生物化學(xué)糖的化學(xué)第1頁(yè)/共16頁(yè)糖的生物學(xué)作用1、糖是人和動(dòng)物的主要能源物質(zhì)２、糖類還具有結(jié)構(gòu)功能３、糖具有復(fù)雜的多方面的生物活性與功能第2頁(yè)/共16頁(yè)糖的分類及其結(jié)構(gòu)根據(jù)其水解產(chǎn)物的情況，糖主要可分為以下四大類:單糖(monosacchride)寡糖(oligosacchride)多糖(polysacchride)結(jié)合糖(glycoconjugate)第3頁(yè)/共16頁(yè)葡萄糖(glucose)（已醛糖）果糖(fructose)（已酮糖）單糖——不能再水解的糖。第4頁(yè)/共16頁(yè)半乳糖(galactose)（已醛糖）核糖(ribose)（戊醛糖）第5頁(yè)/共16頁(yè)寡糖常見的幾種二糖有：麥芽糖(maltose)：葡萄糖—葡萄糖蔗糖(sucrose)：葡萄糖—果糖乳糖(lactose)：葡萄糖—半乳糖能水解生成幾分子單糖的糖，各單糖之間借脫水縮合的糖苷鍵相連。第6頁(yè)/共16頁(yè)多糖——能水解生成多個(gè)分子單糖的糖。常見的多糖有：淀粉(starch)糖原(glycogen)纖維素(cellulose)第7頁(yè)/共16頁(yè)多糖的分類（一）多糖按其來(lái)源的分類1．植物多糖從植物，尤其是從中藥材中提取的水溶性多糖。如當(dāng)歸多糖、枸杞多糖、大黃多糖、艾葉多糖、紫根多糖、柴胡多糖等。這類多糖多數(shù)沒有細(xì)胞毒性而質(zhì)量通過化學(xué)手段容易控制，已成為當(dāng)今新藥研究的發(fā)展方向之一。另一類植物多糖是水不溶性多糖，如淀粉、纖維素等。2．動(dòng)物多糖從動(dòng)物的組織、器官及體液中分離、純化得到的多糖。這類多糖多數(shù)為水溶性的黏多糖，并且也是最早作為藥物的多糖。如肝素、硫酸軟骨素、透明質(zhì)酸、豬胎盤脂多糖等。3．微生物多糖如香菇多糖，茯苓多糖，銀耳多糖，豬苓多糖，云芝多糖等。這類多糖主要對(duì)腫瘤治療及調(diào)節(jié)機(jī)體免疫效果顯著。4．海洋生物多糖從海洋、湖泊生物體內(nèi)分離、純化得到的多糖。這類多糖具有較為廣泛的生物學(xué)效應(yīng)，如幾丁質(zhì)（殼聚糖、甲殼素）、螺旋藻多糖等。第8頁(yè)/共16頁(yè)

（二）多糖按其在生物體內(nèi)的生理功能的分類

1．貯存多糖是細(xì)胞在一定生理發(fā)展階段形成的材料，主要以固定形式存在，較少是溶解的或高度水化的膠體狀態(tài)。貯存多糖是作為碳源的底物貯存的一類多糖，在需要時(shí)可通過生物體內(nèi)酶系統(tǒng)的作用分解而釋放能量，故又稱為貯能多糖。淀粉和糖原分別是植物和動(dòng)物的最主要貯存多糖。

2．結(jié)構(gòu)多糖也稱水不溶性多糖，具有硬性和韌性。結(jié)構(gòu)多糖在生長(zhǎng)組織里進(jìn)行合成，是構(gòu)成細(xì)菌細(xì)胞壁或動(dòng)、植物的支撐組織所必需的物質(zhì)，如幾丁質(zhì)、纖維素。

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（三）多糖按其組成成分的分類

1．同聚多糖（均一多糖）（homopolysaccharide）該多糖是由一種單糖縮合而成，如淀粉、糖原、纖維素、戊糖膠、木糖膠、阿拉伯糖膠、幾丁質(zhì)等。

2．雜聚多糖（不均一多糖）（heteropolysaccharide）該多糖是由不同類型的單糖縮合而成，如肝素、透明質(zhì)酸和許多來(lái)源于植物中的多糖如波葉大黃多糖、當(dāng)歸多糖、茶葉多糖等。

3．黏多糖（mucopolysaccharide）是一類含氮的不均一多糖，其化學(xué)組成通常為糖醛酸及氨基己糖或其衍生物，有的還含有硫酸。如透明質(zhì)酸、肝素、硫酸軟骨素等。黏多糖也稱為糖胺聚糖（glycosaminoglycan）。

4．結(jié)合糖也稱糖復(fù)合物（glycoconjugate）或復(fù)合糖，是指糖和蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等非糖物質(zhì)結(jié)合的復(fù)合分子。主要有以下幾類：

第10頁(yè)/共16頁(yè)（1）糖蛋白（glycoprotein）：是糖與蛋白質(zhì)以共價(jià)鍵結(jié)合的復(fù)合分子。糖和蛋白質(zhì)結(jié)合的方式有：

1)和含羥基的氨基酸（絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸等）以糖苷形式結(jié)合，稱為O連接。

2)糖和天冬酰胺的酰胺基連接，稱為N連接。常見的糖蛋白包括人紅細(xì)胞膜糖蛋白、血漿糖蛋白、黏液糖蛋白等。

（2）蛋白聚糖（proteoglycan）：也是一類由糖與蛋白質(zhì)結(jié)合形成的非常復(fù)雜的大分子糖復(fù)合物，其中蛋白質(zhì)含量一般少于多糖。根據(jù)其所含糖胺聚糖種類的不同分別稱為硫酸軟骨素蛋白聚糖、硫酸皮膚素蛋白聚糖和肝素蛋白聚糖等。

（3）糖脂（glycolipids）：是糖和脂類以共價(jià)鍵結(jié)合形成的復(fù)合物，組成和總體性質(zhì)以脂為主體。糖脂又可分為：

1）分子中含鞘氨醇的鞘糖脂（glycosphingolipid），又分中性和酸性鞘糖脂兩類，分別以腦苷脂和神經(jīng)節(jié)苷脂為代表。

2）分子中含甘油酯的甘油糖脂（glyceroglycolipid）。

3）由磷酸多萜醇衍生的糖脂。

4）由類固醇衍生的糖脂。

糖脂廣泛存在于生物體，其主要的功能包括參與細(xì)胞與細(xì)胞間相互作用和識(shí)別，參與細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)節(jié)、癌變和信息傳遞以及與生物活性因子的相互作用，細(xì)胞標(biāo)記和抗原及免疫學(xué)功能等。

（4）脂多糖（lipopolysaccharide）：也是糖與脂類結(jié)合形成的復(fù)合物，與糖脂不同的是在脂多糖中以糖為主體成分。常見的脂多糖有胎盤脂多糖，細(xì)菌脂多糖等。第11頁(yè)/共16頁(yè)纖維素——作為植物的骨架。β-1,4-糖苷鍵第12頁(yè)/共16頁(yè)結(jié)合糖——糖與非糖物質(zhì)的結(jié)合物。糖脂(glycolipid)：是糖與脂類的結(jié)合物。糖蛋白(glycoprotein)：是糖與蛋白質(zhì)的結(jié)合物。常見的結(jié)合糖有：第13頁(yè)/共16頁(yè)糖的主要生理功能是氧化供能糖在生命活動(dòng)中的主要作用是提供碳源和能源。

如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、膽固醇、核苷等物質(zhì)的原料。作為機(jī)體組織細(xì)胞的組成成分。提供合成體內(nèi)其他物質(zhì)的原料。如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的組成成分。第14頁(yè)/共16頁(yè)多糖的分離、純化及降解

(一)多糖的提取與分離由于各類多糖的性質(zhì)及來(lái)源不同，所以提取方法也各有所異，主要?dú)w納為以下幾類：1．第一類難溶于水，可溶于稀堿液的主要是膠類，如木聚糖及半乳糖等。原料粉碎后用0.5mol/LNaOH水溶液提取，提取液經(jīng)中和及濃縮等步驟，最后加入乙醇，即得粗糖沉淀物。2．第二類易溶于溫水，難溶于冷水的多糖，可用70～80℃熱水提取，提取液用氯仿∶正丁醇（4∶1）混合除去蛋白質(zhì)，經(jīng)透析、濃縮后再加入乙醇即得粗多糖產(chǎn)物。３．第三類黏多糖的提取。在組織中，黏多糖多與蛋白質(zhì)以共價(jià)鍵結(jié)合，故提取時(shí)需設(shè)法破壞黏多糖與蛋白質(zhì)之間的結(jié)合鍵。通常使用蛋白酶水解蛋白部分或堿處理，使黏多糖與蛋白質(zhì)之間的結(jié)合鍵斷裂，以促進(jìn)黏多糖的釋放以便于提取。（1）堿液