生物化学第八章糖代谢I

第 八 章 糖 代 谢 第 一 节 糖 类 及 其 功 能 一 、 糖 的 概 念糖 类 是 多 羟 基 醛 或 多 羟 基 酮 及 其 聚 合 物 和 衍 生物 的 总 称 。多 羟 基 醛 醛 糖多 羟 基 酮 酮 糖多 羟 基 醛 或 多 羟 基 酮 的 衍 生 物可 以 水 解 为 多 羟 基 醛 或 多 羟 基 酮 或 它 们 的 衍生 物 的 物 质 主 要 由 C、 H 、 O三 种 元 素 组 成 ， 有 些 还 有 N、S、 P等 。单 糖 多 符 合 结 构 通 式 (CH 2O)n， 但 仅 从 通 式 上并 不 能 判 断 某 分 子 是 否 就 是 糖 ， 也 就 是 说 符 合 通 式 的 不 一 定 是 糖 ：CH 3COOH (乙 酸 )， CH 2O(甲 醛 ) 是 糖 的 不 一 定 都 符 合 通 式 :C5H 10O4(脱 氧 核 糖 )， CH O(CH OH )nCH 2OH CH 2OHC=O(CH OH )n CH 2OH醛 糖 酮 糖 二 、 糖 的 分 类根 据 糖 类 物 质 分 子 结 构 特 点 ， 分 成 以 下 几 类 ：单 糖 ： 丙 糖 ， 戊 糖 ， 己 糖 等 。寡 糖 : 蔗 糖 、 麦 芽 糖 、 乳 糖 。多 糖 ： 淀 粉 ， 糖 原 等结 合 糖 ： 糖 蛋 白 、 蛋 白 聚 糖 、 糖 脂 。 单 糖 （ monosaccharides） ： 不 能 用 水 解 方 法 再进 行 降 解 的 糖 ， 包 括 单 糖 及 其 衍 生 物 。按 碳 原 子 数 分 为 ： 丙 糖 （ 甘 油 醛 ） 丁 糖 （ 赤 藓 糖 ） 戊 糖 （ 核 糖 、 脱 氧 核 糖 等 ） 己 糖 （ 葡 萄 糖 、 果 糖 、 半 乳 糖 等 ） 等 ; 葡 萄 糖 的 化 学 结 构元 素 组 成 ： C、 H 、 O， 三 者 比 例 C 40%、H 6.7%、 O 53.3%冰 点 降 低 及 沸 点 升 高 法 测 得 分 子 量 为 ： 180分 子 式 为 ： （ CH 2O） 6， 即 C6H 12O6 葡 萄 糖 CH O CH 2OH OH -C-HH -C-OHH -C-OHH -C-OH 葡 萄 糖 和 果 糖 单 糖 的 一 些 理 化 性 质单 糖 的 化 学 性 质 体 现 在 多 羟 基 醛 、 或 多 羟 基酮 的 化 学 结 构 特 征 上 ， 具 有 一 切 羟 基 及 多 羟基 的 反 应 ， 如 氧 化 、 酯 化 、 缩 醛 反 应 ； 也 由醛 基 或 羰 基 的 反 应 ； 同 时 还 有 基 团 间 相 互 影响 而 产 生 的 一 些 特 殊 的 反 应 。旋 光 度 ， 一 切 糖 类 都 有 不 对 称 C， 都 具 旋 光性 ；甜 度 ， 各 种 糖 甜 度 不 一 ， 但 都 有 甜 度 ；溶 解 度 ， 多 羟 基 增 加 了 单 糖 的 溶 解 度 ， 热 水中 更 大 ， 不 溶 于 乙 醚 、 丙 酮 等 有 机 溶 剂 寡 糖 (Oligosaccharides) 由 2-10个 单 糖 通 过 糖 苷 键 连 接 而 成 ， 一般 易 溶 于 水 、 具 甜 味 。 根 据 其 单 糖 数 目 一 般分 为 二 糖 、 三 糖 、 四 糖 等 。 自 然 界 最 重 要 的寡 糖 是 二 糖 。 乳 糖 (Lactose)存 在 于 人 乳 （ 5-7%）和 牛 乳 （ 4%） 中乳 糖 酶 缺 乏 ， 小 肠 乳糖 升 高 引 起 渗 透 性 腹泻 ， 肠 道 细 菌 使 乳 糖发 酵 产 生 大 量 气 体 。 多 糖 (Polysaccharides)由 许 多 单 糖 或 单 糖 衍 生 物 聚 合 而 成 ， 缩 合 时单 糖 分 子 以 糖 苷 键 相 连 ， 一 般 无 甜 味 、 无 还原 性 、 酸 或 酶 的 作 用 下 可 水 解 为 双 糖 、 寡 糖或 多 糖 ， 重 要 的 有 淀 粉 、 糖 元 、 纤 维 素 、 几丁 质 、 粘 多 糖 等 。根 据 其 组 成 可 分 为 均 一 多 糖 和 不 均 一 多 糖 。 均 一 多 糖 或 同 聚 多 糖 有 相 同 单 糖 缩 合 形成 的 多 糖 。 最 常 见 的 是 由 葡 萄 糖 缩 合 而 成 的葡 聚 糖 。 如 ： 淀 粉 、 糖 原 等不 均 一 多 糖 或 杂 聚 多 糖 由 两 种 以 上 单 糖或 单 糖 衍 生 物 缩 合 而 成 的 聚 多 糖 。 最 常 见 的是 含 氮 的 糖 胺 聚 糖 ， 如 ： 透 明 质 酸 、 硫 酸 软骨 素 等 。 淀 粉广 泛 存 在 于 植 物 的 种 子 和 根 茎 中 ， 热 水 处理 25分 钟 能 溶 解 的 部 分 为 直 链 淀 粉 ， 不 溶解 的 部 分 为 支 链 淀 粉直 链 淀 粉 水 解 的 唯 一 双 糖 为 麦 芽 糖 、 唯 一单 糖 为 葡 萄 糖 。支 链 淀 粉 水 解 时 只 生 成 一 种 双 糖 -（ +） 麦芽 糖 。 糖 原 有 动 物 淀 粉 之 称 ， 动 物 组 织 内 主 要 的 贮藏 多 糖 。 肝 脏 、 肌 肉 中 含 量 多 ， 分 别 称 为 肝糖 原 、 肌 糖 原 。 结 构 与 支 链 淀 粉 相 似 ， 但 分支 长 度 较 短 ， 分 支 多 ， 分 子 量 高 达 106-108。水 解 终 产 物 是 葡 萄 糖 。 纤 维 素 自 然 界 中 分 布 最 广 的 糖 ， 以 纤 维 二 糖 为 基本 单 位 缩 合 而 成 ， 纤 维 状 、 僵 硬 、 不 溶 于 水 的分 子 ， 人 体 消 化 酶 不 能 水 解 纤 维 素 ， 食 草 动 物利 用 肠 道 寄 生 菌 分 泌 的 纤 维 素 酶 将 部 分 纤 维 素水 解 为 葡 萄 糖 。 透 明 质 酸 高 等 动 物 组 织 中 发 现 ， 主 要 存 在 于 结 缔 组织 如 眼 球 玻 璃 体 、 鸡 冠 、 脐 带 、 软 骨 等 组 织 。主 要 功 能 是 在 组 织 中 吸 着 水 ， 有 润 滑 剂 作 用 ，对 组 织 起 保 护 作 用 结 合 糖 糖 与 非 糖 物 质 如 脂 类 或 蛋 白 共 价 结 合 ， 分 别 形 成 ： 糖 脂 （ G lycolipids） 糖 蛋 白 (G lycoproteins) 蛋 白 聚 糖 （ proteoglycans） 等 糖 复 合 物 糖 脂种 类 很 多 ， 革 兰 氏 阴 性 菌 细 胞 壁 含 有 十 分复 杂 的 脂 多 糖 ， 其 分 子 结 构 一 般 包 括 三 部分 ：外 层 专 一 性 寡 糖 链 中 心 多 糖 链 脂 质其 中 ， 外 层 部 分 的 组 分 随 菌 株 而 异 ， 可 使人 体 致 病 。脂 多 糖 在 细 胞 表 面 与 细 胞 的 各 种 识 别 事 件相 关 ， 如 鞘 糖 脂 决 定 人 类 血 型 A、 B、 O。 糖 蛋 白自 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 ， 由 短 链 寡 糖 与 蛋 白质 共 价 连 成 。一 般 来 说 ， 糖 蛋 白 含 糖 量 较 少 ， 表 现 为 蛋 白特 性 ， 但 糖 对 糖 蛋 白 分 子 的 生 理 功 能 有 较 大影 响 。 蛋 白 聚 糖蛋 白 质 与 糖 胺 聚 糖 以 共 价 键 连 成 的 大 分 子 复合 物 ， 糖 胺 聚 糖 链 连 在 核 心 蛋 白 上 ， 又 称 粘蛋 白 。蛋 白 聚 糖 分 子 中 糖 的 含 量 多 ， 性 质 更 多 表 现为 多 糖 的 特 性 。 糖 类 的 分 布食 用 糖 （ 蔗 糖 、 葡 萄 糖 ）绿 色 植 物 的 皮 、 杆 等 （ 纤 维 素 ）粮 食 及 块 根 、 块 茎 中 的 糖 （ 淀 粉 ）动 物 体 内 的 贮 藏 多 糖 （ 糖 元 ）昆 虫 、 蟹 、 虾 等 外 骨 骼 （ 几 丁 质 ）食 用 菌 中 糖 （ 香 菇 多 糖 、 茯 苓 多 糖 、 灵 芝 多 糖 、 昆布 多 糖 等 ）细 菌 、 酵 母 的 细 胞 壁结 缔 组 织 中 的 糖 （ 肝 素 、 透 明 质 酸 、 硫 酸 软 骨 素 、硫 酸 皮 肤 素 等 ）核 酸 、 脂 多 糖 、 糖 蛋 白 中 的 糖细 胞 膜 及 其 他 细 胞 结 构 中 的 糖血 型 糖 糖 的 生 理 功 能 ：1. 氧 化 分 解 供 能2. 结 合 糖 类 既 是 组 织 细 胞 的 结 构 成 分 ， 又 具有 重 要 的 生 物 学 活 性3. 转 变 为 其 它 物 质 糖 的 消 化 吸 收消 化 场 所 -小 肠 （ 主 要 ） 、 口 腔吸 收 场 所 -小 肠 上 皮 黏 膜吸 收 形 式 -单 糖吸 收 机 制 -Na+依 赖 型 葡 萄 糖 转 运 体吸 收 途 径 -经 门 静 脉 入 肝 -入 血 。 血 糖 的 来 源 与 去 路 血 糖80-120mg/100mL食 物 糖 类 小 肠消 化 吸 收肝 糖 元非 糖 物 质 氧 化 分 解 CO2+H 2O+能 量合 成 肝 糖 元转 变 脂 肪 ，其 它 氨 基 酸 等 尿 糖分 解转 化 160mg/100mL