1、王鏡巖生物化學課件PPT糖類韌帶韌帶結(jié)構(gòu)糖結(jié)構(gòu)糖結(jié)締組織結(jié)締組織結(jié)構(gòu)糖結(jié)構(gòu)糖 肌糖原肌糖原能源能源動物干重動物干重2細胞表面識細胞表面識別標記別標記糖糖糖糖蛋白、蛋白、糖糖脂、信息分子脂、信息分子糖糖 1 1、結(jié)構(gòu)成分、結(jié)構(gòu)成分 2 2、能源、能源 3 3、碳源、碳源 4 4、信息識別、信息識別（二）糖的生物學作用（二）糖的生物學作用俗稱碳水化合物（carbohydrate）Cn(H2O)m（不全面）（不全面）化學定義：化學定義：多羥基醛或酮多羥基醛或酮及及其縮聚物其縮聚物和和衍生物的衍生物的總稱?？偡Q。（三）糖類的元素組成和化學本質(zhì)（三）糖類的元素組成和化學本質(zhì)鼠李糖及巖藻糖（鼠李糖及巖藻糖

2、（C6H12O5)、脫氧核糖（、脫氧核糖（C5H10O4)（ 四）糖的命名與分類四）糖的命名與分類 單糖單糖 （monosaccharide ） 寡糖寡糖 （oligosaccharide ） 多糖多糖 （polysaccharide ） 根據(jù)聚合度根據(jù)聚合度不能被水解成更小分子的糖類不能被水解成更小分子的糖類水解產(chǎn)生水解產(chǎn)生20個以上單糖分子的糖個以上單糖分子的糖類類二、旋光異構(gòu)二、旋光異構(gòu) 原子組成、分子式、分子量相同原子組成、分子式、分子量相同 （一）有關(guān)旋光異構(gòu)的幾個概念（一）有關(guān)旋光異構(gòu)的幾個概念 1、（同分）異構(gòu)（同分）異構(gòu)（isomerism）2、手性、手性C原子（原子（asym

3、metric carbon atom)與四個不同的原子或原子基團共價連接并因而失與四個不同的原子或原子基團共價連接并因而失去對稱性的四面體碳。去對稱性的四面體碳。3、旋光性（、旋光性（optical activity）n尼克爾棱鏡尼克爾棱鏡n平面偏振光平面偏振光n左左/ /右旋右旋旋光度（旋光性、光學活性）旋光度（旋光性、光學活性） D= 100tDtcL旋光物質(zhì)使平面偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的能力。旋光物質(zhì)使平面偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的能力。4、構(gòu)型和構(gòu)象、構(gòu)型和構(gòu)象構(gòu)型構(gòu)型：原子或基團在空間的相對分布或排列。原子或基團在空間的相對分布或排列。涉及共價鍵的斷裂。涉及共價鍵的斷裂。 構(gòu)象構(gòu)象：當

4、單鍵旋轉(zhuǎn)時，取代基團可能形成不同的當單鍵旋轉(zhuǎn)時，取代基團可能形成不同的立體結(jié)構(gòu)。立體結(jié)構(gòu)。不涉及共價鍵的斷裂不涉及共價鍵的斷裂。 葡萄糖的構(gòu)象葡萄糖的構(gòu)象船式船式椅式椅式OCH2OHHOHOOHOHOCH2OHHOHOOHOHOCH2OHOHOHOHOH（二）（二）Fischer 投影式投影式CH3OHCOOHH（三）構(gòu)型的（三）構(gòu)型的RS表示法表示法三、單糖的結(jié)構(gòu)三、單糖的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)通式結(jié)構(gòu)通式醛糖醛糖 酮糖酮糖有有旋光異構(gòu)旋光異構(gòu)現(xiàn)象現(xiàn)象（/-/-）以及以及對映體對映體D D、L L型型碳原子碳原子是不對稱是不對稱的的（一）鏈狀結(jié)構(gòu)（一）鏈狀結(jié)構(gòu)（二）（二）D系單糖和系單糖和L系單糖系單糖L

5、-葡萄糖葡萄糖 L-甘油醛甘油醛 D-葡萄糖葡萄糖 D-甘油醛甘油醛 HC=O HC-OH HO-CH HC-OH HC-OH HO-CH2D - （+）葡萄糖）葡萄糖L-（-）葡萄糖）葡萄糖對對映映體體異異構(gòu)構(gòu)CH0CHOHCHOHCHCHCH2OHOHOH DD葡萄糖葡萄糖CH0CHOHCHOHCHCHCH2OHOHOH DD甘露糖甘露糖？L L甘露糖甘露糖CH0CHOHCHOHCHCHCH2OHOHOH討論一種單糖的構(gòu)型次序為：討論一種單糖的構(gòu)型次序為： 確定確定D、L型型 確定歸屬確定歸屬(醛醛/酮酮） 確定名稱確定名稱 確定對映體確定對映體C原子數(shù)相同的單糖異構(gòu)體，除原子數(shù)相同的單糖

6、異構(gòu)體，除對映體對映體外以不同名稱加以區(qū)分。外以不同名稱加以區(qū)分。 DD葡萄糖葡萄糖CH0CHOHCHOHCHCHCH2OHOHOHD-D-半乳糖半乳糖CH0CHOHCHOHCHCHCH2OHOHOHCH0CHOHCHOHCHCHCH2OHOHOHL-L-半乳糖半乳糖對映體異構(gòu)單糖中以單糖中以醛糖醛糖種類分布居多，且其天然構(gòu)型多為種類分布居多，且其天然構(gòu)型多為D型型 DD葡萄糖葡萄糖CH0CHOHCHOHCHCHCH2OHOHOHCH0CHOHCHOHCHCHCH2OHOHOHD-D-半乳糖半乳糖差向異構(gòu)體差向異構(gòu)體（epimer）僅一個手性碳原子構(gòu)型不同的非對映異構(gòu)僅一個手性碳原子構(gòu)型不同的

7、非對映異構(gòu)體體（三）單糖的構(gòu)象（三）單糖的構(gòu)象1 1、戊糖、己糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)與構(gòu)象、戊糖、己糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)與構(gòu)象 分多羥基醛、酮分多羥基醛、酮開鏈開鏈、半縮醛環(huán)狀半縮醛環(huán)狀兩種形式兩種形式 天然情況以天然情況以環(huán)狀占絕大多數(shù)環(huán)狀占絕大多數(shù)。 以以葡萄糖葡萄糖為例為例吡喃環(huán)吡喃環(huán)開鏈開鏈CH0CHOHCHOHCHCHCH2OHOHOHO O開鏈開鏈CH0CHOHCHOHCHCHCH2OHOHOHCH0CHOHCHOHCHCHCH2OHOHO H吡喃環(huán)吡喃環(huán)O O半縮醛半縮醛羥基羥基仍具有仍具有醛基還醛基還原性原性2 2、環(huán)狀分子的、環(huán)狀分子的構(gòu)型（異頭碳）構(gòu)型（異頭碳）吡喃環(huán)吡喃環(huán)O OH HO O

8、OHOHOHOHH H？新手性碳新手性碳新異構(gòu)型新異構(gòu)型 葡萄糖的構(gòu)象船式椅式OCH2OHHOHOOHOHOCH2OHHOHOOHOHOCH2OHOHOHOHOH命名時為命名時為 椅式構(gòu)象椅式構(gòu)象與糖命名與糖命名名？名？名？名？平面結(jié)構(gòu)空間構(gòu)象 戊糖，多為五元環(huán)戊糖，多為五元環(huán)呋喃糖呋喃糖如如核糖核糖 脫氧核糖脫氧核糖OO四、單糖的性質(zhì)四、單糖的性質(zhì)1、單糖的物理性質(zhì)、單糖的物理性質(zhì)（1）旋光性及變旋現(xiàn)象）旋光性及變旋現(xiàn)象（2）甜度（以蔗糖為參考）（表）甜度（以蔗糖為參考）（表12）（3）溶解度）溶解度2、單糖的化學性質(zhì)、單糖的化學性質(zhì) 單糖可發(fā)生哪些化學反應(yīng)？單糖可發(fā)生哪些化學反應(yīng)？氧化氧化

9、糖酸、糖醛酸糖酸、糖醛酸還原還原糖醇糖醇脂化脂化糖脂糖脂聚合聚合寡糖、多糖寡糖、多糖CH0CHOHCHOHCHCHCH2OHOHOH如如 葡萄糖葡萄糖(G)(G)還原反應(yīng)還原反應(yīng)聚合反應(yīng)聚合反應(yīng)H2O 麥芽糖麥芽糖【葡萄糖葡萄糖- -（1414）葡萄糖苷葡萄糖苷】葡萄糖葡萄糖糖苷鍵糖苷鍵14COC糖苷糖苷五、寡糖（低聚糖）五、寡糖（低聚糖）命名原則：命名原則：非還原端與還原端非還原端與還原端 , , 吡喃、呋喃吡喃、呋喃 （1 4/1 21 4/1 2）麥芽糖麥芽糖 -型型 -型型O-D-吡喃葡糖基吡喃葡糖基-(14)- - D-吡喃葡萄糖苷吡喃葡萄糖苷OC H2O HOC H2O HOO H

10、11234自然界最常見的寡糖是二糖蔗糖蔗糖 O-D-吡喃葡糖基吡喃葡糖基-(12)- - -呋喃果糖苷呋喃果糖苷2 211 1 纖維二糖纖維二糖 -型型 -型型 O- -D-吡喃葡糖基吡喃葡糖基-(14)- - -吡喃葡糖苷吡喃葡糖苷1OCH2OHO1OCH2OHOH4人體無法利用人體無法利用低聚糖的保健作用低聚糖的保健作用六、多糖六、多糖 分為分為同同/雜多糖、結(jié)構(gòu)雜多糖、結(jié)構(gòu)/貯存多糖貯存多糖（一）均（同）多糖（一）均（同）多糖 由一種單糖聚合而成由一種單糖聚合而成1、 淀粉淀粉 植物細胞能源的植物細胞能源的儲藏儲藏形式形式作物名稱作物名稱（種子）（種子）小麥小麥玉米玉米大米大米土豆土豆紅

11、薯紅薯淀粉含量淀粉含量6565752016 直鏈淀粉（直鏈淀粉（amylose） 一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu) （1 14 4）葡萄糖葡萄糖苷鍵苷鍵可溶于熱水可溶于熱水遇碘呈遇碘呈紫藍色紫藍色空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu) 支鏈淀粉（支鏈淀粉（amylopectin）不可溶于熱水不可溶于熱水 可溶水冷水可溶水冷水6, 000個糖分子個糖分子遇碘呈遇碘呈空間空間結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) （1 14 4）糖糖苷鍵苷鍵 （ （1616） ）糖苷鍵糖苷鍵淀粉顆粒中的直淀粉顆粒中的直/ /支鏈淀粉支鏈淀粉工業(yè)應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用淀淀粉粉水解程度水解程度糊精糖漿麥芽低聚糖水解葡萄糖工業(yè)方法酸或酶水解 “動物淀粉動物淀粉” 結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)與支鏈淀粉支鏈淀粉類似

12、類似； 遇碘為遇碘為紅紫色紅紫色； 人體中的血糖濃度是定值人體中的血糖濃度是定值（紅細胞、視網(wǎng)膜、腦組織）（紅細胞、視網(wǎng)膜、腦組織）血糖血糖 糖原合成糖原合成血糖血糖 糖原分解糖原分解2.2. 糖原糖原3. 右旋糖苷右旋糖苷/葡聚糖葡聚糖（dextran)酵母和細菌的貯存多糖酵母和細菌的貯存多糖4. 纖維素（纖維素（cellulose）（植物細胞壁結(jié)構(gòu)多糖）（一大類生物資源）（植物細胞壁結(jié)構(gòu)多糖）（一大類生物資源）葡萄糖葡萄糖（ （1414）糖苷鍵連接而成的無分支的多糖糖苷鍵連接而成的無分支的多糖一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)800010000分子分子5.甲殼素甲殼素/殼多糖殼多糖/幾丁質(zhì)（幾丁質(zhì)（chit

13、in）（甲殼動物、昆蟲外壁甲殼動物、昆蟲外壁，另一大類生物資源），另一大類生物資源） 2N乙酰乙酰D 氨基葡萄糖氨基葡萄糖（14）糖苷）糖苷A.A.半纖維素半纖維素存在于細胞壁中所有雜多糖的總稱。存在于細胞壁中所有雜多糖的總稱。B.B.果膠果膠（細胞壁間粘連物質(zhì)，基質(zhì)多糖）（細胞壁間粘連物質(zhì)，基質(zhì)多糖）C.C.瓊脂糖瓊脂糖（紅藻類石花菜屬中提取，食物膠：果凍）（紅藻類石花菜屬中提取，食物膠：果凍）D.D.藥物多糖藥物多糖中草藥治病的主要成分就是此類多糖及其衍生物中草藥治病的主要成分就是此類多糖及其衍生物結(jié)構(gòu)與功能的研究剛剛起步結(jié)構(gòu)與功能的研究剛剛起步E.E.其它其它（二）雜多糖（二）雜多糖（由

14、不同的幾種單糖聚合而成）（由不同的幾種單糖聚合而成）七、細菌雜多糖七、細菌雜多糖（一）細菌細胞壁的化學組成（一）細菌細胞壁的化學組成 G +菌菌: G菌菌: 多層肽聚糖肽聚糖 單層肽聚糖肽聚糖 磷壁酸相連 脂多糖肽聚糖肽聚糖peptidoglycanN-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸四肽側(cè)鏈四肽側(cè)鏈肽交聯(lián)橋肽交聯(lián)橋G +菌菌（二）細菌脂多糖（二）細菌脂多糖脂質(zhì)脂質(zhì)A核心寡糖核心寡糖O-特異鏈特異鏈-1，6連接連接D-葡萄糖胺葡萄糖胺1,4焦磷酸橋焦磷酸橋酯鍵酯鍵酰胺鍵酰胺鍵3-羥脂肪酸羥脂肪酸革蘭氏陰性菌的革蘭氏陰性菌的特有結(jié)構(gòu)特有結(jié)構(gòu)八、糖蛋白及其糖鏈八、糖蛋白及其糖鏈（一）糖

15、肽連鍵的類型（一）糖肽連鍵的類型 1、O-糖肽鍵糖肽鍵：Ser/Thr/Hyl/Hyp 2、N-糖肽鍵糖肽鍵 -N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺 Asn -酰胺酰胺N原子原子 Asn-X-Thr/SerN-糖苷鍵糖苷鍵1、N-糖鏈糖鏈（N-聚糖）聚糖）（二）糖鏈的分類（二）糖鏈的分類核心五糖核心五糖 GlcNAcmannose galactosesialic acid fucose核心七糖核心七糖2、O-糖鏈糖鏈（O-聚糖）聚糖）結(jié)構(gòu)比結(jié)構(gòu)比N糖鏈簡單糖鏈簡單連接形式比連接形式比N糖鏈多糖鏈多沒有共同的核心結(jié)構(gòu)沒有共同的核心結(jié)構(gòu)（三）糖鏈的生物學功能（三）糖鏈的生物學功能 參與糖蛋白新生肽鏈的折疊

16、和締合參與糖蛋白新生肽鏈的折疊和締合 影響糖蛋白的分泌和穩(wěn)定性影響糖蛋白的分泌和穩(wěn)定性 參與參與分子識別分子識別/細胞識別細胞識別 糖鏈與糖蛋白的生物活性糖鏈與糖蛋白的生物活性1、糖鏈與酶活性、糖鏈與酶活性2、糖鏈與激素活性、糖鏈與激素活性3、糖鏈與、糖鏈與IgG活性活性（四）血型物質(zhì)（四）血型物質(zhì)1900年，奧地利醫(yī)生年，奧地利醫(yī)生landsteiner，提，提出出ABO血型系統(tǒng)。血型系統(tǒng)。血型糖鏈血型糖鏈肽鏈肽鏈O O巖藻糖半乳糖半乳糖葡萄糖葡萄糖乙酰氨基葡萄糖半乳糖半乳糖B乙酰氨基半乳糖乙酰氨基半乳糖A糖基轉(zhuǎn)移酶糖基轉(zhuǎn)移酶GlcNAcgalactosefucoseGalNAcsialic

17、 acid (NANA)Structure of the ABO blood group carbohydratesgalactose（五）凝集素（五）凝集素lectin九、糖胺聚糖九、糖胺聚糖（ glycosaminoglycan, GAG）一般含有氨基己糖或己糖醛酸一般含有氨基己糖或己糖醛酸也稱粘多糖（也稱粘多糖（mucopolysaccharide） 己糖醛酸己糖醛酸 己糖胺己糖胺n 單糖殘基帶有羧基單糖殘基帶有羧基/硫酸基硫酸基A、透明質(zhì)酸、透明質(zhì)酸 （關(guān)節(jié)（關(guān)節(jié)/臍帶臍帶/雞冠雞冠/胚胎胚胎/玻璃體）玻璃體） B、硫酸軟骨素（硫酸皮膚素）、硫酸軟骨素（硫酸皮膚素）C、硫酸角質(zhì)素、硫酸角質(zhì)素D、硫酸乙酰肝素和肝素、硫酸乙酰肝素和肝素糖胺聚糖（粘多糖）的種類：糖胺聚糖（粘多糖）的種類：透明質(zhì)酸（透明質(zhì)酸（hyaluronic