生物化学 糖类的化学 生物化学 第四章 糖类的化学.ppt

多糖代表物 （一）淀粉与糖原 1.淀粉 天然淀粉由直链淀粉〔以α-(1,4)糖苷键连接〕与支链淀粉〔 分支点为α-(1,6)糖苷键〕组成。 淀粉与碘的呈色反应与淀粉糖苷链的长度有关： 链长小于6个葡萄糖基，不能呈色。 链长为20个葡萄糖基，呈红色。 链长大于60个葡萄糖基，呈蓝色。 2.糖原 又称动物淀粉，与支链淀粉相似，与碘反应呈红紫色 糖原的结构 （二）纤维素与半纤维素 纤维素是自然界最丰富的有机化合物，是一种线性的由D-吡喃葡萄糖基借β-(1,4)糖苷键连接的没有分支的同多糖。微晶束相当牢固。 纤维素中，纤维素分子以大量氢键连成平行、牢固的微晶束。主要用作棉纱、粘胶纤维（人造棉、人造丝）、纸张、硝酸纤维的原料弱酸水解可获得纤维二糖，例如在浓硫酸（低温）或稀硫酸（高温和高压）下水解木材废料，可以产生约20%的葡萄糖。 （三）壳多糖（几丁质） 壳多糖：又称壳聚糖,是甲壳素脱乙酰基产物，半透明的片状固体。不溶于水和有机溶剂，溶于有机酸如甲酸、乙酸和无机酸的水溶液，形成粘状液体，又称水溶性甲壳素。 是甲壳动物外骨骼的结构材料。 抗癌作用：抑制癌细胞转移； 镇痛：对中枢神经的镇疼作用； 生长：促进植物生长； 化妆品：良好的保水保湿性、稳定性； 低相对分子量的壳聚糖具有抗菌防腐作用，可用于腌制蔬菜、食品的保存，在食品和和医疗领域具有广泛的应用前景。 （四）葡聚糖 是D-葡萄糖以α-(1,6)糖苷键缩合为主链骨架，以α-(1,3)和 α-(1,4)糖苷键构成支链，整个分子形成网状。其凝胶可用作分子筛。 举例：琼脂 是一种海藻多糖，为琼脂胶和琼脂糖的混合物，含40%D-半乳糖，40%3，6-失水半乳糖，3%硫酸酯，2%丙酮酸。 具有凝固性、稳定性，用作增稠剂、凝固剂、悬浮剂、乳化剂、保鲜剂和稳定剂。广泛用于制造粒粒橙及各种饮料、果冻、冰淇淋、糕点、软糖、罐头、肉制品、八宝粥、银耳燕窝、羹类食品、凉拌食品等等。琼脂在化学工业、医学科研、可作培养基、药膏基及其他用途。 （五）糖胺聚糖 含有氨基己糖或乙酰氨基糖，也称为粘多糖。肝素、透明质酸和硫酸软骨素 透明质酸 是糖胺聚糖中结构最简单的 透明质酸（HA）以游离形式和或非共价（蛋白聚糖）形式存在，相对分子量达到250-2500个二糖单位。HA在溶液中呈高度伸展的不规则卷曲，一分子长达20μm。其表面含有大量亲水基团，能结合大量水，形成亲水的高粘度凝胶。据测定，1分子HA可在水中占据1000-10000倍于自身体积的空间。 当HA处于封闭的间隙如细胞间基质时，将产生膨胀压，加上HA分子表面的COO-吸引阳离子，更增加基质的渗透压，正是这些膨胀力使软骨、腱等结缔组织具有抗压和弹性。 HA存在于动物结缔组织的细胞外基质，在胚胎、滑液、玻璃体、脐带、鸡冠等中尤为丰富，以前从上述组织中提取HA，现在利用微生物发酵产生。 多糖的功能： 1.贮藏和结构支持物质。 2.抗原性（荚膜多糖）。 3.抗凝血作用（肝素）。 4.为细胞间粘合剂（透明质酸）。 5.携带生物信息（糖链）。 第三节 糖类药物的工业生产 * Biochemistry 生物化学 主讲：郭红彦 Tel 淮南联合大学 化工系 第4章 糖类的化学 糖类：是多羟基的醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。 第一节 概述 一、糖的概念、分布 最初，糖类化合物用Cn(H2O)m表示，统称碳水化合物。 鼠李糖及岩藻糖（C6H12O5)、脱氧核糖（C5H10O4) 种类繁多，分布广泛。约占植物体(纤维素）干重的85—90%，节肢动物的外壳—甲壳素。 二、糖类研究的历史及现状 18世纪后叶至19世纪20年代是糖类研究的第一个繁荣时期。分离、纯化和表征一大批糖；建立糖的结构、立体构型与光学关系的法则及环状结构。 由于研究方法的限制，加之蛋白质、核酸等研究的冲击，使科学家对糖的兴趣逐渐衰退，到上世纪70年代前几乎没有明显进展。 现代研究表明，大部分蛋白质以糖蛋白的形式存在，包括酶、免疫球蛋白、激素、毒素、结构蛋白等，涉及到细胞识别，物质运输，信息传递等。 随着研究装备、方法的进步，发现细胞膜上及细胞内的大量糖蛋白、蛋白聚糖，上世纪90年代后期，掀起第二次研究糖及衍生物的高潮，产生了新兴学科-糖生物学及糖基化工程，许多国家成立了糖研究协会，93年在美国召开首界国际糖工程会议。 目前，研究糖与蛋白质、脂、激素、矿质等的相互作用及其改性修饰，是该领域的热点。 三、糖类的主要生物学功能： ⒈主要能量来源：例如，生物氧化产生ATP ⒉生物合成的碳素骨架：例如，合成氨基酸的α—酮酸、合成核酸的核糖等。 ⒊结构物质：例如纤维素