生物化学糖化学

考研用较详细，主要内容有糖的分类、糖的主要生物学作用、多糖的分类、重要多糖的化学结构与主要生物学作用、多糖的含量与纯度测定、多糖的提取与分离。支持大家指正纠错。

糖化学

• 糖的分类
  • 单糖
    • 不能被水解成更小分子的糖
    • 丙糖
      • 自然界最简单的糖
      • 两种：甘油醛、二羟丙酮→糖代谢的中间产物
    • 丁糖
      • D－赤藓糖，其磷酸酯是糖代谢的中间产物
    • 戊糖
      • D－核糖、D－木糖、五碳糖、核糖、脱氧核糖
    • 己糖
      • 分布最广，数量最多，与机体的营养代谢最密切
        • 六碳糖、葡萄糖、果糖、半乳糖
    • 庚糖
      • 庚酮糖，以磷酸酯的形式作为糖代谢的重要中间产物
  • 寡糖
    • 单糖缩合而成，含2－9个单糖分子，水解后生成两分子单糖
    • 二糖
      • 二糖都有旋光性，部分有还原性
        • 蔗糖、麦芽糖、乳糖
    • 三糖
      • 棉籽糖，是半乳糖葡萄糖和果糖以糖苷键连接而成的三糖
  • 多糖
    • 由许多单糖分子缩合而成的长链结构，分子量都很大
      • 淀粉、糖原、纤维素
    • 有旋光性，但无变旋现象
• 糖的主要生物学作用
  • 人和动物的主要能源物质
    • 淀粉、糖原、纤维素
  • 具有结构功能
    • 纤维素、黏多糖
  • 具有复杂的多方面的生物活性和功能
  • 信息分子
• 多糖的分类
  • 按来源
    • 植物多糖
      • 水溶性多糖
      • 水不溶性多糖
        • 淀粉、纤维素
    • 动物多糖
      • 多为水溶性的黏多糖，最早作为药物的多糖
    • 微生物多糖
      • 主要对肿瘤治疗及调节免疫效果显著
    • 海洋生物多糖
      • 具有较为广泛的生物学效应
        • 几丁质（壳聚糖、甲壳素）、螺旋海藻糖、琼脂（海藻多糖）等
  • 按生理功能
    • 贮存多糖
      • 淀粉和糖原分别是植物和动物最主要的贮存多糖
    • 结构多糖
      • 水不溶性多糖
  • 按组成成分
    • 同聚多糖
      • 一种单糖聚合而成
        • 淀粉、糖原、纤维素、阿拉伯糖胶、几丁质
    • 杂聚多糖
      • 不同类型单糖缩合而成
        • 肝素、透明质酸
    • 黏多糖（糖胺聚糖）
      • 含氮不均一多糖，化学组成通常为糖醛酸及氨基己糖或其衍生物，有的还含有硫酸
        • 透明质酸、硫酸软骨素、肝素
    • 结合糖
      • 糖和蛋白质、脂质等非糖物质结合的复合分子
      • 糖蛋白
        • 糖含量小于蛋白质
          • O连接：与含羟基的氨基酸（丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸等）以糖苷形式结合
          • N连接：糖和天冬酰胺的酰胺基连接
            • 多数具有Man-β-1，4-GlcNAc-β-Asn结构
        • 人红细胞膜糖蛋白、血浆糖蛋白、黏液糖蛋白、酶、具有运载能力的蛋白质
      • 蛋白聚糖
        • 蛋白质含量小于多糖
          • 由糖胺聚糖链共价连接于核心蛋白所组成
        • 是构成动物结缔组织大分子的基本物质，也存在于细胞表面，参与细胞与细胞、或者细胞与基质之间的相互作用等
      • 糖脂
        • 以脂为主体
        • 糖类通过其还原末端以糖苷键与脂质相连
        • 参与细胞与细胞间相互作用和识别参与细胞生长调节、癌变和信息传递以及与生物活性因子的相互作用、细胞标记和抗原及免疫学功能等
      • 脂多糖
        • 以糖为主题部分
        • 胎盘脂多糖、细菌脂多糖
• 重要多糖的化学结构与主要生物学作用
  • 淀粉
    • 淀粉＋正丁醇→微晶沉淀→直链淀粉 淀粉＋甲醇→无定型物质→支链淀粉
  • 糖原
    • 动物体内的贮存多糖主要存在于肝及肌肉中
  • 葡聚糖
    • 同聚多糖，葡萄糖之间几乎均为α-1，6连接，也可通过α-1,2、α-1，3、α-1，4连接而形成分支状
    • 又名右旋糖酐，作为代血浆已用于临床
    • 酵母菌及某些细菌中的贮有多糖
  • 纤维素
    • 由许多β-D-葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连接而成的直连同聚多糖
    • 极不溶于水，对酸水解有较强的抵抗力，但能溶于浓盐酸、浓硫酸、浓磷酸
    • 反刍动物体内有β-1,4-糖苷键的酶，能消化作为能量
    • 与浓硝酸作用生成硝化纤维素，炸药的原料 纤维素一硝酸酯与二硝酸酯混合物的醇醚溶液为火棉胶
  • 琼胶
    • 又称琼脂，一些海藻所含的多糖
    • 单糖组成为L-或D-半乳糖，化学结构为D-半乳糖以α-1，3糖苷键连接成短链，再与L-半乳糖以1，4糖苷键相连，L-半乳糖C6结合一分子硫酸基
    • 能吸水膨胀，不溶于冷水，可溶于热水成溶胶，冷却后成凝胶
    • 可用作细菌培养基的凝固剂
  • 几丁质
    • N-乙酰氨基葡萄糖通过β-1，4糖苷键连接起来的同聚多糖
  • 黏多糖类
    • 透明质酸
      • 由D-葡糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖交替组成
      • 其结构为葡糖醛酸与N-乙酰氨基葡萄糖以β-1，3键连接成二糖单位，后者再以β-1，4键与另一个二糖单位连成线性结构
      • 具有强吸水性，有黏结与保护细胞的作用
      • 透明质酸酶水解透明质酸，可以使药物容易扩散至病变部位以提高治疗效果 治疗关节炎和降血脂
    • 硫酸软骨素
      • 体内最多的黏多糖，软骨的主要成分
      • 降血脂、抗凝血作用，临床用于冠心病和动脉粥样硬化的治疗
    • 肝素
      • 天然抗凝血物质
      • 结构中氨基葡萄糖甘为α型 糖醛酸糖苷是β型
  • 细菌多糖
    • 肽聚糖
      • 又称胞壁质，是构成细菌细胞壁基本骨架的主要成分
      • 多糖与氨基酸链相连的多糖复合物
      • 结构中的D-氨基酸肽有抵抗肽水解酶的作用故对细胞有保护作用 溶菌酶能水解肽聚糖结构中的β-1，4糖苷键，导致细菌细胞膨胀破裂能溶解革兰阳性菌
      • 青霉素的抗菌作用就在于抑制肽聚糖的生物合成，细菌死亡
    • 脂多糖
      • 由外层低聚糖链、核心多糖及脂质三部分组成
      • 细菌脂多糖的外层低聚糖是使人致病的部分其单糖组分随菌株而不相同各种菌的核心多糖链均相似
• 多糖的含量与纯度测定
  • 含量测定
    • 总糖含量测定
      • 硫酸-蒽酮法
      • 硫酸-苯酚法
    • 糖醛酸含量测定
      • 硫酸-咔唑法
    • 氨基葡萄糖的含量测定
      • 乙酰丙酮显色法
  • 纯度分析
    • 电泳法、凝胶柱层析法、紫外扫描法、其他方法（官能团分析、纸层析、水解后糖组分分析）
  • 分子量测定
    • 凝胶柱层析法、特性黏度法
• 多糖的提取与分离
  • 分离
    • 溶剂法
  • 提取
    • 不溶性多糖：粉碎后用0.5mol/L NaOH水溶液提取，经中和及浓缩最后加入乙醇
    • 水溶性多糖：70～80℃热水提取，提取液用氯仿：正丁醇（4：1）混合除去蛋白质，经透析、浓缩后再加入乙醇
    • 黏多糖
      • 碱液提取法：预处理后用0.5mol/LNaOH 溶液4℃提取，用酸中和，蛋白质可用调PH、加热或白陶土吸附法除去，最后以乙醇沉淀
      • 蛋白水解酶消化法：5％三氯乙酸沉淀除去蛋白质，加入乙醇
  • 纯化
    • 分级沉淀法
    • 季铵盐络合法
    • 离子交换层析法
    • 凝胶过滤法
    • 制备性区带电泳
    • 固定化凝集素的亲和层析法