糖类化学及糖类生物药物新

化学糖类的知识点总结一、糖类的基本概念糖类是一类含有可溶性羟基的碳水化合物，它们通常是由碳、氢、氧三种元素组成的，化学式一般为（CH2O）n，其中 n 为大于或等于 3 的整数。

糖类在自然界中广泛存在，包括蜂蜜、水果、蔬菜、奶制品等食物中，在生物体内则广泛存在于细胞膜、核酸、蛋白质等生物大分子中。

根据其分子结构和性质，糖类可以分为以下几类：1. 单糖：是由一个具有多个羟基的碳链所组成的糖类，最简单的单糖是三碳的甘油醛(Glyceraldehyde)和四碳的醣醇(Erythrose)；2. 双糖：是由两个单糖分子通过糖苷键连接而成的化合物，如蔗糖（麦芽糖、大葡萄糖）、乳糖等；3. 多糖：是由多个单糖分子通过糖苷键连接而成的多聚糖，如淀粉、纤维素、糖原等。

在糖类中，单糖是最基本的单位，其他复杂的糖类都是由单糖经过酶催化反应而形成。

同时，单糖也是生物体内最重要的糖类之一，如葡萄糖、果糖、半乳糖等，它们是细胞内能量的重要来源，也是构成生物大分子如核酸、蛋白质等的基本结构单元。

二、糖类的结构特点糖类的结构特点主要体现在其碳骨架、立体构型和环结构上。

1. 碳骨架：糖类的碳骨架通常是由连续的碳原子所组成的，每个碳原子上都含有一个羟基和一个醛基或酮基，由于羟基和醛基/酮基的特性，糖类具有较强的亲水性，因此可以在水溶液中自发形成环状结构。

2. 立体构型：糖类分子的碳原子上的羟基与醛基或酮基之间的空间排列方式不同，导致糖类分子具有不同的立体构型，常见的有 D 型和 L 型两种构型，它们之间的转化是通过酶的催化反应来完成的。

3. 环结构：糖类在水溶液中通常以环状结构存在，环状结构常见的有六元环和五元环两种类型，其中六元环的糖称为吡喃糖，五元环的糖称为呋喃糖。

糖类的结构特点决定了它们的生物学功能和化学性质，同时也为糖类的合成、分离和分析提供了重要的依据。

三、糖类的代谢途径糖类在生物体内主要通过糖酵解、糖异生和糖原合成三种途径进行代谢。

糖化学：糖类药物研发的重要驱动力作为除蛋白质和核酸之外的第3 类生物大分子，糖类物质是生物体能量的来源和物质循环的中心，也是维持细胞形态和构架的重要骨架和支撑单元。

20世纪60年代起，人们进一步认识到，糖类以寡糖、多糖、糖蛋白、糖脂等游离或复合物的形式直接参与细胞的分化、增殖、免疫、衰老、信息传递、迁移等几乎所有生命活动。

人类多种疾病与糖类物质密切相关。

例如，肿瘤细胞高表达的特异性糖链在肿瘤细胞转移过程中发挥重要作用。

又如，糖类物质与病原体的免疫逃逸、识别和侵入宿主细胞密切相关。

近日，牛津大学糖生物学研究所所长Raymond Dwek 教授指出，严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2（SARSCoV-2）的高度糖基化现象与病毒的多种突变密切相关。

1 糖类药物及其研发现状狭义的糖类药物（carbohydrate drug）是指不含糖类以外其他组分的药物，主要包括不同来源的单糖、寡糖、多糖及其衍生物等，如阿卡波糖、肝素等。

广义的糖类药物（carbohydrate-based drug）可拓展至为数众多的结构中含有糖基或糖链的药物，包括糖苷类药物、糖缀合物药物（糖蛋白、糖脂等）、拟糖复合物等，如恩格列净、盐酸阿柔比星、地高辛等。

从更广泛的角度来讲，许多以糖相关物质作为靶点的药物（carbohydrate-related drug）也可视作糖类药物，如磷酸奥司他韦等。

世界范围内，糖类药物的研发日益活跃，批准上市的糖类药物数量和销售量不断上升。

以六元环的吡喃糖、五元环的呋喃糖、氮杂糖和高碳糖唾液酸等为结构骨架进行药物信息检索，可查到糖类化学药物有150 多种，其中已上市药物70 种。

这些药物被广泛应用于感染性疾病、肿瘤、心脑血管疾病、内分泌和代谢疾病、呼吸系统疾病、皮肤病、神经系统疾病、肌肉骨骼和结缔组织疾病、消化系统疾病、血液系统疾病等领域。

恩格列净、达格列净、依诺肝素、布瑞亭等“重磅炸弹”级糖类药物2019年全球销售额均超过10 亿美元。

糖类生物合成途径及其应用研究糖类是人类和其他生物体内不可或缺的重要营养物质，也是许多药物的基础。

糖类的合成和利用涉及多种生物化学反应，其中最重要的是糖类的生物合成途径。

本文将介绍糖类的生物合成途径及其应用研究。

一、糖类生物合成途径1. 糖原生物合成途径糖原是一种储存多余能量的多糖，也是人体内最重要的能量储备物质。

糖原的生物合成途径包括两种途径：糖原合成途径和糖原分解途径。

糖原合成途径主要涉及到葡萄糖，通过多个酶催化反应将葡萄糖转化为α-1,4- -D-葡萄糖苷键之间的分枝多糖分子，最终形成糖原。

糖原分解途径，则是糖原的分解过程，将其转化为葡萄糖分子释放能量。

2. 葡萄糖合成途径葡萄糖是生命活动所必需的主要能量源，其生物合成途径也是多种反应的复杂组合。

葡萄糖的生物合成途径同样需要多种酶的参与，在体内主要通过六碳糖的环化来合成葡萄糖分子。

此外，生命体需要维持体内葡萄糖水平的稳定，因此在葡萄糖的生物合成途径中，还需要进行调节糖联的产生和分解等。

3. 糖类的修饰途径糖类的修饰起到了重要的作用，可以改变糖类的结构、功能、稳定性、相互作用等等。

常见的糖类修饰途径包括糖基化、乙酰化、硫化、酯化等。

其中，糖基化是最为常见和复杂的一种修饰方式，通过酶的催化反应将糖分子与蛋白质、核酸等生物大分子连接，形成糖蛋白、糖核酸等新的复合生物大分子，所修饰的糖类不仅可做生物活性调节剂，同时也被广泛应用于医药、农业等领域。

二、糖类合成途径在医药、化妆品等领域的应用研究1. 新型药物开发糖类合成途径在新型药物开发领域有着广泛的应用。

糖蛋白、糖核酸等复合生物大分子是人体内最基本的分子之一，其糖基化修饰的差异常常会影响到人体生理状况。

因此，针对人体糖基化修饰失调的疾病，如糖尿病、肿瘤等，研究人员可以开发新型药物，调节糖基化修饰的平衡，减轻疾病症状。

2. 化妆品制造糖类作为功能性成分，除了在医药领域广泛应用外，在化妆品领域也有着广泛的应用。

糖化学与糖生物学的研究进展糖化学和糖生物学是生物化学领域中一个十分重要的研究方向。

从化学角度来看，糖是由碳、氢、氧三种元素构成的有机化合物。

它们在自然界中广泛存在，并在生物体内发挥着重要的生理功能。

糖有多种形式，包括单糖、双糖和多糖，每种形式都有着特定的化学性质和功能。

由于糖的多样性，研究人员一直在探索糖的合成、结构和功能等方面的问题。

糖化学主要研究糖的化学合成和结构，通过合成不同结构的糖分子，可以进一步了解糖的功能和生理作用。

在过去的几十年里，糖化学取得了巨大的进展。

糖的合成方法不断提高，包括化学合成和酶催化等方法。

这些方法为糖的研究提供了基础工具，使得科学家们能够合成出各种结构的糖，并进一步研究其生理功能。

糖生物学则研究糖在生物体内的合成、降解和调控。

糖是生物体能量代谢的重要部分，同时也参与了细胞信号传导和调节等生理过程。

研究表明，糖还与一系列疾病的发生和进展密切相关，如炎症、癌症和心血管疾病等。

因此，研究糖的生物学功能不仅有助于了解生命的基本过程，还对于疾病的防治具有重要意义。

随着科技的进步，糖化学和糖生物学的研究手段也在不断发展。

例如，结构生物学的技术可以通过解析糖的结构来揭示其功能。

糖组学则通过高通量的糖鉴定和定量分析技术，使得研究人员能够更好地理解糖的生物学功能和调控机制。

同时，基因组学、蛋白质组学和代谢组学等研究手段的发展，也为糖生物学的研究提供了更加全面的视角和深入的研究内容。

除了基础研究领域，糖化学和糖生物学在医药和生物技术领域也有着广泛的应用。

例如，糖蛋白等糖基化蛋白在生物药物的制备中起到重要作用。

另外，糖基化的疫苗研发也成为研究的热点之一。

糖类药物和糖抗体疗法也逐渐受到重视，为疾病的治疗提供了新的思路和方法。

尽管如今糖化学和糖生物学已经取得了一系列重要的进展，但仍然面临着许多挑战。

糖的复杂性和多样性使得研究工作变得复杂而困难。

同时，糖与其他生物分子的相互作用也需要更加深入地研究。

糖类化学知识点总结糖类是一类重要的有机化合物，其化学结构和性质的研究对于生物学和食品工业具有重要的意义。

糖类包括单糖、双糖、多糖等多种类型，它们具有不同的分子结构和特性。

本文将对糖类的化学结构、命名方法、性质以及在生物体内和食品工业中的应用进行系统的总结和阐述。

一、单糖的化学结构和命名方法1. 单糖的分类单糖是由碳、氢、氧三种元素组成的糖类化合物，它们的分子结构中含有一个或多个羟基和一个或多个醛基或酮基。

根据它们的化学结构，单糖可分为醛糖和酮糖两类。

醛糖的分子中含有一个醛基，酮糖的分子中含有一个酮基。

2. 单糖的化学结构单糖的化学结构可以用希尔德-奥斯特公式来表示，其中n代表碳原子数，希尔德-奥斯特公式的结构为（CH2O)n。

单糖的分子结构包括直链结构和环状结构两种形式。

直链结构是单糖分子直接相连形成的链状结构，而环状结构是由直链结构转变而来的，其中含有环氧醇化合物。

3. 单糖的命名方法根据单糖分子中羟基的位置不同，可以分为各种不同的单糖，比如葡萄糖、果糖、半乳糖等，并且还可以根据立体构型的不同将它们分为L-型和D-型两种立体异构体。

二、双糖和多糖的化学结构和性质1. 双糖的化学结构和性质双糖是由两个单糖分子通过糖苷键连接而成的化合物，根据单糖分子的组成不同，双糖可分为蔗糖、麦芽糖、乳糖等多种类型。

双糖具有不同的甜度和溶解度，它们在食品工业中具有广泛的应用。

2. 多糖的化学结构和性质多糖是由多个单糖分子通过糖苷键连接而成的化合物，它们的分子结构复杂，包括淀粉、纤维素、半乳聚糖等多种类型。

多糖在生物体内具有重要的功能，如淀粉是植物体内储存能量的重要物质，而纤维素是植物细胞壁结构的主要组成部分。

三、糖的生物合成和降解1. 糖的生物合成糖类在生物体内是通过一系列酶促反应进行合成的，主要包括糖异生和糖原合成两个过程。

糖异生是指通过葡萄糖及其衍生物的代谢途径来合成其他单糖，而糖原合成是指通过多糖合成反应来合成淀粉和糖原。

糖的化学意义研究及生物化学应用糖是一种重要的生物分子，它不仅是生命体中的供能物质，更是生物化学研究的重要对象。

在这篇文章中，我们将探究糖的化学意义以及其在生物化学应用中的重要性。

一、糖的化学意义1. 糖的定义糖是一种简单的碳水化合物，也称为单糖。

它是由碳、氢、氧三种元素构成的，通式为（CH2O）n（其中n为3~7），因此也被称为糖类或糖醇。

糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等。

2. 糖的分类糖分为单糖、双糖和多糖。

（1）单糖单糖是由一个简单的糖分子构成的，包括葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等。

（2）双糖双糖是由两个单糖分子通过缩合反应形成的。

例如蔗糖由葡萄糖和果糖缩合而成。

（3）多糖多糖是由多个单糖分子组成的高分子化合物，例如淀粉和纤维素。

3. 糖的功能糖在生物体内有多种功能，包括供能、构成细胞壁、作为信号传递分子等。

（1）供能葡萄糖是一种重要的代谢物质，它参与细胞呼吸过程，通过产生能量来维持生物体正常运转。

（2）构成细胞壁细胞壁是植物、细菌、真菌细胞外部的一层保护壳，其中就包含有许多多糖。

例如，植物细胞壁主要是由纤维素和半纤维素组成。

（3）作为信号传递分子糖可以与蛋白质、脂质、核酸等生物分子相结合，作为信号传递分子，参与细胞内和细胞间通信。

二、糖的生物化学应用1. 糖的消化和代谢人体中的糖类主要来自葡萄糖、果糖和麦芽糖。

在食物被消化成糖之后，它们进入肠道，被肠道粘膜上的细胞吸收并移动到肝脏，再进一步代谢。

当血液中的葡萄糖水平过高时，胰岛素会释放出来，帮助细胞摄取更多的葡萄糖，从而将血糖水平降低到正常范围内。

2. 糖的药理学应用（1）葡萄糖注射液葡萄糖注射液是一种常用的显性治疗药物，用于治疗低血糖和脱水等症状。

（2）糖皮质激素糖皮质激素是一种强效的抗炎药物，可以用于治疗类风湿关节炎、哮喘等疾病。

糖皮质激素通过抑制炎症反应和免疫反应来减轻炎症症状。

3. 糖的化学合成糖的化学合成是化学合成领域的一个重要研究方向。

糖类生物化学糖类物质是多羟基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;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 HOn表示;所以过去人们2一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..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：同多糖：水解时只产生一种单糖或单糖衍生物如：淀粉、糖原、纤维素、几丁质壳多糖；杂多糖：水解时产生一种以上单糖或/和单糖衍生物如：糖胺多糖类透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等、半纤维素、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..四、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..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;这两种立体异构体在旋光性上刚好相反;一种异构体使平面偏振光Plane polarized liyot的偏振面沿顺时针方向偏转;称为右旋型异构体dextrorotary;或D型异构体..另一种异构体则使平面偏振不的编振机逆时针编转;称左旋异构体levorotary;L或L型异构体..像甘油醛这样具有旋光性差异的立体异构体又称为光学异构体Cptical lsmer;常用D;L表示..以甘油醛的两种光学异构体作对照;其他单糖的光学异构构与之比较而规定为D型或L型..差向异构体epimer：又称表异构体;只有一个不对称碳原子上的构型不同的非对映异构体;如D-等等糖与D-半乳糖..链状结构一般用Fisher投影式表示：碳骨架、竖直写；氧化程度最高的碳原子在上方..2.单糖的环状结构在溶液中;含有4个以上碳原子的单糖主要以环状结构..单糖分子中的羟基能与醛基或酮基可逆缩合成环状的半缩醛emiacetal..环化后;羰基C就成为一个手性C原子称为端异构性碳原子anomeric carbon atom;环化后形成的两种非对映异构体称为端基异构体;或异头体anomer;分别称为 -型及 -型异头体..环状结构一般用Havorth结构式表示：用FisCher投影式表示环状结构很不方便..Haworth结构式比Fischer投影式更能正确反映糖分子中的键角和键长度..转化方法：①画一个五员或六员环②从氧原子右侧的端基碳anomerio carbon开始;画上半缩醛羟基;在Fischer投影式中右侧的居环下;左侧居环上..构象式：Haworth结构式虽能正确反映糖的环状结构;但还是过于简单;构象式最能正确地反映糖的环状结构;它反映出了糖环的折叠形结构..3.几种重要的单糖的链状结构和环状结构1 丙糖：D-甘油醛二羟丙酮2 丁糖：D-赤鲜糖 D-赤鲜酮糖3 戊糖：D-核糖 D-脱氧核糖 D-核酮糖 D-木糖 D-木酮糖4 己糖：D-葡萄糖 -型及型 D-果糖5 庚糖：D-景天庚酮糖4.变旋现象在溶液中;糖的链状结构和环状结构、之间可以相互转变;最后达到一个动态平衡;称为变旋现象..从乙醇水溶液中结晶出的D-glucose称为α-D-+Glucoseα20=+113°;D=+18.7°..将从吡啶溶液中结晶出的D-glucose称为β-D-+glucoseα20D-D-+葡萄糖与 -D-+葡萄糖分别溶于水中;放置一段时间后;其旋光率都逐渐转变为+52.7 C..原因就是葡萄糖的不同结构形式相互转变;最后;各种结构形式达到一定的平衡;其中型占36%; 型占63%;链式占1%..5.构型与构象构型：分子中由于各原子或基团间特有的固定的空间排列方式不同而使它呈现出不同的较定的立体结构;如D-甘油醛与 L-甘油醛;D-葡萄糖和L葡萄糖是链状葡萄糖的两种构型; -D-葡萄糖和 -D-葡萄糖是环状葡萄糖的两种构型..一般情况下;构型都比较稳定;一种构型转变另一种构型则要求共价键的断裂、原子基团间的重排和新共价键的重新形成..构象：由于分子中的某个原子基团绕C-C单键自由旋转而形成的不同的暂时性的易变的空间结构形式;不同的构象之间可以相互转变;在各种构象形式中;势能最低、最稳定的构象是优势对象..6.构型与旋光性旋光性是分子中具有不对称结构的物质的一种物理性质..显然;构型不同旋光性就不同..但构型是人为规定的;旋光性是实验测出的..因此;构型与旋光性之间没有必然的对应规律;每一种物质的旋光性只能通过实验来确定..二单糖的物理化学性质1.物理性质旋光性：是鉴定糖的一个重要指标甜度：以蔗糖的甜度为标准溶解性：易溶于水而难溶于乙醚、丙酮等有面溶剂2.化学性质1变旋在溶液中;糖的链状结构和环状结构、之间可以相互转变;最后达到一个动态平衡;称为变旋现象..三者间的比例因糖种类而异..只有链状结构才具有下述的氧化还原反应..2糖醛反应与酸的反应①Molish反应Molish反应可以鉴定单糖的存在..②Seliwannoff反应据此区分酮糖与醛糖..还可利用溴水区分醛糖与酮糖..3氧化反应氧化只发生在开链形式上..在氧化剂、金属离子如Cu2+、酶的作用下;单糖可以发生几种类型的氧化：醛基氧化：糖酸aldonic acid伯醇基氧化：醛酸uronic acid醛基、伯醇基同时氧化：二酸alduric acid能被弱氧化剂如Fehhing试剂、Benedict试剂氧化的糖称为还原性糖;所有的单糖都是还原性糖..单糖氧化形成的羟基可以进一步形成环状内酯Lactone..内酯在自然界中很普遍;如L-抗坏血酸L-ascorbio acid;又称Vc Vitamcn c;就是D-葡萄糖酸的内酯衍生物..式量176.1;它在体内是一种强还原剂..豚鼠guinea pig、猿ape和人不能合成Vc;从能合成Vc的肝脏微粒体中分离到合成Vc的三种酶;人和猿缺乏gulonolactone oxidase..缺乏抗坏血酸将导致坏血病scurvy;龄龈gum、腿部等开始出血;肿胀;逐渐扩展到全身;柑橘类果实citrus frait中含有丰富的Vc..4还原反应单糖可以被还原成相应的糖醇Sugar alcohol..D-葡萄糖被还原成D-葡萄糖醇;又称山梨醇D-Sorbitol..糖醇主要用于食品加工业和医药;山梨醇添加到糖果中能延长糖果的货架期;因为它能防止糖果失水..用糖精处理的果汁中一般都有后味;添加山梨醇后能去除后味..人体食用后;山梨醇在肝中又会转化为果糖..5异构化在弱碱性溶液中;D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖;可以通过烯醇式相互转化enediol intermediate;D-葡萄糖异构化为D-甘露糖后;由于其中的一个手性碳原子的构型发生变化;又称差向异构化epimerization..6酯化生物体中最常见也是最重要的糖酯是磷酸糖酯和硫酸糖酯..磷酸糖酯及其衍生物是糖的代谢活性形式糖代谢的中间产物..硫酸糖酯主要发现于结缔组织的蛋白聚糖中Proteo glycan;由于硫酸糖酯带电荷;因此它能结合大量的水和阳离子..葡萄糖的核苷二磷酸酯;如UDPG参与多糖的生物合成..7糖苷化单糖环状结构上的半缩醛羟基与醇或酚的羟基缩合失水成为缩醛式衍生物;通称为糖苷glycosides..8糖脎反应亲核加成糖脎反应发生在醛糖和酮糖的链状结构上..糖脎易结晶;可以根据结晶的形状;判断单糖的种类..三重要的单糖1.三碳糖2.四碳糖3.五碳糖4.六碳糖（四）重要的单糖衍生物1.糖醇2.糖醛酸单糖的伯醇基被氧化成-COOH..动物体内有两种很重要的糖醛酸：-D-葡萄醛酸 -D-glucuronic acid和差向异构物 -L-艾杜糖醛酸β-L-iduronate;它们在结缔组织中含量很高..葡萄糖醛酸是肝脏内的一种解毒剂;它与类固醇、一些药物、胆红素血红蛋白的降解物结合增强其水溶性;使之更易排出体外..3.氨基糖糖胺;amino sugar; glycosamine位被氨基取代..常见的氨基糖有D-葡萄糖单糖的一个羟基通常是C2胺D-glucosamine和D-半乳糖胺D-galactosamine..氨基糖的氨基还经常被乙酰化形成N-乙酰糖胺..4.糖苷单糖的半缩醛羟基与其它分子的醇、酚等羟基缩合;脱水生成缩醛式衍生物;称糖苷Glycoside..半缩醛部分是Glc;称Glc糖苷..半缩醛部分是Gal;称Gal糖苷..糖苷可分为：O糖苷、N糖苷、S糖苷..糖苷物质与糖类的区别：糖是半缩醛;不稳定;有变旋；苷是缩醛;较稳定;无变旋..糖苷大多数有毒;其中不少有药理作用..5.脱氧糖重要的有6-脱氧D-甘露糖;L-岩藻糖L-fucose和2-脱氧D-核糖..岩藻糖常见于一些糖蛋白中;如红细胞表面ABO血型决定簇..五、寡糖寡糖是指含有2~10个单糖单元的糖类..双糖在自然界中丰富存在;它是人类饮食中主要的热源之一..在小肠中;双糖必须在酶的作用下水解成单糖才能被人体吸收..如果这些酶有缺陷的话;那么人体摄入双糖后由于不能消化它就会出现消化病..未消化的双糖进入大肠;在渗透压的作用下从周围组织夺取水分腹泻;diarrhea;结肠中的细菌消化双糖发酵产生气体气胀和绞痛或痉孪..最常见的双糖消化缺陷是乳糖过敏;就是由于缺乏乳糖酶Lactose;解决办法就是乳糖酶处理食物或避免摄入乳糖..1.麦芽糖maltose; malt sugar它是直链淀粉的水解中间物 -麦芽糖;在自然界中似乎并不存在天然的麦芽糖..结构： -麦芽糖葡萄糖- ; 1-4-葡萄糖苷； -麦芽糖葡萄糖- ; 1-4-葡萄糖苷..性质：①变旋现象;在水溶解中形成、和开链的混合物；②具有还原性；③能成脎..异麦芽糖： 1-6键型;支链淀粉和糖元的水解产物..2.蔗糖植物的茎、叶都可以产生蔗糖;它可以在整个植物体中进行运输;也是光合产物的运输形式之一..结构： -葡萄糖; -果糖 ; 1-2糖苷键;无异构体..蔗糖葡萄糖- ; 1-2-果糖苷..性质：①无变旋现象；②无还原性；③不能成脎..3.乳糖顾名思义;主要存在于哺乳动物的乳汁中结构： -半乳糖- 1-4糖苷键- 或 -葡萄糖..两种异构体.. -Lactose 半乳糖- ; 1-4-葡萄糖苷; -lactose半乳糖- ; 1-4-葡萄糖苷..性质：①有变旋现象；②具有还原性；③能成脎..4.纤维二糖cellobiose纤维素的降解产物和基基本结构单位;自然界中不存在游离的纤维二糖..结构：两分子 -葡萄糖; -1;4糖苷键..纤维二糖葡萄糖- 1;4-葡萄糖苷..性质：①具有变旋现象；②具有还原性；③能成脎..5.海藻糖上的两个半缩醛羟基之间脱水;由α-1.1糖苷两分子α-D-Glc;在C1键构成..6.棉子糖三糖非还原性三糖..六、多糖多糖是由多个单糖分子缩合脱水而形成的..由于构成它的单糖的种类、数量以及连接方式的不同;多糖的结构极其复杂而且数量、种类庞大..多糖是重要的能量贮存形式如淀粉和糖原等和细胞的骨架物质如植物的纤维素和动物的几丁质;此外多糖还有更复杂的生理功能如粘多糖和血型物质等..大部分的多糖类物质没有固定的分子量..多糖的大小从一定程度上可以反映细胞的代谢状态..例如：当血糖水平高时如饭后;肝脏就合成糖原glycogen这时就分子量可达2 107;当血糖水平下降时;肝脏中的酶类就水解糖原;把葡萄糖释放到血液中..多糖在水溶液中只形成胶体;虽然具有旋光性;但无变旋现象;也无还原性..多糖可以分为均一性多糖由同一种单糖分子组成和不均一性多糖由两种或两种以上单糖分子组成..一同多糖自然界中最丰富的均一性多糖是淀粉和糖原、纤维素..它们都是由葡萄糖组成..淀粉和糖原分别是植物和动物中葡萄糖的贮存形式;纤维素是植物细胞主要的结构组分..1.淀粉植物营养物质的一种贮存形式;也是植物性食物中重要的营养成分..1直链淀粉许多 -葡萄糖以 1-4糖苷键依次相连成长而不分开的葡萄糖多聚物..典型情况下由数千个葡萄糖线基组成;分子量从150000到600000..结构：长而紧密的螺旋管形..这种紧实的结构是与其贮藏功能相适应的..遇碘显兰色2支链淀粉在直链的基础上每隔20~25个葡萄糖残基就形成一个 -1-6支链..不能形成螺旋管;遇碘显紫色..淀粉酶：内切淀粉酶α-淀粉酶水解α-1.4键;外切淀粉酶β-淀粉酶α-1.4;脱支酶水解α-1.6键..2.糖元与支链淀粉类似;只是分支程度更高;分支更;每隔4个葡萄糖残基便有一个分支..结构更紧密;更适应其贮藏功能;这是动物将其作为能量贮藏形式的一个重要原因;另一个原因是它含有大量的非原性端;可以被迅速动员水解..糖元遇碘显红褐色..3.纤维素结构：许多 -D-葡萄糖分子以 -1-4糖苷键相连而成直链..纤维素是植物细胞壁的主要结构成份;占植物体总重量的1/3左右;也是自然界最丰富的有机物;地球上每年约生产1011吨纤维素;经济价值：木材、纸张、纤维、棉花、亚麻..完整的细胞壁是以纤维素为主;并粘连有半纤维素、果胶和木质素..约40条纤维素链相互间以氢键相连成纤维细丝;无数纤维细丝构成细胞壁完整的纤维骨架..降解纤维素的纤维素主要存在于微生物中;一些反刍动物可以利用其消化道内的微生物消化纤维素;产生的葡萄糖供自身和微生物共同利用..虽大多数的动物包括人不能消化纤维素;但是含有纤维素的食物对于健康是必需的和有益的..4.几丁质壳多糖N-乙酰- -D-葡萄糖胺以 1;4糖苷链相连成的直链..5.菊糖inulin多聚果糖;存在于菊科植物根部..6.琼脂Ager多聚半乳糖;是某些海藻所含的多糖;人和微生物不能消化琼脂..二杂多糖杂多糖种类繁多..有一些杂多糖由含糖胺的重复双糖系列组成;称为糖胺聚糖glyeosaminoglycans;GAGs;又称粘多糖..mucopoly saceharides、氨基多糖等..糖胺聚糖是蛋白聚糖的主要组分;按重复双糖单位的不同;糖胺聚糖有五类：1、透明质酸2、硫酸软骨素3、硫酸皮肤素4、硫酸用层酸5、肝素6、硫酸乙酰肝素七、结合糖glycoconjugate糖与非糖物质共价结合形成的复合物称结合糖复合糖;糖缀合物;包括糖脂glycolipids;糖蛋白与蛋白聚糖、肽聚糖peptidoglycan;糖-核酸..一糖蛋白糖蛋白是由短的寡糖链与蛋白质共价相连构成的分子..其总体性质更接近蛋白质..糖与蛋白质之间以蛋白质为主;其一定部位上以共价健与若干短的寡糖链相连;这些寡糖链常常是具分支的杂糖链;不呈现重复的双糖系列;一般由2~10个单体少于15组成;未端成员常常是唾液酸或L-岩藻糖..1.组成β-D-葡萄糖Glc α-D-甘露糖Man α-D-半乳糖Galα-D-木糖Xyl α-D-阿拉伯糖Ara α-L-岩藻糖Fuc 葡萄糖醛酸GlcuA 艾杜糖醛酸IduA N-乙酰葡萄糖胺GlcNAG N-乙酰半乳糖胺GalNAC N-乙酰神经氨酸NeuNAC 即唾液酸Sia2.糖链与蛋白的连接方式糖蛋白的糖肽连接键;简称糖肽键..糖肽链的类型可以概况为：①N-糖苷键型：寡糖链GlcNAC的β-羟基与Asn的酰胺基、N-未端的-氨基、Lys或Arg的W-氨基相连② O-糖苷键型：寡糖链GalNAC的α-羟基与Ser、Thr和羟基赖氨酸、羟脯氨酸的羟基相连..③ S-糖苷键型：以半胱氨酸为连接点的糖肽键..④酯糖苷键型：以天冬氨酸、谷氨酸的游离羧基为连接点..3.糖蛋白中糖链的结构糖蛋白中的糖链变化较大;含有丰富的结构信息..寡糖链往往是受体、酶类的识别位点..1N-糖苷键型N-连接N-糖苷键型主要有三类寡糖链：①高甘露糖型;由GlcNAc和甘露糖组成；②复合型：除了GlcNAc和甘露糖外、还有果糖、半乳糖、唾液酸；③杂合型;包含①和②的特征..A.高甘露糖型：中国地仓鼠卵细胞膜；B. N-乙酰半乳糖型；C. 混合型：卵白蛋白的一种糖链2O-糖苷键型O-连接没有五糖核心..如人血纤维蛋白溶酶原;人免疫球蛋白IgA等..4.糖蛋白的生物学功能1糖蛋白携带某些蛋白质代谢去向的信息糖蛋白寡糖链末端的唾液酸残基;决定着某种蛋白质是否在血流中存在或被肝脏除去的信息..①脊椎动物血液中的铜蓝蛋白：肝细胞能降解丢失了唾液酸的铜蓝蛋白;唾液酸的消除可能是体内“老”蛋白的标记方式之一..②红细胞：新生的红细胞膜上唾液酸的含量远高于成熟的红细胞膜..用唾液酸酶处理新生的红细胞;回注机体;几小时后全部消失..而末用酶处理的红细胞;回注后;几天以后;仍能在体内正常存活..2寡糖链在细胞识别、信号传递中起关键作用淋巴细胞正常情况应归巢到脾脏;而切去唾液酸后;结果竞归巢到了肝脏..在原核中表达的真核基因;无法糖基化..糖蛋白可以是胞溶性的;也可以是膜结合型的;可以存在于细胞内在也可存在于细胞间质中..糖蛋白在动植物中较为典型;脊柱动物中糖蛋白尤为丰富;金属转运蛋白转铁蛋白、血铜蓝蛋白;凝血因子、补体系统、一些激素;促卵泡素Follicle- stimulating hormone; FSH;前脑下垂体分泌;促进卵子和精子的发育、RNase、膜结合蛋白如动物细胞膜的Na+-K+-ATPase、主要组织相容性抗原major histocompatibility antigen;细胞表面上介导供体器官与受体器官交叉匹配的标识..绝大多数糖蛋白的寡糖是糖蛋白的功能中心..有些糖蛋白的糖对于糖蛋白自身成机体起着保护作用或润滑作用;如牛的RNaseB糖蛋白对热的抗性大于RNaseA;大量的唾液酸能增强唾液粘蛋白的粘性从而增强唾液的润滑性..南极鱼抗冻蛋白的糖组分能与水形氢键;阻止冰品的形成从而提高了抗冻性..糖蛋白在细胞间信号传递方面着更为复杂的作用..Hiv的靶细胞结合受体结合从而附着在蛋白GP120是一个糖蛋白;能与人类靶细胞表面的CD4靶细胞表面;如果去掉GP120的糖部分则不能与CD受体结合从而失去感染4能力..细胞表面的糖蛋白形成细胞的糖萼糖衣、参与细胞的粘连;这在胚和组织的生长、发育以及分化中起着关键性作用..二蛋白聚糖oroteoglycans由糖胺聚糖与多肽链共价相连构成的分子;总体性质与多糖更为接近..糖胺聚糖链长而不分支;呈现重复双糖系列结构;其一定部位上与若干肽链相连..由于糖胺聚糖具有粘稠性;所以蛋白聚白又称为粘蛋白、粘多糖–蛋白质复合物等..1.蛋白聚糖中的糖肽键在蛋白聚糖中已知有三种不同类型的糖肽键：1D-木糖与Ser羟基之间形成的O-糖肽键;主要存在于硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸类肝GlcUAβ1→3Galβ1→3Galβ1→4Xyl1 → Ser 、肝素等..2N-乙酰半乳糖胺与Thr或Ser羟基之间形成的O-糖肽键;如骨骼硫酸角质素GalNAc l→ 6 GalNAc→ser/Thr..3N-乙酰葡萄糖胺与Asn之间形成的N-糖肽键;如角膜硫酸角质素GlcNAc-N-Asn2.糖白聚糖的生物学功能糖白聚糖主要存在于软骨、键等结缔组织和各种腺体分泌的粘液中;有构成组织间质、润滑剂、防护剂等多方面的作用..三肽聚糖peptidoglycan是细菌细胞壁的主要成分;草兰氏阳性细菌胞壁所含的肽聚糖占干重的50-80%;草兰氏阴性细菌胞壁所含的肽聚糖占干重的1~10%糖链由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸通过β-1.4糖苷键连接而成;糖链间由肽链交联;构成稳定的网状结构;肽链长短视细菌种类不同而异..1.四肽及连接方式与M中乳酸的羧基连接..四肽中N端的Ala上α-NH22.五聚Gly及连接方式与四肽C端Ala上的羧基连接..1五聚Gly的N端α—NH2连接..2五聚Gly的C端羧基与另一个四肽的Lysε-NH2溶菌酶能水解G-M间的β-1.4糖苷键;使细胞壁出现孔洞;基至解体;从而杀死细菌..人的眼泪中存在大量的溶菌酶;某些噬菌体在感染宿主时也可分泌溶菌酶..鸡蛋中也含大量的溶菌酶..某些抗生素如青霉素能抑制肽聚糖的生物合成。

化学糖生物学
化学糖生物学是一个跨学科领域，它结合了化学和生物学的知识，研究糖类分子在生物体系中的结构、功能和代谢。

糖类分子在生物体内扮演着重要的角色，参与了许多生物过程，如细胞识别、信号传递、免疫反应等。

化学糖生物学的研究旨在揭示糖类分子的化学结构与其生物功能之间的关系，以及糖类分子在生物体内的代谢途径和调控机制。

化学糖生物学的研究内容包括：
1. 糖类分子的合成和结构分析：研究糖类分子的合成方法和化学结构，以及其结构与功能之间的关系。

2. 糖类分子与生物大分子的相互作用：研究糖类分子与蛋白质、核酸等生物大分子之间的相互作用，以及其在生物体内的识别和信号传递过程中的作用。

3. 糖类分子的代谢和调控：研究糖类分子在生物体内的代谢途径和调控机制，以及其在疾病发生和治疗中的作用。

4. 糖类药物的开发：利用化学糖生物学的研究成果，开发新型糖类药物，用于治疗各种疾病。

糖生物学和糖化学研究现状糖是一类重要的生物分子，它们广泛存在于细胞内或外，并参与了多种生命过程。

研究糖的生物学功能以及糖分子结构与功能之间的关系，被称为糖生物学或者糖化学。

在过去的几十年，糖生物学与糖化学也迎来了快速发展，为人类健康和疾病治疗提供了重要的支持。

一、糖的结构及其生物功能糖是由碳、氢和氧组成的单糖或多糖。

生物体内常见的单糖有葡萄糖、半乳糖、甘露糖、鼠李糖等几十种，它们可以通过不同的酶催化途径合成或降解，起到多种生物效应。

糖具有多种生物功能，例如，多糖如淀粉、糖原和纤维素是植物细胞壁和动物肠道微生物生长的重要能源和结构材料；多糖也是毒素和抗原的主要成分，可以参与动植物的生物防御作用。

同样的，单糖如葡萄糖、半乳糖和甘露糖等则是能量代谢的重要组成部分，参与葡萄糖酵解和糖信号传导等重要生物过程。

二、糖生物学的研究进展糖生物学的研究进展主要体现在以下几个方面：1.糖基化修饰和生物活性糖可以通过糖基转移酶与非酶的催化，将糖与另一类生物分子如蛋白质、核酸等发生共价修饰。

这种修饰被称为糖基化，它可以调节受修饰分子的稳定性、空间结构、亲水性等性质，并影响其生物学功能。

近年来的研究表明，糖基化修饰在生物体内具有重要的生物学功能，包括调节干扰素信号、细胞凋亡、细胞周期、细胞粘附等多种生物过程。

同时，糖基化与许多疾病的发生发展密切相关，如糖尿病、神经退行性疾病、心血管疾病等，成为目前糖生物学研究的热点。

2.糖信号转导糖作为细胞能量代谢和生命活动的重要组成部分，它的浓度和代谢状况对生物体内的各种生物过程具有重要的调控作用。

近年来的研究揭示了糖信号转导的机制，即糖分子通过糖信号转导通路传递信息，影响细胞的增殖、存活、分化、迁移等过程。

糖信号转导包括许多分子参与，如胰岛素样生长因子、细胞外糖基化酶、核糖核酸识别蛋白等，它们都可以通过影响糖转运、糖酵解和糖基化修饰等途径，调控细胞外基质信号转导和细胞内信号转导。

3.醣化细胞壁的产生和调控植物细胞壁是由细胞壁素、半纤维素和醣类组成，醣类主要是葡萄糖、木糖、木寡糖、纤维素等。

医用化学糖类知识点总结糖类是生物体内最常见的有机化合物之一，具有重要的生理功能。

医用化学糖类主要包括葡萄糖、果糖、半乳糖等单糖，以及葡萄糖苷、半乳糖苷、淀粉、糖原等多糖。

本文将对医用化学糖类的分类、结构、生理功能、临床应用等方面进行介绍和总结。

一、医用化学糖类的分类1. 单糖：单糖是由一个糖分子组成的最简单的碳水化合物，包括葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖等。

单糖可通过水解反应得到，葡萄糖是人体内代谢最活跃的一种单糖，其代谢与生命活动密切相关。

2. 多糖：多糖是由多个单糖基元通过糖苷键结合而成的复合碳水化合物，包括淀粉、糖原、纤维素等。

多糖具有热量丰富、易储存等特点，是人体内重要的能量来源。

3. 糖醇：糖醇是单糖的醇类似物，与葡萄糖相似，但其结构中醇基取代了某些羟基。

糖醇无需胰岛素参与，可直接进入细胞内转化为葡萄糖，是糖尿病患者的理想甜味剂。

二、医用化学糖类的结构1. 单糖的结构：单糖是由n个碳原子和2n个氢原子、n个氧原子构成的一类含醛基或酮基的碳水化合物，其分子结构主要为开链结构和环状结构。

2. 多糖的结构：多糖的分子结构主要由α-葡萄糖和β-葡萄糖通过α-1,4-键或α-1,6-键连接而成，具有分支状结构。

淀粉和糖原是由α-葡萄糖通过α-1,4-键连接而成的，而纤维素是由β-葡萄糖通过β-1,4-键连接而成的。

三、医用化学糖类的生理功能1. 能量代谢：糖类是生物体内最重要的能量来源，其代谢可产生ATP等高能磷酸化合物，为细胞生理活动提供能量。

2. 结构组织：多糖可构成植物细胞壁的主要成分，使细胞壁具有韧性和机械强度。

在人体内，多糖也可构成骨骼、软骨等组织的基质成分。

3. 调节功能：糖类在人体内起着重要的调节作用，可参与血糖水平的调节、蛋白质合成的调节、酶活性的调节等。

四、医用化学糖类的临床应用1. 血糖调节剂：例如二甲双胍、格列齐特等药物可通过调节胰岛素的分泌或作用，降低血糖水平，并用于治疗糖尿病等疾病。