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1、第三章 糖类,第一节 概述,第二节 单糖的结构,第三节 寡糖,第四节 多糖,第一节 概述,一、糖类的生物学作用： 1.生物体的结构成分 (纤维素，果胶质，壳多糖 , 肽聚糖) 2.作为生物体的主要能源物质 （低聚糖，淀粉，糖原) 3.作为物质代谢的碳骨架 4.作为细胞识别的信息分子,二、糖类的概念(化学本质),多羟基的醛类或酮类化合物以及它们的衍生物或水解时能产生这些化合物的多聚体。,三、 糖的命名和分类 （1）单糖：不能被水解为更小分子的糖。 命名：根据含有碳原子数目不同分为：丙、丁、戊、己、庚糖 根据分子中含酮基或醛基分为：酮糖、醛糖 根据C数目和含羰基的类型结合起来命名。 （2）寡糖：2
2、-6个单糖分子脱水缩合而成。 （3）多糖：水解时产生20个以上单糖分子的糖类 同多糖：水解时只产生一种单糖或单糖衍生物 杂多糖：半纤维素、肽聚糖、糖胺聚糖类(透明质酸、 硫酸软骨素、硫酸皮肤素等) （4）结合糖：糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸,第二节 单糖的结构,一、单糖的结构 1.单糖的构型,Fischer投影式： C链处于垂直方向，羰基在链的上端，羟甲基写在下端，氢和羟基位于 C链的两侧。,透射式书写： a.手性碳原子和实线键处于纸面内; b.虚线伸向纸后; c.楔形键凸出纸面。,单糖的构型由编号最大不对称碳原子的构型决定， 有两种：D构型和L构型，天然存在的糖多为D构型。,丙糖,丁
3、糖,戊糖,己糖,赤藓糖,苏糖,来苏糖,核糖,木糖,赤藓酮糖,核酮糖,木酮糖,阿洛酮糖,果糖,山梨糖,塔格糖,吡喃糖和呋喃糖,变旋现象：许多新配制的单糖溶液会发生旋光度 的改变，这种现象称变旋现象。,和异头物,Haworth式结构的成环规则：含氧环的C按顺时针排列 1.链式结构中左边的基团写在环平面上，右边的基团写在环 平面下；（D型左上右下，L型相反） 2.如有环外C原子，书写时D-型糖的写在环平面上，L-型糖的 写在环平面下；（D上L下）,3.无论D、L型，半缩醛或酮C羟基与末端羟甲基在同侧为异头物，异侧为异头物。（同异）,成环后羰基碳原子变成不对称碳原子，称异头碳。 异头物：构型只有在半缩
4、酮或醛C有区别的单糖异构体。,36% +112,64% +18.7 ,1%,变旋后平衡溶液 +52.6 ,二、单糖的构象,溶液中的六元环以椅式或船式构象存在，椅式构象更稳 定；椅式构象中，大的取代基处于平伏键比处于垂直键 稳定.-D-吡喃G比-D-吡喃G稳定。,三、重要的单糖及其衍生物,1.丙糖：甘油醛和二羟丙酮的磷酸酯是 EMP中的中间物 2.戊糖：核糖、脱氧核糖、核酮糖和木酮糖,3.已糖：D-G、D-半乳糖、D-果糖 葡萄糖：生物界中最为重要的单糖是葡萄糖。因为葡萄糖不仅是组成淀粉、纤维素、糖原等重要多糖的单体成分，而且葡萄糖是生物体内重要的能源物质。 果糖：是自然界最丰富的酮糖，蔗糖的组
5、分之一。,4.氨基糖,5.糖醇,甘油 肌醇 D-核糖醇,D-山梨醇 D-甘露醇 D-木糖醇,6.糖酸,7.糖苷：醇、胺、碱基或糖苷 O-苷、N-苷、C-苷,乌本(箭毒)苷,苦杏仁苷,重要的二糖包括蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖等,第三节 寡糖,一、麦芽糖 （饴糖） 结构：由两分子葡萄糖脱水缩合形成，存在有两种形式：-D-吡喃葡萄糖基-（1 4）-D-吡喃葡萄糖苷 -D-吡喃葡萄糖基-（1 4）-D-吡喃葡萄糖苷,二、纤维二糖,纤维素部分水解的产物 -D-吡喃葡萄糖基 -（1 4）- D-吡喃葡萄糖苷 有还原性 不容易被水解成葡萄糖,三、乳糖,存在于动物的乳汁中 -D-吡喃半乳糖基-（1 4）-
6、D-吡喃葡萄糖苷 具有还原性,四、蔗糖,存在某些植物体中，特别是甘蔗、甜菜中含量丰富 -D-吡喃葡萄糖基-（1 2）-D-呋喃果糖苷 没有还原性 在酸或酶的作用下水解生成葡萄糖和果糖的混合物，工业上称为转化糖,多糖 由数百或数千个单糖分子通过脱水缩合而成,第四节 多糖,按其组分可分为均一多糖（同多糖）（由一种单糖组成）和不均一多糖(杂多糖) 。 按其功能可分为结构多糖和贮存多糖 不水解没有还原性。 大多难溶于水，溶于水后形成胶体溶液。 有旋光性，但没有变旋现象。 无甜味。,一、 均一性多糖 1.淀粉,淀粉以淀粉粒形式存在于植物体中。 根据链是否分支，可分为直链淀粉和支链淀粉。,直链淀粉 葡萄糖
7、残基之间以 （1 4）糖苷键连接成链状，不分支，通常卷曲成螺旋状，每圈有6个葡萄糖残基遇碘显蓝色。,支链淀粉分子较大，除含（1 4）糖苷键外，在分支处为 （1 6）糖苷键相连的，每隔12-25个G残基就有一分支。,-和-淀粉酶中和指淀粉酶的类型，它们只作用于（1 4）-D-糖苷键，-淀粉酶为内切糖苷酶， -淀粉酶为外切糖苷酶，去分支酶可水解 （1 6）糖苷键。,非还原端,还原端,淀粉的糊化 淀粉的悬浮液加热到一定的温度时（一般在55 C以上），淀粉粒会突然吸水膨胀，淀粉的悬浮液变成粘稠的胶体溶液。这一现象，称为淀粉的糊化。 淀粉粒突然吸水膨胀时的温度称为糊化开始温度，或糊化温度,淀粉的凝沉 淀
8、粉的稀溶液，在低温下放置一段时间后，溶液变浑浊，并有沉淀析出。这种现象叫淀粉的凝沉作用，也叫淀粉的老化。 淀粉老化的本质： 是在温度较低时，淀粉分子彼此以氢键结合形成紧密的晶体化结构而从溶液中析出。,变性淀粉 直接从植物体中得到的淀粉称为原淀粉，或天然淀粉。把天然淀粉用物理或化学方法进行处理，改变其某些物理性质，如：水溶性、粘度、糊化性质、味道及流动性等。这种被处理过的淀粉叫变性淀粉 变性的方法有：高温处理、预糊化、酸处理、碱处理、氧化等 淀粉除被用作食品外，还被广泛应用在纺织、造纸、胶合板制造等行业,2.糖原： 除含有（1 4）糖苷键外，还有 （1 6）糖苷键相连的，每隔8-12个G残基就有
9、一分支。含有大量的非还原性端，可以被迅速动员水解。主要存在于肝脏和肌肉中。,3.纤维素 -D-葡萄糖分子以(1-4)糖苷键相连而成直链。特殊的纤维素酶可水解(1-4)糖苷键，-和-淀粉酶水解(1-4)糖苷键。,许多纤维素分子平行排列，彼此之间以氢键结合而形成微纤维，作为植物细胞壁的骨架,千里之堤， 溃于蚁穴,膳食纤维：纤维素与半纤维素、果胶物质、壳多糖等。 作用：促进肠道蠕动，有利于其他营养物质的消化吸收，缩短毒素在肠道中停留的时间。 纤维素的经济价值：造纸、纺织、木材等,4. 几丁质(壳多糖)： N-乙酰-D-葡萄糖胺以(1-4)糖苷链相连成的直链。,相邻链的GlcNAc残基相互形成氢键，导致具有很大强度的线性微原纤维的形成。 几丁质的去乙酰化可以生成聚葡糖胺或脱乙酰壳多糖（chitosan），是一种带正电荷的无毒的聚合物。 脱乙酰壳多糖可以用作处理废水和工业废液的吸附剂，也可用作食品保存或美容的面膜。,二、杂多糖 肽聚糖 ：细菌细胞壁的主要结构成分，N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸通过(1-4)糖苷键连接而成。溶菌酶的作用是破坏细菌细胞壁。,