糖与糖代谢.ppt

第九章 糖 代 谢Chapter 9 Metabolism of carbohydrate 第一节 概述(introduction) 一、糖的生理功能 糖类是指多羟基醛或酮及其衍生物。糖类在生物体的生理功能主要有： ① 氧化供能：糖类占人体全部供能量的70%。 ② 作为结构成分：作为生物膜、神经组织等的组分。 ③ 作为核酸类化合物的成分：构成核苷酸，DNA，RNA等。 ④ 转变为其他物质：转变为脂肪或氨基酸等化合物。 二、生物体内的糖类 （一）单糖 单糖是最简单的糖，是不能水解为更小分子的糖。 葡萄糖，果糖都是常见单糖。 根据羰基在分子中的位置，单糖可分为醛糖和酮糖。 根据碳原子数目，可分为丙糖，丁糖，戊糖，己糖和庚糖。 单糖的种类虽多，但其结构和性质都有很多相似之处。 葡萄糖的分子式为C6H12O6，具有一个醛基和5个羟基，葡萄糖分子中含有4个手性碳原子，根据规定，单糖的D、L构型由碳链最下端手性碳的构型决定。 人体中的糖绝大多数是D-糖。 葡萄糖的醛基除了可以与C5上的羟基缩合形成六元环外，还可与C4上的羟基缩合形成五元环。五元环化合物不甚稳定，天然糖多以六元环的形式存在。五元环化合物可以看成是呋喃的衍生物，叫呋喃糖；六元环化合物可以看成是吡喃的衍生物，叫吡喃糖。因此，葡萄糖的全名应为α-D(+)-或β-D(+)-吡喃葡萄糖。 α-和β-糖互为端基异构体，也叫异头物 （二）寡糖 寡糖由2-6个单糖分子构成，其中以双糖最普遍。寡糖和单糖都可溶于水，多数有甜味。 寡糖中以双糖分布最普遍，意义也较大。 双糖是由两个单糖分子缩合而成。双糖可以认为是一种糖苷，其中的配基是另外一个单糖分子。 在自然界中，仅有三种双糖（蔗糖、乳糖和麦芽糖）以游离状态存在，其他多以结合状态存在（如纤维二糖）。 蔗糖是最重要的双糖，麦芽糖和纤维二糖是淀粉和纤维素的基本结构单位。 （三）多糖 多糖由多个单糖缩合而成。它是自然界中分子结构复杂且庞大的糖类物质。 多糖按功能可分为两大类：一类是结构多糖，如构成植物细胞壁的纤维素、半纤维素，构成细菌细胞壁的肽聚糖等；另一类是贮藏多糖，如植物中的淀粉、动物体内的糖原等。 还有一些多糖具有更复杂的生理功能，如粘多糖、血型物质等，它们在生物体内起着重要的作用。 多糖可由一种单糖缩合而成，称均一多糖，如戊糖胶（木糖胶、阿拉伯糖胶）、己糖胶（淀粉、糖原、纤维素等），也可由不同类型的单糖缩合而成，称不均一多糖，如半乳糖甘露糖胶、阿拉伯胶和果胶等。 多糖在水中不形成真溶液，只能形成胶体。多糖没有甜味，也无还原性。 多糖有旋光性，但无变旋现象。 （四）结合糖 结合糖是指糖与非糖物质的结合物，常见的是与蛋白质的结合物。它们的分布很广泛，生物功能多种多样，且都含有一类含氮的多糖，即粘多糖。根据含糖多少可分为以糖为主的蛋白多糖和以蛋白为主的糖蛋白。 糖蛋白是以蛋白质为主体的糖－蛋白质复合物，在肽链的特定残基上共价结合着一个、几个或十几个寡糖链。寡糖链一般由2－15个单糖构成。寡糖链与肽链的连接方式有两种，一种是它的还原末端以O-糖苷键与肽链的丝氨酸或苏氨酸残基的侧链羟基结合，另一种是以N-糖苷键与侧链的天冬酰胺残基的侧链氨基结合 （五）衍生糖 由单糖衍生而来，如糖胺、糖醛酸等。 糖在生物界中分布很广，几乎所有的动物，植物，微生物体内都含有糖。糖占植物干重的80%，微生物干重的10-30%，动物干重的2%。糖在植物体内起着重要的结构作用，而动物则用蛋白质和脂类代替，所以行动更灵活，适应性强。动物中只有昆虫等少数采用多糖构成外骨胳，其形体大小受到很大限制。 在人体中，糖主要以三种形式存在: (1)以糖原形式贮藏在肝和肌肉中。糖原代谢速度很快，对维持血糖浓度衡定，满足机体对糖的需求有重要意义。 (2)以葡萄糖形式存在于体液中。细胞外液中的葡萄糖是糖的运输形式，它作为细胞的内环境条件之一，浓度相当衡定。 (3)存在于多种含糖生物分子中。糖作为组成成分直接参与多种生物分子的构成。如:DNA分子中含脱氧核糖，RNA和各种活性核苷酸(ATP、许多辅酶)含有核糖，糖蛋白和糖脂中有各种复杂的糖结构。 三、食物中糖的消化和吸收 糖类在自然界植物性食物中分布极广，但在动物性食物中糖类的含量甚微，因此人体所需要的糖类主要来源于自然界中的各种植物性食物。其中谷类食物是人类糖类的最主要来源，糖类(淀粉)是谷物中的主要成分，大约占其总重量的70％左右。 食物中的糖类主要是植物淀粉(starch)和动物糖原(glycogen)两类可消化吸收的多糖。 首先在口腔被唾液中的淀粉酶(α-amylase)部分水解α-1，4糖苷键(α-1.4glycosidic bond