王镜岩生物化学经典课件1糖1的生物化学1考研必备学生物化学必备

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1、第1章糖类一、引言(一)糖类的存在与来源碳水化合物是地球上最丰富的有机化合物，每年全球植物和藻类光合作用可转换1000亿吨CO2和H2O成为纤维素和其他植物产物。植物体85-90%的干重是糖类。总的说来，糖类在生物体内所起的作用包括：能量物质、结构物质和活性物质。（二）糖类的生物学作用绿色植物的皮、杆等的多糖（纤维素、半纤维素和果胶物质等）；昆虫、蟹、虾等外骨骼糖（几丁质）；结缔组织中的糖（肝素、透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等）；细菌细胞壁糖称作结构多糖；粮食及块根、块茎中的多糖（淀粉）；动物体内的贮藏多糖（糖元）是重

2、要的能源物质；糖蛋白（蛋白聚糖）中的糖；细胞膜及其他细胞结构中的糖如血型糖；活性糖分子是重要的信息分子；医疗用糖（葡萄糖及其衍生物，如葡萄糖酸的钠、钾、钙、锌盐等）；食用菌中的糖（香菇多糖、茯苓多糖、灵芝多糖、昆布多糖等）可以作为药物使用；糖类是重要的中间代谢物，可以转化为氨基酸、核苷酸和脂类。糖类主要由C、H、O三种元素组成，有些还有N、S、P等。单糖多符合结构通式：（CH2O）n，但仅从通式上并不能判断某分子是否就是糖，即：符合通式的不一定是糖，如CH3COOH（乙酸），CH2O（甲醛），C3H6O3（乳酸）；是糖的不

3、一定都符合通式，如C5H10O4（脱氧核糖），C6H12O5（鼠李糖）。糖类可以定义为：多羟基醛；多羟基酮；多羟基醛或多羟基酮的衍生物；可以水解为多羟基醛或多羟基酮或它们的衍生物的物质。（三）糖类的元素组成和化学本质（四）糖的命名与分类单糖（monosaccharides）不能水解为其他糖的糖，按碳原子数分为：丙糖（甘油醛）；丁糖（赤藓糖）；戊糖（木酮糖、核酮糖、核糖、脱氧核糖等）；己糖（葡萄糖、果糖、半乳糖等）等。寡糖（oligosaccharides）可以水解为几个至十几个单糖的糖，一般包括：二糖（disacchari

4、des）蔗糖、麦芽糖、乳糖；三糖（trisaccharides）棉籽糖和其他寡糖。多糖（polysaccharides）可水解为多个单糖或其衍生物的糖，包括：同多糖（homoglycans,homopolysaccharides）水解为同一单糖的高分子聚合物，淀粉、糖元、纤维素、几丁质、糖苷等。异多糖（heteroglycans,heteropolysaccharides）水解产物不止一种单糖或单糖衍生物，透明质酸、肝素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等。糖的衍生物指糖的氧化产物、还原产物、氨基取代物及糖苷化合物等，如，D-氨基葡

5、萄糖、N-乙酰氨基葡萄糖、糖的硫酸酯等；多糖复合物（polysaccharidescomplex）糖与脂、蛋白等共价相连组成蛋白多糖（proteinpolysaccharides）、糖蛋白（glycanproteins）、糖脂（glycanlipids）。（三）糖类研究的简史1843年，Dumas测定糖的实验式为（CH2O）n；1870年，Colley；1883年，Tollens设想葡萄糖的结构式；1881年，EmilFischer分析了单糖的结构，人工合成了当时已知的所有的己糖和戊糖；1846年，Dubrunfont提出

6、葡萄糖溶液有变旋现象；1893年，Fischer正式提出葡萄糖的环状结构；1895年，Tanret发现三种葡萄糖，其旋光性不同；1926年，W．N．Haworth提出葡萄糖的Haworth投影式；1928年，Malaprada发明过碘酸氧化法测定糖的结构；1932年，Fleury和Lange把这一方法完善化用于糖化学的研究；1933年，N．A．Saeuson提出端基差向异构体，以表示还原糖及糖苷的、两种异构体；1950年，R．E．Reeves证明己糖的椅式构象；1950s后，把生物化学最新的理论和方法用于糖生物化学的

7、研究，尤其在结构与功能关系的研究上取得了重要突破，发展或兴起了糖化学或糖生物化学的研究时代，特别是糖复合物的研究上发起了生命科学研究的又一个热点。二、旋光异构（一）有关旋光异构的几个概念葡萄糖及绝大多数糖都有使平面偏振光发生偏转的能力，即糖的旋光性，是因为糖都具有手性碳。糖的旋光性和旋光度由糖分子中的所有手性碳上的羟基方向所决定。糖的旋光性以右旋（以d或+表示）或左旋（以l或-表示）。构型是指一个分子由于其各原子特有的空间排列而使该分子具有特定的立体化学结构。当一个物质由一种构型转变为另一种构型时，要求有共价键的断裂或重新

8、形成。表明一个物质应有其特定的构型。单糖的构型以甘油醛为参照标准，甘油醛C2为手性碳，在投影式中与其相连的-OH在右边的为右旋（D型）、在左边的为左旋（L型），D型和L型互为立体异构体，是一对对映体（entipode），具有对映体的结构又称手性结构。单糖的构型由于手性碳往往不止一个，因而规定：离羰基最远