生物化學(xué)糖綜述

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1、生物化學(xué)糖綜述摘要：糖是由羥醛（醛糖）、羥酮（酮糖）和它們的衍生物組成的。其中包括單糖、寡糖和多糖。除了最簡單的酮糖二羥丙酮以外，其他的糖都是手性分子，因此表現(xiàn)出光學(xué)特性。對于給定的單糖，有可能存在著2的n次方立體異構(gòu)體，n為手性碳的數(shù)目。關(guān)鍵詞：糖種類組成結(jié)構(gòu)性質(zhì)功能內(nèi)容：根據(jù)糖的結(jié)構(gòu)單元數(shù)目多少分為：（1）單糖：不能被水解稱更小分子的糖。（2）寡糖：2飛個單糖分子脫水縮合而成。（3）多糖：同多糖：水解時只產(chǎn)生一種單糖或單糖衍生物如：淀粉、糖原、纖維素、幾丁質(zhì)；雜多糖：水解時產(chǎn)生一種以上單糖或/和單糖衍生物如：糖胺多糖類、半纖維素、（4）結(jié)合糖：糖脂、糖蛋白、糖-核苷酸等。（5）

2、糖的衍生物：糖醇、糖酸、糖胺、糖苷一：單糖（-）單糖的結(jié)構(gòu)1.單糖的鏈狀結(jié)構(gòu)確定鏈狀結(jié)構(gòu)的方法（葡萄糖）：a.與Fehling試劑或其它醛試劑反應(yīng)，含有醛基。b.與乙酸酐反應(yīng)，產(chǎn)生具有五個乙?；难苌?。c.用鈉、汞劑作用，生成山梨醇。差向異構(gòu)體：又稱表異構(gòu)體，只有一個不對稱碳原子上的構(gòu)型不同的非對映異構(gòu)體，如D-等等糖與D-半乳糖。鏈狀結(jié)構(gòu)一般用Fisher投影式表示：碳骨架、豎直寫；氧化程度最高的碳原子在上方。2.單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)在溶液中，含有4個以上碳原子的單糖主要以環(huán)狀結(jié)構(gòu)。單糖分子中的羥基能與醛基或酮基可逆縮合成環(huán)狀的半縮醛。環(huán)化后，羰基C就成為一個手性C原子稱為端異構(gòu)性碳

3、原子，環(huán)化后形成的兩種非對映異構(gòu)體稱為端基異構(gòu)體，或異頭體，分別稱為a-型及（3-型異頭體。3.幾種重要的單糖的鏈狀結(jié)構(gòu)和環(huán)狀結(jié)構(gòu)（1）丙糖：D-甘油醛二羥丙酮（2）丁糖：D-赤鮮糖D-赤鮮酮糖（3）戊糖：D-核糖D-脫氧核糖D-核酮糖D-木糖D-木酮糖（4）己糖：D-葡萄糖（a-型及｛3型）D-果糖（5）庚糖：D-景天庚酮糖4.變旋現(xiàn)象在溶液中，糖的鏈狀結(jié)構(gòu)和環(huán)狀結(jié)構(gòu)（a、（3）之間可以相互轉(zhuǎn)變,最后達(dá)到一個動態(tài)平衡，稱為變旋現(xiàn)象。5.構(gòu)型與構(gòu)象構(gòu)型：分子中由于各原子或基團(tuán)間特有的固定的空間排列方式不同而使它呈現(xiàn)出不同的較定的立體結(jié)構(gòu)，一般情況下，構(gòu)型都比較穩(wěn)定，一種構(gòu)型轉(zhuǎn)變另一

4、種構(gòu)型則要求共價鍵的斷裂、原子（基團(tuán)）問的重排和新共價鍵的重新形成。構(gòu)象：由于分子中的某個原子（基團(tuán)）繞C-C單鍵自由旋轉(zhuǎn)而形成的不同的暫時性的易變的空間結(jié)構(gòu)形式，不同的構(gòu)象之間可以相互轉(zhuǎn)變，在各種構(gòu)象形式中，勢能最低、最穩(wěn)定的構(gòu)象是優(yōu)勢對象。（二）單糖的物理化學(xué)性質(zhì)1.物理性質(zhì)旋光性：是鑒定糖的一個重要甜度：以蔗糖的甜度為標(biāo)準(zhǔn)溶解性：易溶于水而難溶于乙醚、丙酮等有面溶劑2.化學(xué)性質(zhì)（1）變旋在溶液中，糖的鏈狀結(jié)構(gòu)和環(huán)狀結(jié)構(gòu)（a、p）之問可以相互轉(zhuǎn)變，最后達(dá)到一個動態(tài)平衡，稱為變旋現(xiàn)象。三者間的比例因糖種類而異。只有鏈狀結(jié)構(gòu)才具有下述的氧化還原反應(yīng)。（2）糖醛反應(yīng)（與酸的反應(yīng)）①M(fèi)

5、olish反應(yīng):Molish反應(yīng)可以鑒定單糖的存在。②Seliwannoff反應(yīng)。據(jù)此區(qū)分酮糖與醛糖。還可利用溴水區(qū)分醛糖與酮糖。（3）氧化反應(yīng)氧化只發(fā)生在開鏈形式上。在氧化劑、金屬離子如Cu2酶的作用下，單糖可以發(fā)生幾種類型的氧化：醛基氧化：糖酸；伯醇基氧化：醛酸；醛基、伯醇基同時氧化：二酸。能被弱氧化劑（如Fehhing試劑、Benedict試劑）氧化的糖稱為還原性糖，所有的單糖都是還原性糖。單糖氧化形成的羥基可以進(jìn)一步形成環(huán)狀內(nèi)酯，內(nèi)酯在自然界中很普遍。（4）還原反應(yīng)單糖可以被還原成相應(yīng)的糖醇。D-葡萄糖被還原成D-葡萄糖醇，又稱山梨醇。糖醇主要用于食品加工業(yè)和醫(yī)藥，山梨醇

6、添加到糖果中能延長糖果的貨架期，因為它能防止糖果失水。用糖精處理的果汁中一般都有后味，添加山梨醇后能去除后味。人體食用后，山梨醇在肝中又會轉(zhuǎn)化為果糖。（5）異構(gòu)化在弱堿性溶液中，D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖，可以通過烯醇式相互轉(zhuǎn)化，D-葡萄糖異構(gòu)化為D-甘露糖后，由于其中的一個手性碳原子的構(gòu)型發(fā)生變化，又稱差向異構(gòu)化。（6）酯化生物體中最常見也是最重要的糖酯是磷酸糖酯和硫酸糖酯。（7）糖苷化單糖環(huán)狀結(jié)構(gòu)上的半縮醛羥基與醇或酚的羥基縮合失水成為縮醛式衍生物，通稱為糖苷。（8）糖脎反應(yīng)（親核加成）糖脎反應(yīng)發(fā)生在醛糖和酮糖的鏈狀結(jié)構(gòu)上。糖脎易結(jié)晶，可以根據(jù)結(jié)晶的形狀，判斷單糖的種類。

7、（三）重要的單糖1.三碳糖2.四碳糖3.五碳糖4.六碳糖（四）重要的單糖衍生物（五）1.糖醇2.糖醛酸單糖的伯醇基被氧化成-COOH。動物體內(nèi)有兩種很重要的糖醛酸：oc-D-葡萄醛酸和差向異構(gòu)物p-L-艾杜糖醛酸，它們在結(jié)締組織中含量很高。3.氨基糖單糖的一個羥基（通常是C2位）被氨基取代。常見氨基糖有I〕-葡萄糖胺和D-半乳糖胺。氨基糖的氨基還經(jīng)常被乙酰化形成N-乙酰糖胺。4.糖苷單糖的半縮醛羥基與其它分子的醇、酚等羥基縮合，脫水生成縮醛式衍生物，稱糖苷Glycos