生物化学第三章糖类

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,生物化学第三章糖类,生物化学第三章糖类生物化学第三章糖类,糖类物质是含多羟基的醛类或酮类化合物。葡萄糖和果糖是最为典型的例子。它们的链状结构是：,葡萄糖含有一个醛基，六个碳原子，称己醛糖；而果糖含有一个酮基，六个碳原子，称己酮糖。,二、糖的命名与分类,1 . 通俗名称 个别糖的命名，多数是根据糖的来源给予一个通俗名称，如葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖、棉子糖和壳多糖等。,2. 根据结构 醛糖或酮糖,3. 根据聚合度,（1）单糖 单糖是不能被水解成更小分子的糖类，也称简单糖，如葡萄糖、果糖、核糖等。,（2）寡糖 能水解成少数（2-6个）单分子的糖，以双糖存在最为广泛。蔗糖、麦芽糖和乳糖是其中的代表。,（3）多糖 水解时产生20个以上单糖分子的糖类。其中以淀粉、糖原和纤维素最为重要。,三、糖类的生物学作用,作为生物体的结构成分,植物的根、茎、叶含有大量的纤维素、半纤维素和果胶物质等，这些物质构成植物细胞壁的主要成分。属于杂多糖的肽聚糖是细菌细胞壁的结构多糖。昆虫和甲壳类的外骨骼也是一种糖类物质，称壳多糖。,作为生物体内的能源物质,糖在生物体内（或细胞内）通过生物氧化释放出能量，供生命活动的需要。生物体内作为能量贮存的糖类有淀粉、糖原等。,在生物体内转变为其他物质,有些糖是重要的中间代谢物，糖类物质通过这些中间物为合成其它生物分子如氨基酸、核苷酸、脂肪酸等提供碳骨架。,作为细胞识别的信息分子,糖蛋白是一类在生物体内分布极广的复合糖，它们的,糖链可能起着信息分子的作用，并因此出现了一门新的学科，,称糖生物学。,四、旋光异构,异构现象 同分异构或称异构（isomerism）, 是指存在,两个或多个具有相同分子量的化合物的现象。,（1）结构异构 由于分子中原子连接的次序不同造成的。,（2）立体异构 具有相同的结构式，但原子在空间的分布不,同。分为几何异构（顺反）和光学异构。,旋光性（optical activity）,当光通过尼科尔棱镜时， 由于棱镜的结构只允许沿某一,平面振动的光波通过， 其他光波都被阻断，这种光称平面偏,振光。,当偏振光通过旋光物质的溶液后，光的偏振面会向右,（顺时针，+）或向左（逆时针，-）旋转，使偏振面向右旋,的物质称右旋光物质，如（+）-甘油醛；左旋的称左旋光物,质，如（-）-甘油醛。,不对称碳原子,是指与四个不同的原子或原子基团共价连接因而失去对,称性的四面体碳，也称手性碳原子、不对称中心或手性中心。,第二节、单糖,单糖的种类很多，其中以葡萄糖（游离的、结合形式的）数量最多，在自然界分布也广。,葡萄糖可以游离存在于水果、谷类、蔬菜和血液中，也可以结合形式存在于麦芽糖、蔗糖、淀粉、糖原 、纤维素及其他葡萄糖衍生物中。,一、葡萄糖的结构,1. 葡萄糖的链状结构 葡萄糖的分子式为C,6,H,12,O,6,。,葡萄糖+Fehling试剂 含醛基,葡萄糖+乙酸酐五乙酸酯 含5个羟基,葡萄糖+钠汞齐 山梨醇（含六个羟基直链醇） 直,链醇,由此可知葡萄糖的链状结构是：,葡萄糖的构型,一个碳原子和四个不同的原子或基团相连时，形成两种,不同的空间排布，构成两类不同的构型。,单糖的构型是以甘油醛为基准进行比较而确定的。,D、L是指构型，“+”、“-”指旋光方向。D与“+”、L与,“-”并无必然联系。D-葡萄糖和D-果糖旋光方向分别为“+”,和“-”，而L-葡萄糖和L-果糖旋光方向却均为“-”。构型与,旋光方向是两种概念。,葡萄糖的构象,前已证明葡萄糖的链状结构，随后发现葡萄糖的某些,物理、化学性质不能用葡萄糖的链状结构来解释，从而提,出葡萄糖具有存在环状结构的可能。,（1）不能与Schiff(品红- 亚硫酸)发生紫红色反应。,（2）醛类能与NaHSO,3,起加成反应，而葡萄糖不能。,葡萄糖以两种具有不同旋光率的形式存在，这两种旋光率反映葡萄糖以环状糖苷形式存在。将两种葡萄糖分别溶于水后，不同结构形式的葡萄糖互变，最后达平衡。,-D-(+)-葡萄糖和,-D-(+)-葡萄糖分别占总糖含量的36%,和63%，而链式结构的葡萄糖仅占总糖含量的1%以下。,二、单糖的物理性质与化学性质,物理性质,（1）旋光性 糖类都具有旋光性，这是鉴定糖的一个重要,指标，许多单糖在水中都有变旋现象。,（2）甜度 各种糖的甜度不等，常以蔗糖的甜度为标准,（100）进行比较。,（3）溶解度 单糖分子有多个羟基，具有水溶性，尤其在,热水中溶解度极大，不溶于乙醚、丙醇等有机溶剂。,某些糖、糖醇及其他增甜剂的相对甜度,2. 化学性质,（1）异构化（弱碱作用）,（2）单糖的氧化,醛基具有还原性，此反应常用于检验还原糖，临,床上用于尿糖（葡萄糖）的定性及半定量测定。,单糖氧化成糖二酸并测定其旋光性，推测单糖的手性构型。,（3）单糖的还原,（4）形成糖,月,杀,糖,月,杀为黄色结晶，难溶于水。各种糖生成的糖,月,杀,结晶形状与熔点都不相同，因此常用糖,月,杀的生成鉴定各,种不同的糖。,（5）形成糖苷,单糖的半缩醛羟基很容易与醇及酚的羟基反应，失水而生成缩醛式衍生物，统称糖苷。,糖苷与糖的性质很不相同。糖是半缩醛，容易变成游离醛，从而给出醛的各种反应。糖苷属缩醛，一般不显示醛的性质。,（6）形成糖酯与糖醚,第三节 寡糖,寡糖是由2-20个单糖通过糖苷键连接而成的糖类物质。,一、双糖,1. 麦芽糖,麦芽糖大量存在于发芽的谷粒，特别是麦芽中。淀粉、,糖原被淀粉酶水解也可产生少量麦芽糖。它是由两个葡萄,糖分子缩合失水而成，糖苷键型为,（14）。 麦芽糖分,子内有一个游离的苷羟基，具,有还原性。且能成,月,杀，极易,被酵母发酵。,如两分子葡萄糖按,（1,6）糖苷键型缩合、失水，则生,成异麦芽糖。它存在于分枝淀,粉和糖原中。,2. 蔗糖,日常食用的糖主,要是蔗糖。甘蔗、甜,菜、胡萝卜和有甜味,的果实里面都富含有,蔗糖。甘蔗含蔗糖约,20%。蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖按,、,（12）,键型缩合、失水形成的。它是植物机体糖的运输形式。,蔗糖很甜，易结晶，易溶于水，较难溶于乙醇。它没有,游离的醛基，因此没有还原性。,纤维二糖,它是纤维素,的基本结构单位。,水解纤维素可得,到纤维二糖。它,是由两个分子,-D-葡萄糖按,（14）键型相连而成。与麦,芽糖不同，它是,-葡萄糖苷。,二、三糖,棉子糖,三、环糊精,环糊精是酶作用于淀粉生成，一般由6、7或8个葡萄糖单位通过,（14）糖苷键连接而成。,第四节 多糖,多糖也称聚糖，是由很多个单糖单位构成的糖类物,质。自然界中糖类主要以多糖形式存在。多糖是高分子,化合物，相对分子量极大，从30 000到400 000 000。它,们大多不溶于水，虽然酸或碱能使之转变为可溶性的，,但分子会遭受降解，因此多糖的纯化是十分困难的。,多糖属于非还原糖，不呈现变旋现象，无甜味，一,般不能结晶。,根据生物来源的不同，有植物多糖、动物多糖和微,生物多糖等。,一、淀粉,淀粉是植物生长期间以淀粉粒形式贮存于细胞中的贮,存多糖。它在种子、块茎和块根等器官中含量特别丰富。,天然淀粉含有两种组分：直链淀粉和支链淀粉。,直链淀粉的螺旋结构，直链淀粉-碘络合物,Thank You,世界触手可及,携手共进，齐创精品工程,