考研复习王镜岩生物化学之糖化学
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01糖代谢概述Chapter糖代谢定义与特点定义特点糖代谢途径及关键酶糖酵解途径糖异生途径磷酸戊糖途径糖代谢与能量供应关系010203由于胰岛素分泌不足或作用障碍导致的糖代谢紊乱疾病。
糖尿病由于糖原合成或分解过程中酶缺陷导致的遗传性疾病。
糖原贮积病由于半乳糖代谢途径中酶缺陷导致的代谢性疾病。
半乳糖血症糖代谢异常疾病简介02糖原合成与分解Chapter糖原合成途径01关键酶调控02别构效应与激素调节03糖原分解途径糖原在糖原磷酸化酶的催化下逐步分解为葡萄糖-1-磷酸,再经过一系列反应生成葡萄糖。
关键酶调控糖原磷酸化酶是糖原分解的关键酶,其活性同样受到多种因素的调节。
激素与神经调节肾上腺素、胰高血糖素等激素可促进糖原分解,而胰岛素则抑制糖原分解。
同时,神经系统也可通过神经递质调节糖原分解。
糖原合成与分解在生理过程中的作用能量储存与供应血糖调节运动与应激反应糖尿病糖尿病患者胰岛素分泌不足或胰岛素抵抗,导致糖原合成减少、分解增加,血糖升高。
糖原贮积病由于糖原代谢相关酶缺陷导致糖原在肝脏或肌肉中异常贮积,引起相应的临床症状。
磷酸化酶缺乏症糖原磷酸化酶缺乏导致糖原分解障碍,患者可能出现低血糖、肝肿大等症状。
相关疾病案例分析03020103葡萄糖转运与利用Chapter01020304广泛分布于各种组织细胞,主要负责基础葡萄糖转运。
GLUT1主要表达于肝细胞和胰岛B 细胞,参与葡萄糖的释放和胰岛素分泌。
GLUT2主要分布于神经元,负责脑内葡萄糖的转运。
GLUT3主要表达于脂肪细胞和肌肉细胞,参与胰岛素刺激的葡萄糖转运。
GLUT4葡萄糖转运蛋白种类及功能三羧酸循环丙酮酸在有氧条件下进入线粒体,彻底氧化分解为CO2和H2O ,产生大量ATP 。
磷酸戊糖途径葡萄糖在细胞质中经过一系列反应,产生NADPH 和磷酸核糖等中间产物,参与细胞合成反应。
糖酵解途径ATP 。
葡萄糖在细胞内的利用途径通过调节葡萄糖转运和利用,维持血糖在正常范围内波动。
王镜岩生物化学经典课件糖的生物化学糖类是生物体中重要的营养物质,同时也是生命活动中不可或缺的分子。
糖类不仅为生物体提供能量,还参与细胞信号传导、细胞黏附、免疫识别等多种生物过程。
本文将结合王镜岩教授的生物化学经典课件,对糖的生物化学进行详细阐述。
一、糖的分类及结构特点根据分子结构的不同,糖类可分为单糖、双糖和多糖三大类。
其中,单糖是糖类的基本单位,包括葡萄糖、果糖、半乳糖等。
双糖由两个单糖分子通过糖苷键连接而成,如蔗糖、乳糖等。
多糖则由大量单糖分子通过糖苷键连接而成,如淀粉、纤维素等。
糖类分子的结构特点如下:1.多羟基:糖类分子中含有多个羟基(-OH),羟基的位置和数量不同,导致不同糖类分子的性质和功能各异。
2.羰基:糖类分子中含有一个醛基(-CHO)或酮基(-C=O),分别形成醛糖和酮糖。
3.立体异构:糖类分子中的碳原子连接的四个基团不同,导致糖类分子存在多种立体异构体。
例如,葡萄糖存在α和β两种异构体。
二、糖的代谢途径糖类在生物体内的代谢途径主要包括糖酵解、三羧酸循环、氧化磷酸化等过程。
1.糖酵解:糖酵解是指将葡萄糖等糖类分解为丙酮酸的过程。
糖酵解分为两个阶段:第一阶段为糖解作用,将葡萄糖分解为两分子的丙酮酸;第二阶段为乳酸发酵或酒精发酵,将丙酮酸进一步转化为乳酸或乙醇。
2.三羧酸循环:丙酮酸进入线粒体后,通过三羧酸循环(TCA 循环)彻底氧化分解。
在此过程中,丙酮酸被转化为柠檬酸,经过一系列反应,最终二氧化碳(CO2)和水(H2O)。
3.氧化磷酸化:在糖酵解和三羧酸循环过程中,产生的还原型辅酶NADH和FADH2通过电子传递链传递电子,最终与氧气结合水。
此过程伴随能量释放,用于合成ATP。
三、糖类的生理功能1.能量供应:糖类是生物体最主要的能量来源。
在氧化分解过程中,糖类可产生大量ATP,为生命活动提供能量。
2.结构支持:多糖如纤维素是植物细胞壁的主要成分,具有支持和保护细胞的作用。
3.细胞信号传导:糖蛋白和糖脂是细胞表面的重要组分,参与细胞识别、黏附、免疫应答等生物过程。
第一章糖一、糖的概念糖类物质是多羟基(2个或以上)的醛类(aldehyde)或酮类(Ketone)化合物,以及它们的衍生物或聚合物。
据此可分为醛糖(aldose)和酮糖(ketose)。
还可根据碳层子数分为丙糖(triose),丁糖(terose),戊糖(pentose)、己糖(hexose)。
最简单的糖类就是丙糖(甘油醛和二羟丙酮)由于绝大多数的糖类化合物都可以用通式Cn (H2O)n表示,所以过去人们一直认为糖类是碳与水的化合物,称为碳水化合物。
现在已经这种称呼并恰当,只是沿用已久,仍有许多人称之为碳水化合物。
二、糖的种类根据糖的结构单元数目多少分为:(1)单糖:不能被水解称更小分子的糖。
(2)寡糖:2-6个单糖分子脱水缩合而成,以双糖最为普遍,意义也较大。
(3)多糖:均一性多糖:淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质(壳多糖)不均一性多糖:糖胺多糖类(透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等)(4)结合糖(复合糖,糖缀合物,glycoconjugate):糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等(5)糖的衍生物:糖醇、糖酸、糖胺、糖苷三、糖类的生物学功能(1) 提供能量。
植物的淀粉和动物的糖原都是能量的储存形式。
(2) 物质代谢的碳骨架,为蛋白质、核酸、脂类的合成提供碳骨架。
(3) 细胞的骨架。
纤维素、半纤维素、木质素是植物细胞壁的主要成分,肽聚糖是细胞壁的主要成分。
(4) 细胞间识别和生物分子间的识别。
细胞膜表面糖蛋白的寡糖链参与细胞间的识别。
一些细胞的细胞膜表面含有糖分子或寡糖链,构成细胞的天线,参与细胞通信。
红细胞表面ABO血型决定簇就含有岩藻糖。
第一节 单糖一、 单糖的结构1、 单糖的链状结构确定链状结构的方法(葡萄糖):a. 与Fehling 试剂或其它醛试剂反应,含有醛基。
b. 与乙酸酐反应,产生具有五个乙酰基的衍生物。
c. 用钠、汞剂作用,生成山梨醇。
D-葡萄糖L-葡萄糖 半乳糖甘露糖 果糖最简单的单糖之一是甘油醛(glyceraldehydes),它有两种立体异构形式(Stereoismeric form),图7.3。
王镜岩生物化学课件007糖类12•糖类概述•单糖的结构与性质•寡糖与多糖的结构与性质•糖类的代谢途径与调控目录•糖类与疾病的关系•糖类在生物体内的应用•实验技术与方法在糖类研究中的应用01糖类概述糖类的定义与分类定义糖类是一类多羟基醛或多羟基酮及其衍生物,是自然界中广泛分布的一类重要的有机化合物。
分类根据糖类的分子结构和性质,可将其分为单糖、寡糖和多糖三大类。
其中,单糖是最简单的糖类,不能被水解成更小的分子;寡糖由2-10个单糖分子组成,多糖则由10个以上的单糖分子组成。
糖类是生物体主要的能量来源,通过糖酵解和氧化磷酸化等过程释放能量。
提供能量结构成分信息传递糖类参与构成细胞壁、细胞膜等重要结构,维持细胞形态和功能。
糖类在生物体内还作为信号分子参与信息传递过程。
030201糖类的生理功能糖类的化学结构单糖的化学结构01单糖分子中含有醛基或酮基,以及多个羟基,常见的单糖有葡萄糖、果糖和半乳糖等。
寡糖的化学结构02寡糖由单糖分子通过糖苷键连接而成,常见的二糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖等。
多糖的化学结构03多糖由多个单糖分子通过糖苷键连接而成的高分子化合物,常见的多糖有淀粉、纤维素和糖原等。
多糖在生物体内具有重要的生理功能,如储能、结构支持和免疫调节等。
02单糖的结构与性质单糖的分类醛糖和酮糖根据羰基在碳链上的位置,单糖可分为醛糖和酮糖。
醛糖又可分为甘油醛、葡萄糖、甘露糖等;酮糖包括果糖、二羟丙酮等。
己糖、戊糖和丙糖根据碳原子数目,单糖可分为己糖(如葡萄糖、果糖)、戊糖(如核糖、脱氧核糖)和丙糖(如甘油醛)。
D-型和L-型根据碳链上距羰基最远的手性碳原子的构型,单糖可分为D-型和L-型。
人体内的单糖主要为D-型。
单糖的结构特点手性碳原子单糖分子中有多个手性碳原子,使得单糖具有旋光性。
环状结构在水溶液中,单糖分子中的醛基或酮基可与羟基反应,形成半缩醛或半缩酮,进而形成环状结构。
这种环状结构使得单糖更稳定。
异构体由于单糖分子中存在多个手性碳原子,因此单糖具有多种异构体。
第⼗⼀章糖类代谢--王镜岩《⽣物化学》第三版笔记(完美打印版)第⼗⼀章糖类代谢第⼀节概述⼀、特点糖代谢可分为分解与合成两⽅⾯,前者包括酵解与三羧酸循环,后者包括糖的异⽣、糖原与结构多糖的合成等,中间代谢还有磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。
糖代谢受神经、激素和酶的调节。
同⼀⽣物体内的不同组织,其代谢情况有很⼤差异。
脑组织始终以同⼀速度分解糖,⼼肌和⾻骼肌在正常情况下降解速度较低,但当⼼肌缺氧和⾻骼肌痉挛时可达到很⾼的速度。
葡萄糖的合成主要在肝脏进⾏。
不同组织的糖代谢情况反映了它们的不同功能。
⼆、糖的消化和吸收(⼀)消化淀粉是动物的主要糖类来源,直链淀粉由300-400个葡萄糖构成,⽀链淀粉由上千个葡萄糖构成,每24-30个残基中有⼀个分⽀。
糖类只有消化成单糖以后才能被吸收。
主要的酶有以下⼏种:1.α-淀粉酶哺乳动物的消化道中较多,是内切酶,随机⽔解链内α1,4糖苷键,产⽣α-构型的还原末端。
产物主要是糊精及少量麦芽糖、葡萄糖。
最适底物是含5个葡萄糖的寡糖。
2.β-淀粉酶在⾖、麦种⼦中含量较多。
是外切酶,作⽤于⾮还原端,⽔解α-1,4糖苷键,放出β-麦芽糖。
⽔解到分⽀点则停⽌,⽀链淀粉只能⽔解50%。
3.葡萄糖淀粉酶存在于微⽣物及哺乳动物消化道内,作⽤于⾮还原端,⽔解α-1,4糖苷键,放出β-葡萄糖。
可⽔解α-1,6键,但速度慢。
链长⼤于5时速度快。
4.其他α-葡萄糖苷酶⽔解蔗糖,β-半乳糖苷酶⽔解乳糖。
⼆、吸收D-葡萄糖、半乳糖和果糖可被⼩肠粘膜上⽪细胞吸收,不能消化的⼆糖、寡糖及多糖不能吸收,由肠细菌分解,以CO2、甲烷、酸及H2形式放出或参加代谢。
三、转运1.主动转运⼩肠上⽪细胞有协助扩散系统,通过⼀种载体将葡萄糖(或半乳糖)与钠离⼦转运进⼊细胞。
此过程由离⼦梯度提供能量,离⼦梯度则由Na-K-ATP酶维持。
细菌中有些糖与氢离⼦协同转运,如乳糖。
另⼀种是基团运送,如⼤肠杆菌先将葡萄糖磷酸化再转运,由磷酸烯醇式丙酮酸供能。
生物化学王镜岩(第三版)课后习题解答全第一章糖类总结糖类是四大类生物分子之一,广泛存在于生物界,特别是植物界。
糖类在生物体内不仅作为结构成分和主要能源,复合糖中的糖链作为细胞识别的信息分子参与许多生命过程,并因此出现一门新的学科,糖生物学。
大多数糖的实验式为(CH2O)n,其化学本质为多羟基醛、多羟基酮及其衍生物。
糖根据聚合度分为单糖和一个单体;低聚糖,含2-20个单体;多糖,含有20多种单体。
同多糖指仅含有一种单糖或单糖衍生物的多糖,杂多糖指含有一种以上单糖或单糖衍生物的多糖。
糖与蛋白质或脂质共价结合形成的结合物称为复合糖或糖结合物。
单糖,除二羟丙酮外,都含有不对称碳原子(c*)或称手性碳原子,含c*的单糖都是不对称分子,当然也是手性分子,因而都具有旋光性,一个c*有两种构型d-和l-型或r-和s-型。
因此含n个c*的单糖有nn-1两个光学异构体形成两对不同的对映体。
任何光学异构体只有一个对映体,其他光学异构体是其非对映体,只有两个具有不同C*构型的光学异构体被称为差向异构体。
单糖的构型是指离羧基碳最远的那个c*的构型,如果与d-甘油醛构型相同,则属d系糖,反之属l系糖,大多数天然糖是d系糖fischere论证了己醛糖旋光异构体的立体化学,并提出了在纸面上表示单糖链状立体结构的fischer投影式。
许多单糖在水溶液中有变旋现象,这是因为开涟的单糖分子内醇基与醛基或酮基发生可逆亲核加成形成环状半缩醛或半缩酮的缘故。
这种反应经常发生在c5羟基和c1醛基之间,而形成六元环吡喃糖(如吡喃葡糖)或c5经基和c2酮基之间形成五元环呋喃糖(如呋喃果糖)。
成环时由于羰基碳成为新的不对称中心,出现两个异头差向异构体,称α和β异头物,它们通过开链形式发生互变并处于平衡中。
在标准定位的hsworth式中d-单糖异头碳的羟基在氧环面下方的为α异头物,上方的为β异头物,实际上不像haworth式所示的那样氧环面上的所有原子都处在同一个平面,吡喃糖环一般采取椅式构象,呋喃糖环采取信封式构象。
第二章糖类提要一、定义糖、单糖、寡糖、多糖、结合糖、呋喃糖、吡喃糖、糖苷、手性二、结构1.链式:Glc、Man、Gal、Fru、Rib、dRib2.环式:顺时针编号,D型末端羟甲基向下,α型半缩醛羟基与末端羟甲基在两侧。
3.构象:椅式稳定,β稳定,因其较大基团均为平键。
三、反应1.与酸:莫里斯试剂、西里万诺夫试剂。
2.与碱:弱碱互变,强碱分解。
3.氧化:三种产物。
4.还原:葡萄糖生成山梨醇。
5.酯化6.成苷:有α和β两种糖苷键。
7.成沙:可根据其形状与熔点鉴定糖。
四、衍生物氨基糖、糖醛酸、糖苷五、寡糖蔗糖、乳糖、麦芽糖和纤维二糖的结构六、多糖淀粉、糖原、纤维素的结构粘多糖、糖蛋白、蛋白多糖一般了解七、计算比旋计算,注意单位。
第一节概述一、糖的命名糖类是含多羟基的醛或酮类化合物,由碳氢氧三种元素组成的,其分子式通常以Cn(H2O)n 表示。
由于一些糖分子中氢和氧原子数之比往往是2:1,与水相同,过去误认为此类物质是碳与水的化合物,所以称为"碳水化合物"(Carbohydrate)。
实际上这一名称并不确切,如脱氧核糖、鼠李糖等糖类不符合通式,而甲醛、乙酸等虽符合这个通式但并不是糖。
只是"碳水化合物"沿用已久,一些较老的书仍采用。
我国将此类化合物统称为糖,而在英语中只将具有甜味的单糖和简单的寡糖称为糖(sugar)。
二、糖的分类根据分子的聚合度分,糖可分为单糖、寡糖、多糖。
也可分为:结合糖和衍生糖。
单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。
寡糖由2-20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。
多糖由多个单糖(水解是产生20个以上单糖分子)聚合而成,又可分为同聚多糖和杂聚多糖。
同聚多糖由同一种单糖构成,杂聚多糖由两种以上单糖构成。
3糖化学1 考试大纲涉及课本第9、17、18、19、20、21、22、23章(一)糖类1 糖化学2 英文名词解释/糖类分类2.1 monosaccharide 单糖:书P3262.2 oligosaccharide 寡糖2.3 polysaccharide 多糖(同多糖和杂多糖及例子)2.4 glycoconjugates 糖复合物3糖类是地球上最丰富的有机化合物,根本来源是植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为糖类。
4糖类的生物学作用(大题不考,小细节注意)。
5糖类:是多羟基醛、多羟基酮或其衍生物,或水解时能产生这些化合物的多聚体。
地球上数量最多的一类有机化合物,根本来源是绿色细胞进行光合作用。
大多数糖类化合物只由碳,氢,氧三种元素组成,其实验式为Cn(H2O)m。
根据碳原子数,可分为丙糖、丁糖、戊糖等;根据聚合度可分为单糖、寡糖、多糖。
6变旋现象:(Mutarotation)是环状单糖或糖苷的比旋光度由于其α-和β-端基差向异构体达到平衡而发生变化,即旋光度发生改变,最终达到一个稳定的平衡值的现象。
变旋现象往往能被某些酸或碱催化。
由于单糖溶于水后,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,这种现象叫变旋现象。
7旋光性:当光波通过尼科尔棱镜时,会出现一种物理现象,即只允许某一平面振动的光波通过,其它的光波都被阻断,这种光称为平面偏振光。
当这种平面偏振光通过旋光物质的溶液时,光的偏振面会向右旋转一定的角度,则该物质称为右旋光性(以“+”表示)。
同样道理,向左旋转的称为左旋光性(以“-”表示)。
单糖等有机物是否有旋光性,与它的分子结构有关。
如果分子内部结构是对称的(如具有对称面、对称中心、对称轴等),就没有旋光性;反之就有旋光性。
生物体内存在的有机分子主要是由 C 、 H 、O、 N 四种元素组成的,其中只有 C 原子有可能形成不对称性。
原因是 C 原子表现为四价,即可与四个原子或原子团共价连接,如果连接的四个原子或原子团是能对称排列的,这个分子就表现为对称性;否则就表现为不对称性,这个 C 原子就称为手性碳原子。
大部分单糖都有至少一个不对称中心(二羟丙酮除外)。
8最简单的单糖是三碳糖:甘油醛和二羟丙酮。
单糖从丙糖到庚糖,除二羟丙酮外,都含有手性碳原子,具有旋光性。
糖的构型跟旋光方向并无直接关系。
旋光方向和程度是由整个分子的立体结构决定的,而不是由某个手性碳原子的构型决定的。
9差向异构体:葡萄糖和甘露糖、葡萄糖和半乳糖除了一个手性碳原子的构型不同外,其余的立体结构完全相同,这种仅有一个手性碳原子的构型不同的非对映体称为差向异构体。
10环状单糖:实际上,在水溶液中,丁醛糖和所有骨架含有五个及五个以上碳原子的单糖,都是以环状结构为优势形式存在的。
证据:一是许多单糖新配制的溶液会发生旋光度的改变,这种现象称为变旋。
二是葡萄糖作为多羟基醛,应该显示醛基的特性反应,但实际上不如简单醛类那样显著,推测单糖的醛基可能被屏蔽。
三是从羰基的性质了解到,醇与醛或酮可以发生快速而可逆的亲和加成,形成半缩醛或半缩酮。
如果羟基和羰基处于同一分子内,则可以发生分子内加成,导致环状半缩醛和半缩酮的形成。
作为多羟基醛或酮的单糖,完全可以形成这种环状结构。
(1893年Fischer正式提出葡萄糖分子具有环状结构的理论。
)11葡萄糖醛基性质不明显的原因:一个确定的单糖由开链变成环状结构时,羰基碳原子成为新的手性中心,导致羰基碳差向异构化,产生两个额外的立体异构体:a和β。
异头中心的羟基跟Fischer 投影式中连接最远的那个手性中心的羟基处于同一侧的异构体,称为α异头物,处于相反一侧的称为背β异头物。
α和β异头物,在水溶液中,可以通过开链形式互相转变,经一定时间后达到平衡,这就是产生变旋现象的原因。
新配置的αd葡萄糖溶液和βd葡萄糖溶液最终都会变成具有相同旋光性质的相同平衡混合液,此混合液约有1/3的αd葡萄糖和2/3的βd葡萄糖组成,具有游离醛基的开链葡萄糖不到0.024%,这便是为什么葡萄糖的醛基性质表现不明显的原因。
12糖醇类:在体内比其它糖吸收慢,代谢途径不同,并且不易被口腔细菌所利用,因此是一类低热量防龋齿的增甜剂。
糖精、天冬苯丙二肽、蛇菊苷和应乐果甜蛋白是一类低热量或无热量的非糖增甜剂。
前两个是人工合成的,并且发现不少合成的增甜剂对哺乳动物有致癌作用/致畸作用,多数已被禁用。
后两个是无毒的非糖天然增甜剂。
非糖增甜剂可作为糖尿病、心血管病、肥胖病和高血压患者的医疗食品添加剂。
13单糖的异构化(化学性质):单糖的异构化是在室温下碱催化的烯醇化作用的结果。
在碱性水溶液中,单糖发生分子重排,通过中间物烯二醇互相转化,成为酮-烯醇互变异构。
例如,D-葡萄糖在氢氧化钡溶液中放置数天后,可互变为D-甘露糖和D-果糖。
14 Benedict试剂:班氏试剂是斐林试剂的改良试剂,它与醛或醛糖反应生成红黄色沉淀。
它是由硫酸铜、柠檬酸钠和无水碳酸钠配置成的蓝色溶液,可以存放备用,避免斐林溶液必须现配现用的缺点。
柠檬酸钠和Cu2+生成络合离子,此络合离子与葡萄糖中的醛基反应生成红黄色沉淀。
班氏试剂由于较稳定且不易受其他物质如肌酸和尿酸等的干扰,在临床上常用它作为尿糖和血糖的定性或半定量检测剂。
当尿中含有不少于0.1%葡萄糖时,测试能给出阳性反应。
现在,有一种从青霉菌中提取的葡萄糖氧化酶,能催化β-D-葡萄糖氧化成D-葡萄糖酸-γ-内酯,临床上常用于测定总血糖。
15 D-半乳糖和L-半乳糖被强氧化剂氧化出相同的半乳糖二酸,也称黏酸,是一个无光学活性的内消旋化合物,分子内存在一个对称面。
16 丙糖:D-甘油醛是具有光学活性的,最简单的单糖,常被用作确定生物分子D、L构型的标准物。
二羟丙酮无光学活性。
二者的磷酸酯是糖酵解代谢途径中的重要中间物。
丁糖:D-赤藓糖和D-赤藓酮糖。
戊糖:D-核糖和2-脱氧-D-核糖。
D-木糖存在于植物和细菌的细胞壁中,是树胶和半纤维素的组分。
D-核酮糖和D-木酮糖。
D-阿拉伯糖也称果胶糖,广泛存在于植物和细菌的细胞壁以及树皮创伤处的分泌物中,是果胶物质、半纤维素、树胶和植物醣蛋白的重要组分。
己糖:D-葡萄糖也称右旋糖或者血糖,能被人体直接吸收并利用,大脑的主要燃料,是淀粉和纤维素的单糖。
D-半乳糖是乳糖、蜜二糖和棉子糖的组分之一,某些糖苷及脑苷酯和神经节苷脂的组分,主要以半乳聚糖形式存在于植物细胞壁中,常春藤果实内存在游离的半乳糖,果实表面常析出半乳糖结晶。
L-半乳糖存在于琼脂和其他多糖分子中。
D-甘露糖主要以甘露聚糖形式存在于植物细胞壁中,如坚果。
D-果糖也称左旋糖,是自然界中最丰富的酮糖,以游离状态跟葡萄糖和蔗糖一起存在于果汁和蜂蜜中,或与其他单糖结合成寡糖如蔗糖,或自身结合成果聚糖如菊芋块茎中的菊粉。
L-山梨糖另一个容易获得的己酮糖,存在于被细菌发酵过的山梨果汁中,是工业上合成维生素C的重要中间物。
庚糖:D-景天庚酮糖,大量存在于景天科植物中。
L-甘油-D甘露庚糖,存在于沙门氏杆菌细胞壁外层的脂多糖结构中。
辛糖:D-甘油-D-甘露辛酮糖,存在于鄂梨的果实中,功能尚不清楚。
糖醇:P339 偏应用,了解即可。
糖苷:P343偏应用,了解即可。
非还原糖:蔗糖、海藻糖蔗糖:广泛存在于光合植物中,而不存在于动物中,是一种非还原糖,经稀酸或蔗糖酶水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖,蔗糖的溶解度很大,并且大多数的生物活性都不受高浓度的蔗糖影响,因此蔗糖是与作为植物体中组织之间糖的运输形式。
海藻糖:又叫a-a-海藻糖,广泛的分布于藻类、真菌、地衣和节肢动物中,是一种非还原糖,可在海藻糖酶的作用下降解为葡萄糖,在蕨类中代替蔗糖成为主要的可溶性储存糖,在昆虫中,它是用作能源的主要血循环糖。
棉子糖:广泛分布于高等植物中,是一种非还原糖,用蜜二糖酶(一种a-半乳糖苷酶)水解时可产生半乳糖和蔗糖,用蔗糖酶水解时的产物是蜜二糖和果糖。
完全水解时产生葡萄糖,果糖和半乳糖。
环糊精:是芽孢杆菌属的某些种中的环糊精转葡糖基转移酶作用于淀粉生成的。
一般有6、7、8个葡萄糖残基通过a1→4糖苷键连接而成,属于非还原糖,形状像轮胎,对a-和β淀粉酶有较大抗性。
17同多糖和杂多糖:同多糖只含有一种单体,杂多糖含有两种或多种单体。
同多糖多称为贮存多糖,常被用为生物燃料,如淀粉、糖原和右旋糖酐等。
也可作为结构多糖如纤维素和壳多糖,是植物细胞壁和动物外骨骼的结构成分。
杂多糖为所有的动物、植物、微生物提供细胞外支撑,肽聚糖等。
18直链淀粉和支链淀粉:直链淀粉,当淀粉悬液用微溶于水的正丁醇饱和时,则形成微晶沉淀,仅少量的溶于热水,溶液放置后重新析出淀粉沉淀。
由a-葡萄糖残基通过a1→4糖苷键连接成的不分支的长链分子。
支链淀粉,向母液中加入与水混溶的甲醇,则得无定型物质,易溶于水,形成稳定的胶体,静置时溶液不会析出沉淀。
相对分子质量更大,高度分支,连接相继的葡萄糖残基的糖苷键也是a1—4糖苷键,在分支点还存在a1—6连接。
多数淀粉所含的直链淀粉和支链淀粉的比例约为1比4。
在天然淀粉溶液中,支链淀粉是直链淀粉的保护胶体。
淀粉链是有方向性的,一端是还原端,另一端是非还原端。
19糖原:与支链淀粉一样,也是a1—4连接的葡萄糖残基多聚物,并有a1—6的分支,只是分支程度更高,分支链更短,比淀粉更致密。
人体的糖原主要贮存在肝和骨骼肌,糖原是人和动物餐间以及肌肉剧烈运动时最易动用的葡萄糖储库,而葡萄糖是体内各器官重要代谢染料,更是大脑唯一直接可利用的燃料。
每一分支链都以非还原的单糖单位结尾,所以有n个分支链的糖原分子就有n+1个非还原端。
20葡萄糖为什么不以单糖形式储存?P348了解即可21右旋糖酐:又叫葡聚糖,是一类细菌和酵母的贮存多糖,也用做胞外的黏着物质,是a1—6连接的葡萄糖多聚体,都有a1—3连接的支链,有的还有a1—2或者a1—4的分支。
右旋糖酐可由明串珠菌发酵蔗糖产生。
人的口腔中生长的几种细菌,能利用蔗糖合成大量的右旋糖酐,是牙斑的主要成分。
右旋糖酐与交联剂(如表氯醇)的比例可以得到不同网孔的胶联凝胶,广泛用于大小排阻层析法的蛋白质分级分离。
22纤维素:是不分支的线性同多糖链,通过β1—4糖苷键连接葡萄糖单位组成。
大多数动物不能利用纤维素作为燃料的来源,因为缺乏一种水解β1—4糖苷键的酶。
白蚁容易消化纤维素,因为白蚁的肠道内气吸了一种共生的微生物,反刍动物的瘤胃内也富含分泌纤维素酶的细菌和原生动物。
腐木上的真菌和细菌也能产生纤维素酶。
23不被人体消化酶降解的食物成分称为膳食纤维。
纤维素和半纤维素是不溶性纤维,能促进结肠规律运动,降低患结肠癌的风险。