生物化学之多糖
生物化学第7章 糖类和糖生物学
• 糖类物质根据它们的聚合度分类如下： • • • • • • 单糖 （monosaccharide） 寡糖 （oligosaccharide） 多糖 （polysaccharide） 同多糖（homopolysaccharide） 杂多糖（heteropolysaccharide） 结合糖(复合糖，糖缀合物，glycoconjugate)
• α-淀粉酶是一种内切葡糖苷酶，随机作用于 淀粉内部的 α-1,4-糖苷键，产物主要是葡萄 糖。 • β -淀粉酶是一种外切葡糖苷酶，专门从淀粉 的非还原端开始断裂 α-1,4-糖苷键，逐个除 去二糖单位，产物是β –麦芽糖。 β -淀粉酶 α-淀粉酶
• B、糖原 是在动物与细菌中发现的贮存多 糖。与支链淀粉类似，也是带有分支的葡萄糖 残基聚合物，只是分支程度更高，分支更短， 每隔8-12个葡萄糖残基便有一个分支。
二糖结构与性质对比
蔗糖 组成 糖苷键 乳糖 麦芽糖 纤维二糖 2Glc β-(1-4)
1Glc1Fru 1Gla1Glc 2Glc α,β(1-2) β-(1-4) α-(1-4)
变旋
还原性
-
+
+
+
+
+
+
区分寡糖的结构特点
• • • • 参与组成的单序
乌本苷
• E、氨基糖 是分子中一个羟基被氨基取代 的单糖，自然界中最常见的是C2上的羟基被取 代的2-脱氧氨基糖。氨基糖及其衍生物是许多 天然寡糖和多糖的重要组成成分。
D-葡糖氨
D-半乳糖氨
四、寡糖
• 二糖是最简单的寡糖，是由2分子单糖通过糖 苷键缩合而成。一个糖苷键是由一个糖分子的 异头碳与一个醇、一个胺或一个巯基缩合形成 的缩醛键。含有糖苷键的化合物称为糖苷。常 见的二糖有蔗糖、乳糖、麦芽糖、纤维二糖等。
生物化学课件 第1章 糖类化合物11
糖的命名与分类
1. 单糖：根据碳原子的数目，可将单糖分为丙糖、丁糖、
戊糖、己糖和庚糖等。
(1)、丙糖：丙糖主要是甘油醛和二羟丙酮，它们的
3-磷酸酯是糖代谢中最重要的中间体。 (2)、丁糖：主要是D-赤藓糖及D-赤藓酮糖。
P22
(3)、戊糖：主要是D-木糖和D-核糖及L-阿拉伯糖
(4)、已糖：自然界重要的已醛糖有D-葡萄糖、D-半乳
糖、D-甘露糖。重要的已酮糖有D-果糖和L-山梨糖
(5)、庚糖和辛糖：D-景天庚酮糖
糖的分类（2）
2、寡糖 (oligose)：
oligo来自希腊文，意为少。可以被水解的，产生少数的 几个单糖的聚合物，一般含有2-10个单糖分子，单糖之间以 糖苷键连接。最常见的是双糖,
如: 麦芽糖(maltose),乳糖(lactose),蔗糖(sucrose)。大部 分单糖和寡糖都是结晶状化合物，溶于水，并有甜味。
3、多糖 (polysaccharide)：
多糖也是单糖的聚合物，有很长的链，其结构为线型或分 支型。按照它们的结构可分为两大类
糖的分类（3）
a、均一多糖（同多糖）：一种单糖聚合而成。 如 淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质
b、非均一多糖（杂多糖）：两种单糖或两种以上的单糖。 如透明质酸，半纤维素等。
Cyclization reactions for hexoses
D-葡萄糖在水溶 液中主要以吡喃糖 存在，呋喃糖次之。
D-果糖在水溶 液中主要以呋喃糖 存在，吡喃糖次之。
复习思考题：
• 1、葡萄糖有链状和环状结构是根据什么事实提出的？ • 2、在糖的化学中D、L、α、β、（＋）、（－）
各表示什么？
环状半缩醛的形成
《生物化学》常用名词解释(五)
《生物化学》常用名词解释（五）1.硫胺素焦磷酸（thiaminepyrophosphate）：是维生素B1的辅酶形式，参与转醛基反应。
2.磷酸吡哆醛（pyidoxalphosphate）：是维生素B6（吡哆醇）的衍生物，是转氨酶、脱羧酶和消旋酶的辅酶。
3.生物素（biotin）：参与脱羧反应的一种酶的辅助因子。
4.辅酶A（coenzymeA）：一种含有泛酸的辅酶，在某些酶促反应中作为酰基的载体。
5.类胡萝卜素（carotenoids）:由异戊二烯组成的脂溶性光合色素。
6.转氨酶（transaminases）：也称之氨基转移酶（aminotransferases），在该酶的催化下一个α-氨基酸的氨基转可移给另一个α-酮酸。
7.醛糖（aldoses）：一类单糖，该单糖中氧化数最高的碳原子（指定为C-1）是个醛基。
8.酮糖（ketoses）：一类单糖，该单糖中氧化数最高的碳原子（指定为C-2）是个酮基。
9.异头物（anomers）:仅在氧化数最高的碳原子（异头碳）具有不同构型的糖分子的两种异构体。
10.异头碳（anomericcarbon）：一个环化单糖的氧化数最高的碳原子。
异头碳具有一个羰基的化学反应性。
11.变旋（mutarotation）:一个吡喃糖、呋喃糖或糖苷伴随着它们的α-和β-异构形式的平衡而发生的比旋度变化。
12.单糖（monosaccharide）：由三个或更多碳原子组成的具有经验公式（CH2O）n的简单糖。
13.糖苷(glycosides)：单糖半缩醛羟基与另一个分子（例如醇、糖、嘌呤或嘧啶）的羟基、胺基或巯基缩合形成的含糖衍生物。
14.糖苷键(glycosidicbond)：一个糖半缩醛羟基与另一个分子（例如醇、糖、嘌呤或嘧啶）的羟基、胺基或巯基之间缩合形成的缩醛或缩酮键，常见的糖苷键有O-糖苷键和N-糖苷键。
15.寡糖（oligoccharide）：由2个～20个单糖残基通过糖苷键连接形成的聚合物。
生物化学 第二章 糖类的化学
化铜的碱性溶液）。
单糖的立体结构 两种构象：船式结构、椅式结构
CH2OH HO HO O OH OH
HO HO
CH2OH HO HO
O
OH
β-D-葡萄糖
CH2OH O OH OH
α-D-葡萄糖
HO HO CH2OH O OH
OH
OH
α-D-半乳糖
α-D-阿洛糖
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椅式
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比旋光度(旋光率):
D
t
t D
cL
100
L为光程，即旋光管的长度，dm； c为浓度，即在100mL溶液中所含溶质的质量，g；
是在以钠光灯（称为D线，为589.6nm和589.0nm）为
t D
光源、温度为t的条件下实测的旋光度。
CH 2OH
CH 2OH
果糖
CH 2OH
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几个概念： 旋光异构、旋光异构体 对映异构体:若两个分子互为镜像关系， 称这两个分子为对映异构体。它们的旋 光活性正好相反，但旋光度相同。 外消旋体:等量的一对对映异构体混合， 旋光性恰好互相抵消，即得到没有旋光 活性的体系，此体系为外消旋体。
第二章 糖类的化学
第一节 概述
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一、糖的定义与元素组成
1、定义
糖类物质是一类多羟基醛或多羟基酮类化 合物或聚合物； 在生物体内，糖类物质主要以均一多糖、 杂多糖、糖蛋白和蛋白聚糖形式存在。
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生物化学 糖类
.
结构：
蔗糖分子是由葡萄糖残基和果糖残基通过两个异头 碳连接而成。糖苷键类型为α（1-2）糖苷键。
其正规全称为O-α-D-吡喃葡糖基-（1-2）-β-D-呋 喃果糖，可简写为：Glc（α1-β2）Fru
现象，不能还原Fehling试剂等。 • 糖苷对碱溶液稳定，但易被酸水解成原来的糖和配
基。
.
三、重要的单糖和单糖衍生物 P22
1．丙糖（三碳糖） D-甘油醛和二羟丙酮
所有的单糖都是由D-甘油醛和二羟丙酮派生而来。 二羟丙酮无光学活性，甘油醛是具有光学活性的最
简单的单糖，常被用作确定生物分子DL构型的标准 物。 它们的磷酸酯甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸是糖酵 解的重要中间物。
.
2．糖的分类
（1）根据分子中含醛基还是酮基可分为醛糖和酮糖 （2）根据分子中所含的碳原子数目（3-7）可分为丙
糖，丁糖，戊糖、己糖和庚糖，其中，丙糖(甘 油醛和二羟丙酮) 是最简单的糖类； （3）根据糖的结构单元数目多少分为单糖、寡糖和 多糖
.
单糖：不能被水解成更小分子的糖类； 寡糖：水解时产生2-6个单糖分子的糖类，如双糖、
物存在。 结构：由两分子葡萄糖通过α（1-4）糖苷键连接
而成。
其正规全称为，O-α-D-吡喃葡糖基-（1-4）-β-D吡喃葡糖，可简写为，Glcα（1-4）Glc。
.
性质：
麦芽糖分子中存在游离的半缩醛羟基，因此具有还 原性，有变旋现象。
食品工业中麦芽糖用作膨松剂，防止烘烤食物干瘪 ，以及用作冷冻食品的填充剂和稳定剂。
.
2．丁糖（四碳糖） D-赤藓糖是戊糖磷酸途径的重要中间物 D-赤藓酮糖是联系D系酮糖立体化学的重要一员。
多糖结构构象及生物活性概述
3·2 3·2·2部分酸水解
• 通过部分酸水解的方法将多糖水解成易于分 析的小片段。一般来说， 析的小片段。一般来说，吡喃型糖基比呋喃型糖 基稳定，己糖比戊糖稳定， 基稳定，己糖比戊糖稳定，1-6糖苷键对酸水解相 对稳定，主链的糖基比支链的糖基稳定。因此， 对稳定，主链的糖基比支链的糖基稳定。因此， 通过部分酸水解可以判断糖苷键的断裂次序， 通过部分酸水解可以判断糖苷键的断裂次序，推 断可能的糖苷键类型。 断可能的糖苷键类型。多糖可在温和条件下水解 或者在剧烈条件（高温、较高浓度酸）下水解。 或者在剧烈条件（高温、较高浓度酸）下水解。 在完全水解前，终止水解， 在完全水解前，终止水解，可得到不同的寡糖片 段和可能的多糖主链，然后综合采用单糖测定、 段和可能的多糖主链，然后综合采用单糖测定、 甲基化分析和核磁共振等方法可深入解析多糖结 构。
•
多糖结构的分析手段很多， 多糖结构的分析手段很多，不仅有仪器 分析法，如红外、核磁共振、质谱等， 分析法，如红外、核磁共振、质谱等，还有 化学方法，如部分酸水解、完全酸水解、 化学方法，如部分酸水解、完全酸水解、高 碘酸氧化、 降解、 碘酸氧化、Smith降解、甲基化反应等，以 降解 甲基化反应等， 及生物学方法，如特异性糖苷酶酶切、 及生物学方法，如特异性糖苷酶酶切、免疫 学方法等（见表1） 学方法等（见表 ）
表1 多糖的结构分析方法
3·1 3·1 相对分子质量的测定
• 多糖的相对分子质量可以用量均相对分子质 Mw）、数均相对分子质量（Mn）、 ）、数均相对分子质量 ）、重均相 量（Mw）、数均相对分子质量（Mn）、重均相 对分子质量（Mw）和粘均相对分子质量（Mv） 对分子质量（Mw）和粘均相对分子质量（Mv） 表示。 表示。 目前测定多糖相对分子质量的方法主要有渗 透压法、蒸汽压法、端基法、光散射法、黏度法、 透压法、蒸汽压法、端基法、光散射法、黏度法、 超过滤法、聚丙烯酰胺凝胶电泳法、 超过滤法、聚丙烯酰胺凝胶电泳法、凝胶过滤法 HPGPC（高效凝胶渗透色谱法） 和HPGPC（高效凝胶渗透色谱法）等。HPGPC 测定多糖相对分子质量具有快速、 测定多糖相对分子质量具有快速、高分辨率和重 现性好等优点，在国内外得到广泛使用。 现性好等优点，在国内外得到广泛使用。
生物化学1.糖类总结
糖类总结糖：基本概念、结构特征、生物功能、种类及资源性海洋多糖，研究方法；一．基本概念1.蛋白聚糖：一类特殊的糖蛋白，由一条或多条糖胺聚糖和一个核心蛋白共价连接而成。
：大量蛋白聚糖以连接蛋白连在透明质酸上形成的羽毛状或刷状结构。
3.糖胺聚糖：由含己糖醛酸（角质素除外）和己糖胺成分的重复二糖单位构成的不分枝长链聚合物。
4.糖蛋白：糖与蛋白质之间，以蛋白质为主，一定部位以共价键与若干糖分子相连构成的分子；总体性质更接近蛋白质，其上糖链不呈现双链重复序列。
5.多糖：由多个单糖分子缩合而成的化合物，同多糖为某一种单一的单糖或衍生物缩合而成，如淀粉、糖原、纤维素；杂多糖为由不同类型的单糖或衍生物组成如结缔组织中的透明质酸等。
：多指β-构型的N-乙酰葡糖胺一位碳与天冬酰胺的γ -酰胺N-原子共价连接而成的N-糖苷键；Asn多处于Asn-X-Thr/Ser序列，弱碱稳定，强碱水解；细菌中存在GalNAc-Asn；Glc-Asn连接形式。
：：单糖的异头碳与羟基氨基酸的羟基O原子结合而成的糖苷键。
① Ser/Thr共价形成：碱不稳定；GalNAc-、GlcNAc-、Gal-、Man-、Xyl-、Ara②羟赖氨酸共价形成：碱稳定；β-Gal-Hyl和β-Ara（阿拉伯糖）-Hyl8.自然界中常见的单糖为D-葡萄糖。
二．结构特征1.麦芽糖由α-D-葡萄糖以α-1，4糖苷键构成蔗糖由α-D-葡萄糖和β-D-果糖以α-1，2糖苷键构成乳糖由α-D-葡萄糖和β-D-半乳糖以β-1，4糖苷键构成淀粉由D-葡萄糖构成直链由α-1，4糖苷键（加碘变蓝溶于热水）,支链由α-1，6-糖苷键（加碘紫红不溶于水）.糖原由α-D-葡萄糖以α-1，4糖苷键和α-1，6糖苷键构成（加碘红紫）纤维素由β-D-葡萄糖以β-1，4糖苷键构成（无分支）几丁质（甲壳素，壳多糖）由N-乙酰-D-氨基葡萄糖以β-1，4糖苷键构成PS：α-1，4糖苷键形成的为直链；α-1，6-糖苷键形成支链；α-1，2糖苷键会缩掉两个糖的醛基，使其失去还原性。
生物化学笔记第二章糖类
生物化学笔记---第二章--糖---类第二章糖类提要一、定义糖、单糖、寡糖、多糖、结合糖、呋喃糖、吡喃糖、糖苷、手性二、结构1.链式：Glc、Man、Gal、Fru、Rib、dRib2.环式：顺时针编号，D型末端羟甲基向下，α型半缩醛羟基与末端羟甲基在两侧。
3.构象：椅式稳定，β稳定，因其较大基团均为平键。
三、反应1.与酸：莫里斯试剂、西里万诺夫试剂。
2.与碱：弱碱互变，强碱分解。
3.氧化：三种产物。
4.还原：葡萄糖生成山梨醇。
5.酯化6.成苷：有α和β两种糖苷键。
7.成沙：可根据其形状与熔点鉴定糖。
四、衍生物氨基糖、糖醛酸、糖苷五、寡糖蔗糖、乳糖、麦芽糖和纤维二糖的结构六、多糖淀粉、糖原、纤维素的结构粘多糖、糖蛋白、蛋白多糖一般了解七、计算比旋计算，注意单位。
第一节概述一、糖的命名糖类是含多羟基的醛或酮类化合物，由碳氢氧三种元素组成的，其分子式通常以Cn(H2O)n 表示。
由于一些糖分子中氢和氧原子数之比往往是2:1，与水相同，过去误认为此类物质是碳与水的化合物，所以称为"碳水化合物"(Carbohydrate)。
实际上这一名称并不确切，如脱氧核糖、鼠李糖等糖类不符合通式，而甲醛、乙酸等虽符合这个通式但并不是糖。
只是"碳水化合物"沿用已久，一些较老的书仍采用。
我国将此类化合物统称为糖，而在英语中只将具有甜味的单糖和简单的寡糖称为糖(sugar)。
二、糖的分类根据分子的聚合度分，糖可分为单糖、寡糖、多糖。
也可分为：结合糖和衍生糖。
1.单糖单糖是不能水解为更小分子的糖。
葡萄糖，果糖都是常见单糖。
根据羰基在分子中的位置，单糖可分为醛糖和酮糖。
根据碳原子数目，可分为丙糖，丁糖，戊糖，己糖和庚糖。
2.寡糖寡糖由2-20个单糖分子构成，其中以双糖最普遍。
寡糖和单糖都可溶于水，多数有甜味。
3.多糖多糖由多个单糖（水解是产生20个以上单糖分子）聚合而成，又可分为同聚多糖和杂聚多糖。