华中农业大学生物化学考研笔记.doc

糖概论一、糖的概念糖类物质是多羟基的醛类(aldehyde)或***类(Ketone)化合物,以及它们的衍生物或聚合物。二糖的元素组成与分类据此可分为醛糖(aldose)和***糖(ketose)。  还可根据碳原子数分为丙糖(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***)(H2O)n表示,所以过去人们一直认为糖类是碳与水的化合物,称为碳水化合物三、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***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***、糖苷四、糖类的生物学功能(1)生物体内的主要能源物质植物的淀粉和动物的糖原都是能量的储存形式。(2)在生物体内转变成其它物质物质代谢的碳骨架,为蛋白质、核酸、脂类的合成提供碳骨架。(3)生物体的结构成分。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)作为细胞识别的信息分子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):  ,含有醛基。  ,产生具有五个乙酰基的衍生物。  、***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(Stereoismericform),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(Planepolarizedliyot)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(Cpticallsmer),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,、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***基可逆缩合成环状的半缩醛(emiacetal)。环化后,羰基C1就成为一个手性C原子称为端异构性碳原子(arbonatom),环化后形成的两种非对映异构体称为端基异构体,或头异构体(anomer),分别称为a-型及b-型头异构体。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(anomeriocarbon)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、变旋现象在溶液中,糖的链状结构和环状结构(a、b)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—ose称为α-D-(+)ose([α]20D=+113°),从吡啶溶液中结晶出的D—ose称为β-D-(+)ose([α]20D=+°)。将a-D-(+)葡萄糖与b-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+°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a型占36%,b型占63%,链式占1%。4、构型与构象(1)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,a-D-葡萄糖和b-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。(2)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