及L－两种异构体。凡在理论上可由 D－型甘油醛 衍生出来的单糖皆为 D－型糖；由L－型甘油醛衍生出来的 单糖皆为 L －型糖。这两类化合物彼此类似，但并不等同， 它们互为镜像，不能重叠，又称对映体。
D-葡萄糖的氧化产物
Fehling反应（利用糖的还原性，即氧 化反应）
单糖开链中的自由羰基可以还原Cu2+ 为Cu+，后者 可形成砖红色的氧化亚铜沉淀。
这种颜色反应是Fehling反应的基础，可用于对还 原糖的定量或定性鉴定，也用于测定血糖和糖尿病 患者的尿糖。
第三章 糖和苷讲解
对于甲基五碳、六碳吡喃型糖： C5-R在面下时为L-型糖，在
面上为D型糖。
CHO
5
O
CHO
C H2O H
5O
CH3
CH3
L-鼠李糖
（L-rhamaose,Rha）
C H2O H
D-葡萄糖 （D-glucose,Glc)
第一节 糖类
一、糖的结构类型
(一)单糖
单糖的绝对构型：D，L
２．Haworth式
(8)糖醇:单糖分子的羰基 还原成羟基后所得的多 元醇称为糖醇。
第一节 糖类
一、糖的结构类型
(二)低聚糖类
由2～9个单糖分子聚合而成的直链或支链聚糖称为低聚糖。 按含有的单糖的个数可分为二糖、三糖、四糖等。常见的二 糖有蔗糖、槐糖、麦芽糖、龙胆二糖、芸香糖等。
第一节 糖类
一、糖的结构类型
(二)低聚糖类
第二节 苷类
一、苷类的结构和分类
(一)氧苷(O-苷)
这种苷的苷键既有缩醛的性质又有酯的
4的.酯苷苷，称通为过酯苷苷元或羧酰基苷与。糖性霉生或质菌酰糖，活基的易性重衍被的排生稀山反物酸慈应的和菇，端稀苷苷基碱元A，羟水由放基解C置1脱。-O日水如H久而具转易成有至发抗
山慈菇苷A
C6-OH而失去抗霉菌活性;水解后苷元 立刻环合成山慈菇内酯。
4、根据苷键原子的不同：分为氧苷（O－苷）、氮苷（N－ 苷）、硫苷（S－苷）、碳苷（C－苷）等。在天然界中最 常见的为O－苷。
5、根据苷元连接糖基的位置数： 1个位置成苷—单糖链苷 2个位置成苷—双糖链苷
第二节 苷类
一、苷类的结构和分类
(一)氧苷(O-苷) 根据苷元上成苷官能团的不同，又可将氧苷分为醇苷、酚
糖类的结构与功能
糖类的结构与功能糖类是一类重要的有机化合物，广泛存在于自然界中，包括植物、动物和微生物体内。
糖类不仅是生物体的重要能量来源，还具有多种生物学功能。
本文将介绍糖类的结构和功能，并探讨其在生物体内的作用。
一、糖类的结构糖类是由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物，其基本结构为多羟基醛或酮。
根据糖类分子中含有的单糖单位数目，可以将糖类分为单糖、双糖、寡糖和多糖四类。
1. 单糖：单糖是由一个糖基单位组成的糖类，常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖等。
单糖可以分为醛糖和酮糖两类，根据其分子中含有的羟基数目，又可分为三糖、四糖等。
2. 双糖：双糖是由两个单糖分子通过糖苷键连接而成的糖类，常见的双糖有蔗糖、乳糖、麦芽糖等。
双糖的结构可以通过水解反应分解为两个单糖分子。
3. 寡糖：寡糖是由3-10个单糖分子通过糖苷键连接而成的糖类，常见的寡糖有低聚果糖、低聚半乳糖等。
寡糖的结构可以通过水解反应分解为多个单糖分子。
4. 多糖：多糖是由大量单糖分子通过糖苷键连接而成的糖类，常见的多糖有淀粉、纤维素、壳聚糖等。
多糖的结构复杂多样，可以分为直链多糖和支链多糖。
二、糖类的功能糖类在生物体内具有多种重要功能，主要包括能量供应、结构支持和信号传递等。
1. 能量供应：糖类是生物体的重要能量来源，通过代谢过程将糖类分解为能量分子ATP，供给细胞进行各种生物学活动。
葡萄糖是最常见的能量供应糖类，它在细胞内经过糖酵解和细胞呼吸等过程，最终转化为ATP。
2. 结构支持：糖类在生物体内起到结构支持的作用。
例如，纤维素是植物细胞壁的主要组成部分，赋予植物细胞机械强度和形态稳定性。
软骨和骨骼中的葡萄糖胺聚糖是维持骨骼结构的重要成分。
3. 信号传递：糖类在细胞间的信号传递中起到重要作用。
例如，细胞表面的糖类结构可以作为细胞识别和黏附的标志物，参与细胞间的相互作用和信号传递。
血型抗原就是一种由糖类构成的标志物，不同血型的人体内的糖类结构不同。
4. 免疫调节：糖类在免疫调节中发挥重要作用。
《糖类的结构与功能》课件
1 糖的能量代谢作用
了解糖类在细胞内的能量 代谢过程，包括糖酵解和 细胞呼吸。
2 糖的结构作用
探究糖类在细胞和组织结 构中的作用，如聚糖的支 持和细胞膜的糖基化。
3 糖的信号作用
了解糖类在细胞信号传导 中的作用，如糖基化蛋白 的调控和细胞凋亡的调节。
糖相关疾病
糖尿病的发病机制和防治
研究糖尿病的发病机制，包括胰岛素的功能失调和 胰岛素抵抗，以及预防和治疗该疾病的方法。
《糖类的结构与功能》 PPT课件
糖类是生命体内重要的有机物质，了解糖类的结构和功能对于我们理解生命 的基本过程至关重要。
糖类的基本概念
糖的定义和分类
探索不同类型的糖，包括单 糖、二糖和多糖，以及它们 在自然界中的分布和特点。
糖的化学结构及特点
了解糖分子的化学结构和特 性，包括立体结构、键合方 式和物理性质。
其他和糖相关的疾病
了解其他与糖相关的疾病，如肥胖症、心血管疾病 和代谢综合征。
总结
糖类在人体中的重要 作用
总结糖类在能量代谢、结构支 持和信号传导等方面对人体的 重要作用。
糖类的特点和应用价 值
探讨糖类的独特特点和在食品、 医药和能源等领域的应用价值。
糖类研究的前景展望
展望糖类研究在未来的发展方 向和潜在的科学突破。
糖类的作用
探究糖类在生物体内的作用， 包括能量代谢、结构支持和 信号传导。
单糖的结构和性质
单糖的结构和分子式
探索不同单糖的化学结构和分子式，以及它们在生 物体内的功能。
单糖的手性性质
了解单糖分子的手性性质，以及这对它们在生物体 内起到的重要作用。
单糖的环化反应
探究单糖分子如何通过环化反应形成环状结构，并 了解这对它们的生物活性的影响。
第三章糖的结构与功能
D(-)-洛格酮糖
(psicose,allulose)
(fructose)
(sorbose)
(tagalose)
2）环状结构
环状结构提出的依据：
变旋现象（许多糖，新配制的溶液会发生旋光度 的改变的现象）
证明了链式结构后，发现葡萄糖的某些理化性质 与醛不同，实验证明仅能生成半缩醛。
过长氧桥不合理，W.N.Haworth 提出透视 式表达糖的环式结构（Haworth式结构）。
使用最多的是Fisher投影式
•左旋异构体(levorotary,L)，或L型异构体。
•右旋异构体(dextrorotary)，或D型异构体。
D系醛糖的 立体结构
D(+)-甘油醛 (allose)
D(-)-赤鲜糖 (erythrose)
D(-)-苏糖 (threose)
D(-)-核糖 (ribose)
d系醛糖的立体结构d阿洛糖d阿桌糖allosed葡萄糖d甘露糖glucosed古洛糖gulosed艾杜糖idosed半乳糖galactosed塔罗糖talosealtrosemannosed赤鲜糖erythrosed苏糖threosed甘油醛allosed核糖ribosed阿拉伯糖arabinosed木糖xylosed米苏糖lysosed系酮糖的立体结构d赤藓酮糖erythrulosed核酮糖ribulosed核酮糖xylulosed阿洛酮糖psicoseallulosed果糖fructosed山梨糖sorbosed洛格酮糖tagalose二羟丙酮dihytroasetone2环状结构吡喃型p呋喃型f糖的构型dl构型最远手性碳与甘油醛比较rs构型手性碳取代基优先性旋转糖的立体结构表示fischer投影式链状haworth式环状吡喃型呋喃型透视式注意
生物化学课件：糖类的结构与功能
1.貯藏和結構支持物質。 2.抗原性（莢膜多糖）。 3.抗凝血作用（肝素）。 4.為細胞間粘合劑（透明質酸）。 5.攜帶生物資訊（糖鏈）。
六、多糖代表物
（一）澱粉與糖原 天然澱粉由直鏈澱粉（以α-(1,4)糖苷鍵連接）與支鏈澱粉 （分支點為α-(1,6)糖苷鍵）組成。 澱粉與碘的呈色反應與澱粉糖苷鏈的長度有關： 鏈長小於6個葡萄糖基，不能呈色。 鏈長為20個葡萄糖基，呈紅色。 鏈長大於60個葡萄糖基，呈藍色。 糖原又稱動物澱粉，與支鏈澱粉相似，與碘反應呈紅紫色。
核心蛋白
低聚糖
N-乙醯-D-葡萄糖胺 N-乙醯胞壁酸基
五肽橫鏈
（二）纖維素與半纖維素
纖維素是自然界最豐富的有機化合物，是一種線性的由D-吡 喃葡萄糖基借β-(1,4)糖苷鍵連接的沒有分支的同多糖。微晶 束相當牢固。
半纖維素是指除纖維素以外的全部糖類（果膠質與澱粉除外）。
（三）殼多糖（幾丁質）
由N-乙醯-D-氨基葡萄糖以β-(1,4)糖苷鍵縮合成的同多糖。比 較堅硬，為甲殼動物等的機構材料。
糖類的生物學意義：1.是一切生物體維持生命活動所需能 量的主要來源；2.是生物體合成其他化合物的基本原料； 2.充當結構性物質；4.糖鏈是高密度的資訊載體，是參與 神經活動的基本物質；5.糖類是細胞膜上受體分子的重要 組成成分，是細胞識別和資訊傳遞等功能的參與者。
糖的分類：
單糖 ：不能水解的最簡單糖類，是多羥基的 醛或酮的衍生物（醛糖或酮糖）
糖類的結構與功能
糖類的概念和分類 單糖的構型、結構、構象 自然界存在的重要單糖及其衍生物 寡糖 多糖 多糖代表物 糖複合物
一、糖類的結構與功能
最初，糖類化合物用Cn(H2O)m表示，統稱碳水化合物。 鼠李糖及岩藻糖（C6H12O5)、去氧核糖（C5H10O4)
六、多糖代表物
（一）澱粉與糖原 天然澱粉由直鏈澱粉（以α-(1,4)糖苷鍵連接）與支鏈澱粉 （分支點為α-(1,6)糖苷鍵）組成。 澱粉與碘的呈色反應與澱粉糖苷鏈的長度有關： 鏈長小於6個葡萄糖基，不能呈色。 鏈長為20個葡萄糖基，呈紅色。 鏈長大於60個葡萄糖基，呈藍色。 糖原又稱動物澱粉，與支鏈澱粉相似，與碘反應呈紅紫色。
核心蛋白
低聚糖
N-乙醯-D-葡萄糖胺 N-乙醯胞壁酸基
五肽橫鏈
（二）纖維素與半纖維素
纖維素是自然界最豐富的有機化合物，是一種線性的由D-吡 喃葡萄糖基借β-(1,4)糖苷鍵連接的沒有分支的同多糖。微晶 束相當牢固。
半纖維素是指除纖維素以外的全部糖類（果膠質與澱粉除外）。
（三）殼多糖（幾丁質）
由N-乙醯-D-氨基葡萄糖以β-(1,4)糖苷鍵縮合成的同多糖。比 較堅硬，為甲殼動物等的機構材料。
糖類的生物學意義：1.是一切生物體維持生命活動所需能 量的主要來源；2.是生物體合成其他化合物的基本原料； 2.充當結構性物質；4.糖鏈是高密度的資訊載體，是參與 神經活動的基本物質；5.糖類是細胞膜上受體分子的重要 組成成分，是細胞識別和資訊傳遞等功能的參與者。
糖的分類：
單糖 ：不能水解的最簡單糖類，是多羥基的 醛或酮的衍生物（醛糖或酮糖）
糖類的結構與功能
糖類的概念和分類 單糖的構型、結構、構象 自然界存在的重要單糖及其衍生物 寡糖 多糖 多糖代表物 糖複合物
一、糖類的結構與功能
最初，糖類化合物用Cn(H2O)m表示，統稱碳水化合物。 鼠李糖及岩藻糖（C6H12O5)、去氧核糖（C5H10O4)
糖复合物的结构与功能
定义
糖链的N-乙酰葡糖胺与多肽链的天冬酰 胺的酰胺氮连接，形成N-糖苷键，此种糖 链为N-连接糖链，也称N-连接聚糖。
连接点的结构
GlcNAcβ-N-Asn
糖基化位点
N-连接聚糖中Asn-X-Ser／Thr三个氨基 酸残基序列子(其中X是除脯氨酸外的任一 氨基酸)称为糖基化位点。
结构
高甘露糖型 复杂型 杂合型 Man Man
第二节 糖蛋白的结构与功能
定义 糖蛋白由糖与蛋白质通过共价键连接形成。 特点 蛋白质含量较多，糖所占比例变动大，表 现为蛋白质的特性。
分布 细胞膜、细胞浆、溶酶体及细胞外液
一、糖蛋白的分类与结构
GlcNAc Asn
N-连接 ：
GalNAc Ser
连接方式 O-连接：
GPl-连接：
（一）N-连接糖蛋白
都有一个五糖核心结构
Man
GlcNAc
GlcNAc
Asn
核心结构
高甘露糖型
复杂型
杂合型
N-连接糖链结构
（二）O-连接糖蛋白 定义 糖链的N-乙酰半乳糖胺与多肽链的丝氨酸 或苏氨酸的羟基连接，形成O-糖苷键，糖链 为O-连接糖链，也称O-连接聚糖。 连接点的结构 GalNAcα-O-Ser／Thr
第一节
聚糖的结构
一、聚糖的分子结构 （一） 单糖的种类及结构 单糖的种类 葡萄糖(Glc) 甘露糖(Man) 岩藻糖(Fuc) 木糖(Xyl)
半乳糖(Gal) N-乙酰葡糖胺(GlcNAc) N-乙酰半乳糖胺(GalNAc) 唾液酸(SA)
单糖结构
-D-葡萄糖 （Glc，▢）
-D-半乳糖 (Gal，●)
（* 由3个不同的氨基酸、核苷酸和已糖分别通过肽键、磷酸二酯键所组成的寡聚体数目）
糖链的N-乙酰葡糖胺与多肽链的天冬酰 胺的酰胺氮连接，形成N-糖苷键，此种糖 链为N-连接糖链，也称N-连接聚糖。
连接点的结构
GlcNAcβ-N-Asn
糖基化位点
N-连接聚糖中Asn-X-Ser／Thr三个氨基 酸残基序列子(其中X是除脯氨酸外的任一 氨基酸)称为糖基化位点。
结构
高甘露糖型 复杂型 杂合型 Man Man
第二节 糖蛋白的结构与功能
定义 糖蛋白由糖与蛋白质通过共价键连接形成。 特点 蛋白质含量较多，糖所占比例变动大，表 现为蛋白质的特性。
分布 细胞膜、细胞浆、溶酶体及细胞外液
一、糖蛋白的分类与结构
GlcNAc Asn
N-连接 ：
GalNAc Ser
连接方式 O-连接：
GPl-连接：
（一）N-连接糖蛋白
都有一个五糖核心结构
Man
GlcNAc
GlcNAc
Asn
核心结构
高甘露糖型
复杂型
杂合型
N-连接糖链结构
（二）O-连接糖蛋白 定义 糖链的N-乙酰半乳糖胺与多肽链的丝氨酸 或苏氨酸的羟基连接，形成O-糖苷键，糖链 为O-连接糖链，也称O-连接聚糖。 连接点的结构 GalNAcα-O-Ser／Thr
第一节
聚糖的结构
一、聚糖的分子结构 （一） 单糖的种类及结构 单糖的种类 葡萄糖(Glc) 甘露糖(Man) 岩藻糖(Fuc) 木糖(Xyl)
半乳糖(Gal) N-乙酰葡糖胺(GlcNAc) N-乙酰半乳糖胺(GalNAc) 唾液酸(SA)
单糖结构
-D-葡萄糖 （Glc，▢）
-D-半乳糖 (Gal，●)
（* 由3个不同的氨基酸、核苷酸和已糖分别通过肽键、磷酸二酯键所组成的寡聚体数目）
【生化与分子生物学】糖的结构与功能
D、L-型的确定：
①链式结构： 最高编号的手性C原子上的-OH在右边，为D型； 在左边为L型。 ②环状结构：氧环上的碳原子按顺时针方向排列 时，羟甲基在平面之上为D型；在平面之下为L型。
手性碳原子：连接的四个基团各不相同。
原子或功能基团
镜
-与-构型的确定:D型 中,半缩醛羟基在平面之 下的为-型,平面之上的 为-型.
2、低聚糖（寡糖）： 由2~6个单糖分子失水缩合而成的糖。
以双糖存在最为广泛，如蔗糖、麦芽糖和乳糖等。水解 后生成单糖。 3、多糖： 能水解成多个单糖分子的糖。如纤维素、淀粉等。
第一节 单 糖
一、单糖的结构 １.链式结构 （1）醛糖： 分子中含有醛基的单糖。
醛糖
（2）酮糖：分子中含有酮基的单糖。
•
• （2）乳糖：乳糖由半乳糖和葡萄糖通过β-1，4糖苷键结合而成， 是哺乳动物乳汁的主要糖分。乳糖为白色结晶，在水中的溶解度 较小，相对甜度为蔗糖的39 %。
•
2、非还原性双糖:由两个单糖分子各提供半缩醛羟基，脱水缩合而成。 无游离的半缩醛羟基，因此既无变旋现象，又无还原性。 （1）蔗糖：蔗糖由一分子葡萄糖 和一分子果糖通过α-1，2糖苷键 结合而成。是食物中存在的主要 低聚糖，食品加工中最常用的 甜味剂。
其衍生物。糠醛及其衍生物能与a-奈酚反应显紫色；间苯二酚与 盐酸遇酮糖呈红色，遇醛糖呈很浅的颜色。常用于糖的定性和定 量分析。 • 6．氨基化作用 • 单糖分子中的羟基可被氨基取代，产生氨基糖，称为糖胺。
三、工业上重要的单糖
• 1.戊糖 • （1）核糖 • 自然界中存在的核糖有D-核糖、D-2-脱氧核糖。 • 它们是细胞中遗传信息的载体——核酸的组成成分。
在酸或蔗糖酶作用下可 水解，产生等量的葡萄糖和果糖 的混合物，称此混合物为转化糖。
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反应名称 Molisch 反应 Seliwanoff 反应 Tollen 试验 Bial 试验
试剂
显色情况
用途
————————————————————————————————
蒽酮反应
-萘酚 紫红色 糖类的定性鉴定 间苯二酚 红色 鉴别酮糖 间苯三酚 樱桃红 鉴别戊糖 甲基间苯二酚 绿色溶液或 鉴别戊糖 （地衣酚） 绿色沉淀 测定RNA的含量 蒽酮 蓝绿色复合物 总糖量的测定
性质：① 无变旋现象
② 无还原性
③ 不能成脎
3、乳糖
结构： 两种异构体。 -D-半乳糖 (1-4)糖苷键 (或)D-葡萄糖
-Lactose -lactose
性质：① 有变旋现象 ② 具有还原性 ③ 能成脎
乳糖——半乳糖+葡萄糖
4、纤维二糖(cellobiose) 结构：两分子-D-葡萄糖 -(1，4)糖苷键
• (一)单糖的结构 1. 单糖的构型 2. 单糖的结构 1）单糖的链状结构 2）单糖的环状结构 3. 单糖的构象 • (二 )单糖的性质 • (三 )单糖分类及重要的单糖和衍生物
（一）单糖的结构
1、D/L构型：
根据离羰基最远的不对称C原子的-OH位置判断：
-OH 在左：L； -OH 在右：D 天然单糖大多数是 D-型糖。
D(-)-洛格酮糖
(psicose,allulose)
(fructose)
(sorbose)
(tagalose)
2）环状结构
环状结构提出的依据：
变旋现象（许多糖，新配制的溶液会发生旋光度 的改变的现象）
证明了链式结构后，发现葡萄糖的某些理化性质 与醛不同，实验证明仅能生成半缩醛。
过长氧桥不合理，W.N.Haworth 提出透视 式表达糖的环式结构（Haworth式结构）。
糖
合成 代谢
糖－碳来源
七十年代以后——糖类化合物 研究的新局面：
通过对糖类的研究发现了许多新
的生物合成反应与酶调节机理
认识许多基本的生命过程：如细胞环境、细胞识 别、细胞生长与分化、免疫、先天缺陷遗传病、 药物的作用等等 生物信息的携带者——糖类化合物（多糖、寡糖） 是第三（核酸、蛋白质）大重要的生物高分子化 合物
D-木酮糖
两种重要戊糖
D-核糖
D-脱氧核糖
重要的庚糖
甘露糖 部分
甘油 部分
D-景天庚酮糖
D-甘露庚酮糖
L -甘油- D-甘露庚糖
2、重要的单糖衍生物
1）、糖醇：由单糖的羰基还原而得，较稳定，有 甜味。 一般为生物体内的代谢产物，也 有不少为工业原 料。如： 甘露醇：降压、药物、药物辅料。 山梨醇：氧化形成葡、果、山梨糖；合成VitC的 原料。 肌醇：对代谢有调节作用、属B族Vit、可从玉 米淀粉或微生物发酵制取。
使用最多的是Fisher投影式
•左旋异构体(levorotary,L)，或L型异构体。
•右旋异构体(dextrorotary)，或D型异构体。
D系醛糖的 立体结构
D(+)-甘油醛 (allose)
D(-)-赤鲜糖 (erythrose)
D(-)-苏糖 (threose)
D(-)-核糖 (ribose)
2、化学性质
单糖是多羟基的醛或者酮，以上三种基团均能参加反 应 （典型的有机化学反应） 1）变旋 溶液中，链状结构和环状结构(、)相互转变， 最后达到动态平衡——变旋
单糖是多羟基的醛或者酮，以上三种基团均 能参加反应
（典型的有机化学反应）
a. 由醛﹑酮基产生的性质
(1) 单糖的异构化作用 (2) 单糖的氧化(即单糖的还原性) (3) 单糖的还原 (4) 单糖的成脎作用
呋喃型 ( f)
注意：糖的构型（D、L）与旋光方向 （+、-）并无直接联系。
DL构型（最远手性碳与甘油醛比较）
糖的构型
RS构型（手性碳取代基优先性旋转） 透视式 糖的立体结构表示 Fischer投影式（链状） 呋喃型 Haworth式（环状） 吡喃型
3、构象
X-衍射表明，糖分子中的C-C键不在 一个平面上，有椅式和船式两种。 X-衍射、红外光谱、旋光性数据表明 环己烷及其衍生物主要以椅式构象存 在。
-D-吡喃葡萄糖 成环 转折 旋转
成环 -D-吡喃葡萄糖
D-葡萄糖由Fischer式改写为Haworth式的步骤
单糖由链状结构变为环状结构后，羰基碳原子成 为新的手性中心，导致C1差向异构化产 生两个非对映异构体（即异头物） α葡萄糖与β葡萄糖
-OH在下： α-；
-OH在上：β-
吡喃型 （p）
b. 由羟基(半缩醛羟基和醇性羟基)产生的性质
(5) 成酯成醚作用 (6) 成苷作用 (7) 脱水作用 (8) 糖的高碘酸氧化：多糖结构的测定（计算分支数目） 氧化断裂邻二羟基、 -羟基醛等的碳-碳键
2、 （异构化） 弱碱作用
3. 单糖的氧化
单糖的氧化产物：
————————————————————————————————— 氧化剂 醛糖 酮糖
D(-)-阿拉伯糖 (arabinose)
D(+)-木糖 (xylose)
D(-)-米苏糖 (lysose)
D(+)-阿洛糖 D(+)-阿桌糖 (allose) (altrose)
D(+)-葡萄糖 D(+)-甘露糖 (glucose) (mannose)
D(+)-古洛糖 (gulose)
D(-)-艾杜糖 (idose)
—————————————————————————————————————————
弱氧化剂 费林（斐林，Fehling）试剂，Benedict 试剂 溴水 较强的氧化剂（硝酸） 两个酸（强氧化剂） 有些情况下
醛糖酸 醛糖酸 糖二酸
醛糖酸 － 羰基处断裂成
糖醛酸
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8、单糖脱水（无机酸的作用）
与强酸共热生成糠醛：
戊糖 +浓HCl 己糖
糠醛 羟甲基糠醛
不同的糠醛或羟甲基糠醛与 多元酚产生特有的颜色反应
α-萘酚 糠醛 紫红 羟甲基糠醛 紫红 间苯二酚 酮糖 红 醛糖 浅红 用于鉴定。
一些特征反应
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CHO H OH CHO HO H CH2OH H CHO OH CH2OH HO H H H OH OH CH2OH HO H H CHO O H OH OH CH2OH
L－(－)甘油醛 D－(+)甘油醛
D－(+)葡萄糖
L－(－)果糖
2、结构
1）链状结构：
构型的表示方法（ 以葡萄糖为例）：
H HO H H CHO OH H OH OH CH2OH CHO OH HO OH OH CH2OH CHO
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9. 糖的高碘酸氧化
氧化断裂糖中邻二羟基或α-羟基醛的C-C键。
可用于判断糖苷是呋喃型还是吡喃型以及测定 多糖的聚合度、分支点数目。
R
R
R
R
（三）单糖分类及重要的 单糖和衍生物
1、单糖的分类及重要的单糖
• 根据碳原子数多少 丙糖, 丁糖, 戊糖, 己糖, 庚糖，辛糖 • 根据是否含有醛基或酮基 1）醛糖：有醛基的糖； 2）酮糖：有酮基的糖；
第三章 糖类的结构与 功能
第一节 糖类的概述 第二节 单糖 第三节 寡糖 第四节 多糖 第五节 糖复合物
第一节 糖类概述
（一）糖的分布与来源
所有生命机体中，其中： • 植物：含糖量占其干 重的85-90%； • 动物：含糖量不超过 其干重的2% • 微生物：含糖量占其菌体干重的10-30% • 来源：光合作用
2）糖酸：由单糖氧化而得
依据氧化剂氧化能力大小分为三类： 1）糖酸（醛基被氧化）：常以内酯形式存在。 葡萄糖酸内酯，葡萄糖酸（钙），抗坏血酸，
2）糖二酸（醛基+伯醇基被氧化） 3）糖醛酸（伯醇基被氧化成-COOH）:葡萄糖 醛酸 葡萄糖醛酸：肝脏解毒剂； 半乳糖醛酸：存在果胶中。
3）糖胺（氨基糖）：
重要的己糖
-D-吡喃葡萄糖
-D-吡喃半乳糖
- L -吡喃半乳糖
-D-吡喃甘露糖
-D-呋喃果糖
-L-吡喃山梨糖
四种重要的己糖
葡萄糖
甘露糖
半乳糖
果糖
重要的戊糖
-D-呋喃核糖
2-脱氧-D-呋喃核糖
-D-吡喃木糖
-D-芹菜糖
-L-呋喃阿拉伯糖
-D-呋喃阿拉伯糖
D-核酮糖
定义：
多羟基的醛类或酮类化合物，及其衍生
物和缩聚物
醛糖 酮糖
丙糖 (甘油醛和二羟丙酮)
丁糖
戊糖
己糖
（四）分类
单糖
寡糖
糖类
复合糖
多糖
杂多糖
同多糖
• 单糖：凡不能被水解为更小分子的糖称~。 如： 核糖、葡萄糖。 • 寡糖：凡能被水解成少数（2—20个）单 糖分子的糖称~。 如：蔗糖 = 葡萄糖+果糖 • 多糖：凡能被水解成多个单糖分子的糖称~。 如：淀粉 n葡萄糖，包括同多糖和 杂多糖。 • 复合糖：指与非糖物质结合的糖，又称糖复合 物。如：糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等。
箭毒苷
苦杏仁苷
第三节 寡糖（oligosaccharide） ：2-20个单糖缩合 的聚合物 分布：自然界存在的主要是双糖、三糖
一)重要的双糖 1、麦芽糖（maltose)：二分子α-D-葡萄糖， α-1，4-糖苷键
性质： ① 变旋现象 ② 具有还原性 ③ 能成脎