糖的結構與功能

1、幻燈片1第1章 糖的結構與功能第一節(jié) 概述 糖的存在：動物、植物、微生物 植物干重的80左右 微生物干重的1030 動物干重的2以下，但是在肝臟中糖原占濕重的5，人乳中乳糖濃度57一、糖的概念 1. 糖類是含有多羥基的醛類或酮類化合物及其衍生物。由C、H、O三種元素組成幻燈片2l 2.糖的功能l 作為生物能量物質；l 合成其他物質（蛋白質、核酸、脂類）的原料；l 生物體的結構物質（纖維素、幾丁質） ； 生理活性物質（細胞識別、免疫活性）?；脽羝?幻燈片4二、糖的種類根據(jù)能否被水解以及其水解產物的情況，糖主要可分為以下四大類：單糖 (monosacchride):不能再水解的糖（葡萄糖、果糖）。

2、寡糖 (oligosacchride):能水解生成2-6個分子單糖的糖，各單糖之間借脫水縮合的糖苷鍵相連。多糖 (polysacchride):能水解生成多個分子單糖的糖。復合糖(glycoconjugate): 糖與非糖物質的結合物（糖蛋白、糖脂、蛋白聚糖）。衍生物：糖胺、糠醛酸幻燈片5幻燈片6幻燈片7常見的多糖有淀 粉 (starch)糖 原 (glycogen)纖維素 (cellulose)幻燈片8糖原 是動物體內葡萄糖的儲存形式幻燈片9纖維素 作為植物的骨架-1,4-糖苷鍵幻燈片10幻燈片11常見的結合糖有 糖脂 (glycolipid)：是糖與脂類的結合物。糖蛋白 (glycopro

3、tein)：是糖與蛋白質的結合物。 幻燈片12第二節(jié) 單糖定義：不能再水解成更小分子的多羥基醛或多羥基酮。一、葡萄糖分子的結構及構型 1.單糖直連結構與D/L標記 旋光性：使透過不對稱碳原子的化合物水溶液的平面偏振光的振動平面發(fā)生偏轉的性質。 右旋 “+” 順時針； 左旋 “-” 逆時針 比旋光度；外消旋（等量混合，旋光消失） D型單糖/L型單糖：以甘油醛為標準（氫左羥右） 2. 單糖環(huán)狀結構與構象幻燈片13吡喃糖的形成呋喃糖的形成幻燈片14幻燈片15幻燈片16幻燈片17幻燈片18 環(huán)狀結構與哈沃斯投影 環(huán)狀結構的提出是為了解釋某些用直連結構無法解釋的性質，如葡萄糖的變旋。 葡萄糖的醛基可以和

4、C5羥基縮合成六元環(huán)的半縮醛，C1即成為不對稱碳原子。哈沃斯投影：將直立環(huán)式右邊的羥基寫在平面的環(huán)下方，左邊的羥基寫在平面的環(huán)上方。 船式構象和椅式構象 變旋現(xiàn)象 葡萄糖與葡萄糖在水溶液中通過開鏈式互相轉化的現(xiàn)象?；脽羝?9l 構象(conformation)： 是指有機物分子的一切原子沿共價鍵旋轉而產生的不同的空間排列。構象可以準確表達不在同一個平面上的原子之間的關系。葡萄糖以較穩(wěn)定的椅式構象存在幻燈片20 果糖五元環(huán) 六碳酮糖，呋喃環(huán) 判斷糖的構型原則 直連中以C5羥基為判據(jù) 環(huán)狀中C5羥基在環(huán)下的為L型，環(huán)上為D型 型 半縮醛羥基在環(huán)下；型在環(huán)上二、單糖的理化性1.物理性質 旋光性（特例

5、） 甜度：標準以及順序（果糖蔗糖葡萄糖） 溶解性幻燈片212.化學性質.與強酸的作用：形成糠醛及其衍生物 糖的鑒定：Molish反應：糠醛及其衍生物與 -萘酚反應作用生成紫色的化合物，原理是羰基于酚類進行了縮合，這樣，將糖與濃酸作用后再與-萘酚反應作用就能生成紫色的化合物，可鑒別糖。（多羥、醛基）Seliwanoff反應：同樣的原理，將糖與濃酸作用后再與間苯二酚反應，若是酮糖就顯鮮紅色，若是醛糖就顯淡紅色，由此可鑒別酮糖和醛糖。.形成糖苷：糖的半縮醛羥基與其它物質的羥基或氨基脫水縮合形成的化合物。 反應部位 主體、配體、糖苷鍵的鍵型（半縮醛羥基的構型-半縮醛羥基的位置，另一羥基的位置） 全名：

6、配體 半縮醛羥基的構型-半縮醛羥基的位置,另一羥基的位置-主體苷幻燈片22 糖的還原性費林反應（Fehling）：定量法與鐵氰化鉀的反應：將葡萄糖與鐵氰化鉀（K3Fe（CN）6）溶液共熱時，鐵氰化鉀被還原成亞鐵氰化鉀（K4Fe（CN）6）。反應式：K3Fe（CN）6 + 葡萄糖 K4Fe（CN）6 + 葡萄糖酸幻燈片23 形成糖脎糖與三分子苯肼的反應用途：鑒定單糖的種類：糖脎為黃色的不溶于水的晶體，不同的糖脎其晶型和熔點均不同，由此可鑒別單糖的種類。思考題：葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖哪幾種可被糖脎反應所鑒別，哪些不能？其余的反應如酯化作用、對堿的作用、糖的氧化性等 三、重要的單糖 丙糖、丁糖

7、 D半乳糖是乳糖、蜜二糖、棉子糖、瓊脂以及半纖維素的組成成分。幻燈片24苯肼只和糖的C-1和C-2成脎后，分子內氫鍵使其形成較為穩(wěn)定的六元環(huán)結構，從而糖的其他碳原子不再成脎。不同的脎結晶形狀不同，熔點不同，生成時間也不同?；脽羝?5第三節(jié) 寡糖定義：結構單位：環(huán)狀的糖糖苷鍵主體和配體寡糖（以及淀粉）中的單糖叫殘基一.幾種重要的二糖1.麥芽糖：葡萄糖-1,4-葡萄糖苷，直鏈淀粉的形成方式2.異麥芽糖：葡萄糖-1,6-葡萄糖苷，枝鏈淀粉分支處的的形成方式3.蔗糖： -葡萄糖 -D 果糖 ， -1,2葡萄糖苷4.乳糖：5.纖維二糖：葡萄糖 -1,4-葡萄糖苷：纖維素的形成方式?；脽羝?6第四節(jié) 多糖

8、一、同多糖：即均一多糖：以同種單糖結構單元組成的多糖。 1.淀粉 結構單位：-D-葡萄糖（在淀粉和寡糖中叫做葡萄糖殘基） 連接方式（即糖苷鍵型） 直鏈淀粉 膠性淀粉 結構：還原端（游離半縮醛羥基）和非還原端各一。無還原性。 枝鏈淀粉的結構：還原端一個，非還原端多個 淀粉的二級結構（空間結構）：右手螺旋（像個彈簧），每一圈含有6個葡萄糖殘基 幻燈片27碘顯色機理：鉆圈，圈越多（分子量越大即葡萄糖殘基越多）色越深 淀粉水解碘顯色的變化： 淀粉（藍色或紫色）紅色糊精無色糊精寡糖葡萄糖性質：與葡萄糖相比，沒有還原性、有旋光性但無變旋現(xiàn)象、溶解度降低直鏈淀粉：-1,4糖苷鍵幻燈片28-1,6糖苷鍵-1,

9、4糖苷鍵幻燈片29幻燈片30思考題：支鏈淀粉難消化的原因。 1，6糖苷建的分支處不易徹底水解，形成-界限糊精?；脽羝?1 2.糖原 動物體內多糖的儲存形式，為組織提供能源，主要在肌肉和肝臟中，結構與支鏈淀粉相同。 糖原具有右旋性，無還原性，遇碘顯紅色，溶于熱水。3.纖維素 植物細胞細胞壁的主要成分，是植物支撐組織的基礎。 D-葡萄糖以-1，4糖苷建連接。 纖維素分子的鏈與鏈之間以氫鍵作用，具有很高的機械強度和化學穩(wěn)定性。 性質：不溶于水和有機溶劑，吸水膨脹。難水解 半纖維素：多種單糖聚合而成，糖苷建連接 纖維二糖4.果膠質幻燈片32幻燈片33作用：存在與細胞壁之間起粘合細胞作用?；瘜W結構：D半

10、乳糖醛酸甲酯，以-1，4糖苷建連接。性質：膠體性質，有離子結合作用。分類：原果膠；可溶性果膠；果膠酸5.卡拉膠紅藻中提取，天然植物膠性質：水溶性好；熱可逆性；親水性；凝膠性；增稠作用；乳化成膜，穩(wěn)定分散。澄清劑。6.環(huán)狀糊精環(huán)狀中空結構；環(huán)外親水；環(huán)內疏水，可以包埋大分子，用作醫(yī)藥的包埋劑?；脽羝?47.多聚葡萄糖-1，3糖苷鍵的作用抗癌。8.氨基多糖粘多糖，潤滑作用，蛋白多糖。透明質酸，硫酸軟骨素，硫酸角質素和肝素等9.糖類在生物技術中的應用 發(fā)酵原料和新產品 新型食品添加劑幻燈片35l幻燈片36第五節(jié) 復合糖糖脂、糖蛋白、蛋白多糖糖脂與細胞的識別有關；保護作用；決定血型（細胞表面抗原）糖蛋

11、白、蛋白多糖可控制細胞膜的通透性（細胞膜的結構物質以及功能物質）。 糖蛋白是指短鏈寡糖與蛋白質以共價鍵連接而成的復合糖。 蛋白多糖是指蛋白質和糖胺聚糖通過共價鍵連接而成的大分子復合物?；脽羝?7幻燈片38多糖的提取、純化和鑒定提取依據(jù)：結構和性質提取方法：一般用熱水提取，用乙醇除雜（糖分結合的蛋白質），再用丙酮沉淀可得到半純品；用柱層析純化，得純品。糖的鑒定：成脎反應，molish反應等糖的定量：旋光度測定，HPLC測定幻燈片39l 旋光度測定示意圖幻燈片40小結l 內容：l 常見單糖的化學結構及分類，投影式和構型l 多羥基醛或酮；碳原子個數(shù)，費歇爾和哈沃斯投影（能l 夠表現(xiàn)分子中原子或原子團的空間排布）l 單糖的化學性質l 還原性；成苷反應；氧化性；與含氮試劑反應；l 糖的鑒定方法l molish 反應（糠醛&酚類）；seliwanoff 反應（間苯二 l 酚）l 寡糖和多糖的分類、結構特點與主要性質l 二糖（蔗糖；麥芽糖；乳糖）；多糖（淀粉、糖