生物化学 糖类.pptx

第八章 糖类代谢第一部分 糖类;第一节 概述 第二节 单糖 第三节 寡糖 第四节 多糖 ;第一节 概述;;2．糖的分类 （1）根据分子中含醛基还是酮基可分为醛糖和酮糖 （2）根据分子中所含的碳原子数目（3-7）可分为丙 糖，丁糖，戊糖、己糖和庚糖，其中，丙糖(甘 油醛和二羟丙酮) 是最简单的糖类； （3）根据糖的结构单元数目多少分为单糖、寡糖和 多糖 ;单糖：不能被水解成更小分子的糖类； 寡糖：水解时产生2-6个单糖分子的糖类，如双糖、三糖，其中双糖最为普遍，意义也较大； 多糖：水解时产生20个以上单糖分子的糖类，包括同多糖和杂多糖。 同多糖：水解后只产生一种单糖或单糖衍生物 杂多糖：水解后产生一种以上单糖或/和单糖衍生物 ;二、糖类的分布及其生物学功能;2．糖类的生物学功能 （1）作为生物体的结构成分； （2）作为生??体内的主要能源物质； （3）在生物体内转变为其他物质； （4）作为细胞识别的信息分子。 ;第二节 单糖;;果糖分子式：C6H12O6 链状结构包含6个碳原子、5个羟基和1个酮基，因此称为己酮糖。 ;2. 单糖分子的构型 葡萄糖的投影式和透视式：;葡萄糖含4个手性碳原子，果糖含3个手性碳原子。 ;通常所谓的单糖构型是指分子中离羰基碳最远的那个手性碳原子的构型，如果在投影式中此碳原子上的羟基具有与D（+）-甘油醛C2-OH相同的取向，则为D型糖，反之为L型糖。; D（+）-葡萄糖的对映体只有L（-）-葡萄糖，其余的旋光异构体都是它的非对映体，物理化学性质会发生改变。;; 环化后，羰基碳上形成的差向异构体称为异头物。半缩醛碳原子也称为异头碳原子或者异头中心。 异头碳的羟基与最末的手性碳原子的羟基具有相同取向的称为α异头物，具有相反取向的称为β异头物。 ;（2） Haworth透视式表示葡萄糖的环状结构 ;氧环上的碳原子顺序按顺时针排列时，羟甲基在环平面上方的为D型糖，在环平面下方的为L型糖； 无论是D型糖还是L型糖，异头碳羟基与末端羟甲基是反式的为α异头物，顺式的为β异头物。 开链的单糖形成环状半缩醛时，最容易出现五元环和六元环的结构。D-葡萄糖主要以吡喃糖存在，呋喃糖次之。D-果糖也以两种形式存在。 ;; 对环己烷来说，有椅式和船式两种构象，船式构象的拥挤，因此，椅式构象是最稳定的构象。 ;? 吡喃糖环正好类似于环己烷。对于D-吡喃葡萄糖来说，有椅式和船式两种构象，其中椅式构象是优势构象。;;变旋现象：一种新配制的溶液旋光度改变的现象。其本质是由于分子立体结构发生了变化。 单糖溶液产生变旋现象的原因：单糖溶于水后，即产生环式与链式异构体间的互变，所以新配成的单糖溶液在放置的过程中其旋光度会逐渐改变，但经过一定时间，几种异构体达成平衡后，旋光度就不再变化。 ;（2） 甜度 各种糖的甜度不一，常以蔗糖甜度为标准进行比较。设蔗糖甜度为100，则果糖、葡萄糖、麦芽糖、半乳糖和乳糖甜度分别为175，70，35，30和16。 ;（3） 溶解度 单糖分子中有多个羟基，增加了它的水溶性，除甘油醛微溶于水，其它单糖均易溶于水，尤其在热水中溶解度极大。 微溶于乙醇，但不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。 ;2. 化学性质 单糖是多羟基醛或酮，因此具有醇羟基和羰基的性质，如具有醇羟基的成酯、成醚、成缩醛等反应和羰基的一些加成反应，又具有由于它们互相影响而产生的一些特殊反应。 ;（1）异构化 在弱碱性溶液中，D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖可以通过烯醇式结构相互转化。 ;D-葡萄糖和D-甘露糖就是C2差向异构体，这种变化又称为差向异构化。 葡萄糖可以异构化成为果糖的原理在工业上被用来制备高甜度的果葡糖浆。先利用廉价的谷物淀粉经酶水解成葡萄糖，再经过葡萄糖异构化酶的催化作用，使葡萄糖转化为甜度高的果糖，从而制得含40%以上果糖的果葡糖浆，俗称人造蜂蜜。 ;（2） 氧化反应 在氧化剂、金属离子和酶的作用下，单糖可以发生几种类型的氧化反应： 醛基氧化成醛糖酸； 伯醇基氧化成糖醛酸； 醛基、伯醇基同时氧化成醛糖二酸;氧化成醛糖酸 弱的氧化剂如Fehling试剂和Benedict试剂能使醛糖的醛基氧化成羧基，产物称醛糖酸，金属离子自身被还原。 Fehling 试剂：酒石酸钾钠、NaOH、CuSO4 Benedict 试剂：柠檬酸、Na2CO3、 CuSO4 ;单糖转化成开链形式才能发生上述反应;能还原Fehling试剂等弱氧化剂的性质称为还原性。具有还原性的糖称为还原糖，不具有还原性的糖称为非还原糖。 在碱性溶液中，醛糖和酮糖能够通过烯醇式中间体发生异构化，所以，酮糖也同样能够发生上述反应，也是还原糖。因此，单糖都是还原糖。 Fehling反应和Benedict反应可被用作还原糖的检验，但不能定量，因为