导图社区 糖类
- 737
- 55
- 20
- 举报
糖类
糖类分为单糖、寡糖、多糖。内容将从这几部分展开
编辑于2020-07-10 16:07:16
- 相似推荐
- 大纲
糖类
生物学作用
生物体的结构成分
细胞壁、纤维素、果胶、几丁质
生物体内的主要能源物质
淀粉、糖原
在生物体内转变为其他物质
细胞识别的信号分子
糖蛋白
特殊的生理活性
医疗用糖（葡萄糖及衍生物）、菌多糖
旋光异构
一组至少存在一对不可叠合的镜像体的立体异构，由于分子存在手性造成
特性
旋光性
旋光物质使平面偏振光的偏振面发生旋转的能力
糖都具有手性碳
不对称碳原子C*
与四个不同的原子/原子基团共价连接并因而失去对称性的四面碳
糖的旋光性和旋光度是由糖分子中所有手性碳上羟基方向决定
构型
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
必需涉及共价键断裂
表明一个物质应有其特定的构型
构象
由于绕单键旋转引起的组成原子的不同排列
不涉及共价键断裂
与稳定性有关
葡萄糖的椅式构象相较于船式更稳定
葡萄糖2种倚式，6种船式
分类
单糖
结构
链状结构
含n个C*的化合物，旋光异构体的数目=2*n，组成2*n/2对对映体
对映体
互为实物与镜像而不可重叠的立体异构体
非对应异构体
不是对映体的旋光异构体
差向异构体
仅一个C*的构型不同的非对映异构体
环状结构
变旋
许多单糖新配置的溶液发生旋光度改变的现象
环状半缩醛
醇与醛/酮可发生快速而可逆的亲核加成，形成半缩醛（醚类特征性反应）
半缩醛（羟基醚化物）
性质
物理性质
旋光性
甜度
蔗糖：100；果糖：2X100；其他天然糖<100
溶解度
甘油醛微溶于乙醇，不溶于乙醚、丙酮等非极性有机化合物
化学性质
1、异构化
稀酸稳定，碱性发生多种反应
碱催化的烯醇式作用结构结果（室温）
2、氧化
氧化成醛糖酸
氧化成醛糖二酸
氧化成糖醛酸
3、还原
4、形成糖脎
5、形成糖酯和糖醚
6、形成糖苷
环状单糖的半缩醛/半缩酮羟基与另一化合物（非糖）发生缩合形成的缩醛/缩酮
糖基
糖苷分子中提供半缩醛羟基的糖部分
糖苷配基
与糖基缩合的部分
糖苷键
糖基与配基之间的连键
最常见O—苷，其次是N—苷（核苷），S—苷和C—苷少见
糖+非糖=糖苷（+：糖苷键；共价结合）
2、3、4、5未考
寡糖
2—20个单糖
常见二糖
乳糖
蔗糖
1分子葡萄糖+1分子果糖
麦芽糖
2分子葡萄糖
纤维二糖
海藻糖
龙胆二糖
结构与性质
参与组成的单糖单位
参与成键的碳原子位置
参与成键的每个异头碳羟基构型
环糊精（环直链淀粉）
由6、7/8个葡萄糖单位通过α-1，4糖苷键连接成环状（内侧疏水，外侧亲水）
在碘遇淀粉变紫实验中，中途有环糊精产生
多糖
高分子质量
无甜味，无还原性，一般不能结晶
种类
同多糖
淀粉
水不溶性的半晶质
分支
分支越多，能量越大
糖原
“动物淀粉”，也已颗粒形式存在于动物细胞的胞液中
主要储存场所
肝脏和骨骼肌
各占5%和1.5%
水解终产物
葡萄糖
纤维素
生物圈中最丰富的有机物质，植物细胞壁主成分
代表
纤维二糖（基本单糖单位）
特性
物理
纤维状，略硬，不溶于水
化学
不分支（直链，线形）
水解需高温，高压，酸，纤维素酶
牛羊肠道寄生菌可分泌纤维素酶
右旋糖酐
定义
利用微生物制造，由许多葡聚糖（Glc）通过α-1，6、α-1，4、α-1，3糖苷键组成的多糖
高分子右旋糖酐
相对分子质量在75000左右
临床用作血浆代用品，治疗休克
低分子右旋糖酐
降低血液黏稠度，防血栓形成，兼利尿作用
几丁质/壳多糖
广泛分布于生物界，自然界第二丰富的糖
单体
N—乙酰—β—D—葡糖胺
性质
不分支
应用
良好的絮凝剂、结合阴离子，降胆固醇去毒素、做人造皮肤、饮料和食品加工、化学品加工
杂多糖
果胶
细胞壁的基质多糖
主链
聚半乳糖醛酸、聚鼠李半乳糖醛酸
半纤维素
碱溶性植物细胞壁多糖，即除去果胶物质后的残留物能被15%NaOH提取的多糖
有侧链，分子大小为50—400个残基
大量存在于植物的木质化部分
琼脂
俗称洋菜
从石花菜等海藻中提取出来的多糖复合物
细菌杂多糖
细菌细胞壁
革兰氏阳性细菌细胞壁
多层网状肽聚糖+磷壁酸（特有）
革兰氏阴性细菌细胞壁
单层肽聚糖（不含磷壁酸）+外脂膜（脂多糖（特有）、脂蛋白、膜孔蛋白和磷脂组成）
肽聚糖
粘肽式胞壁酸，一个基本结构单位（胞壁肽）重复排列构成
胞壁肽：一个含有四肽侧链的二糖单位，由β-1，4糖苷键连接的N—乙酰葡糖胺（NAG）和N—乙酰胞壁酸（NAM）
由二糖四肽重复单位连接而成的网状囊形结构，也可看成壳多糖链的单糖残基交替被乳酸取代，并连接着四肽侧链
磷壁酸
主链
醇（多元醇）和磷酸
侧链
D—Ala式葡萄糖，分别以酯键/糖苷键相连
分类
按醇组分不同
核糖磷壁酸
甘油磷壁酸
按细胞表面固定方式
脂磷壁酸
跨肽聚糖层，以其末端磷酸共价连接于脂质中糖酯的寡糖苷部分
壁磷壁酸
不深入质膜，其末端以磷酸二酯键与肽聚糖的N—乙酰胞壁酸残基相连
细胞生长中作用
防止细胞壁大范围破裂
参与磷的储存
组成丰富的细胞壁抗原特异性
脂多糖/内毒素
革兰氏阴性细菌细胞壁特有结构，亲水表面，对许多物质如疏水抗生素、去污剂、染料和胆酸起通透性屏障作用
内毒性
从繁殖/破裂细菌中释放出的脂多糖在哺乳动物宿主中引起多种生物效应，经常为毒性效应
组成
脂质A（二糖单位）
两分子D—葡糖胺通过β-1，6糖苷键连接的重复单位构成，二糖单位两端C1’和C4位各有一个磷酸基
杂多糖
核心寡糖
通过酸性八碳糖（KDO）连接于脂质A，KDO经常以二糖/三糖形式存在，分为内核心和外核心
O—特异链/O—多糖
数十个相同的寡糖单位组成
借糖苷键与外核心相连
具有抗原特性
借血清学鉴别革兰氏阳性细菌种类依据
糖胺聚糖和蛋白聚糖
子主题
糖蛋白及其糖链
糖蛋白
一类复合糖/一类缀合pro，糖链为缀合pro的辅基
糖链：小于15个单糖单位，也称寡糖链/聚糖链
许多膜蛋白和分泌蛋白都是糖蛋白
不同糖蛋白中含糖量变化很大
糖肽连键
糖蛋白和多肽链以多种形式共价连接
糖在2、3、4、6位连接
类型
N—糖肽键
β-构型的N—乙酰葡糖胺异头碳与Asn的人—酰胺N原子共价连接而成的N—糖苷键
分布于血浆蛋白和膜蛋白中
O—糖肽键
单糖的异头碳与羟基氨基酸的羟基O原子共价结合形成的O—糖苷键
包括
N—乙酰半乳糖胺与Ser/Thr缩合而成
对碱不稳定
在粘液糖蛋白和某些球蛋白中发现
半乳糖与羟赖氨酸（Hyl）形成O—糖肽键
对碱稳定
存在于胶原蛋白中
L—呋喃阿拉伯糖与羟脯氨酸（Hyp）形成O—糖肽键
对碱稳定
存在于所有含Hyp的植物糖蛋白中
糖链生物学功能
在糖蛋白新生肽链折叠和缔合中的作用
N—糖肽链参与新生肽折叠，维持pro的组成构象
影响糖蛋白的分泌和稳定性
参与分子识别和细胞识别
分子识别
生物分子的选择性相互作用。如抗原与抗体间、酶与底物/抑制剂间、激素与受体间专一性结合，常表现为受体和配体的相互作用
细胞识别
精卵识别
卵子外有一层透明的糖蛋白外衣，称透明袋，有ZP—1、ZP—2、ZP—3三种糖蛋白组成
细胞粘着
多细胞生物中细胞有相互识别而聚集成细胞群的能力
进化中细胞生物出现的必然现象
与糖蛋白的生物活性
与酶活性
酶的新生肽链、折叠、转运和保护
与激素活性
FSH（促卵泡激素）
LH（促黄体生成激素）
TSH（促甲状腺激素）
与IgG活性
每分子IgG平均含糖链的三条
几乎全部N—糖链都是复杂性
类风湿性关节炎，红斑狼疮等都是一种IgG的糖链结构改变有关的自身免疫病
血型物质
血型
A
IAIA（AA）/IAi（AO）
A
凝集原（红细胞膜中抗原）
抗B（β）
凝集素
B
IBIB（BB）/IBi（BO）
B
抗A（α）
AB
IAIB（AB）
A和B
无抗A和抗B
O
ii（OO）
无A无B
抗A和抗B
糖胺聚糖和蛋白聚糖
细胞外基质的重要成分。动物组织（结缔组织）的胞外空间充盈着凝胶样的基质，使组织细胞维系在一起，并为营养物和氧气扩散到各细胞提供多孔通道
糖胺聚糖
动植物结缔组织中
属杂多糖，为不分支的长链聚合物
二糖单位
己糖醛酸和己糖胺
阴离子多糖链，呈酸性
在体内以蛋白聚糖形式存在，透明质酸是例外
生物学作用
亲水性强，保持疏松结缔组织中的水分
多价阴离子，K+、Na+、Ca2+、Mg2+有较大亲和力
有粘滞性，有润滑和保护作用
促进伤口愈合
种类
透明质酸
硫酸软骨素、硫酸皮肤素
硫酸角质素
硫酸乙酰肝素
蛋白聚糖
由一条/多条糖胺聚糖和一个核心蛋白共价连接而成
除含糖胺聚糖链外，尚有一些N—/O—连接的寡糖链
种类
大分子聚集型胞外基质蛋白聚糖（细胞基质中）
小分子富含Leu胞外基质蛋白聚糖
跨膜胞内蛋白聚糖
核心蛋白特点
含有n个不同的结构域
都含有相应的糖胺聚糖结合结构域
可通过特色结构域锚定在细胞表面/大分子上
有特异相互作用的结构域
糖链结构分析
步骤
分离纯化（同蛋白质）
从糖蛋白释放完整聚糖（酶）
聚糖的分离纯化
纯度鉴定和相对分子质量测定
单糖组成的测定
完整聚糖链的序列分析
一般方法
高碘酸氧化
一类非抗体的pro/糖蛋白，能与糖类专一地共价结合，并具有凝集细胞和沉淀聚糖和复合糖的作用
第一个被纯化的动物细胞凝集素：肝细胞表面的半乳糖结合受体