第7章糖类.ppt

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1、第7章 糖类和糖生物学,Sugar,一、引言,（一）糖类的存在与来源,广泛存在于生物界，特别是植物界。糖类物质按干重计占植物的85%-90%，占细菌的10%-30%，动物的小于2%。,细菌的10%-30%,1、生物体的结构成分:植物根,茎,叶含有大量的纤维素,半纤维素和果胶物质.2、能源:糖在生物体通过生物氧化释放能量,供生命活动需要.(淀粉和糖原)3、碳源:糖是重要的中间代谢产物,为其它生物分子提供碳骨架.4、信息识别:糖蛋白中的糖起信息分子的作用.,（二）糖的生物学作用,俗称碳水化合物（carbohydrate）Cn(H2O)m（不全面）化学定义：多羟基醛或酮及其缩聚物和其衍生物,或水解时

2、能产生这些化合物的物质。,（三）糖类的元素组成和化学本质,鼠李糖及岩藻糖（C6H12O5)、脱氧核糖（C5H10O4)非糖物质甲醛、乙酸和乳酸都为2:1,已醛糖,已酮糖,（四）糖的命名与分类,单糖（monosaccharide）寡糖（oligosaccharide）多糖（polysaccharide）,根据聚合度,不能被水解成更小分子的糖类水解产生20个以上单糖分子的糖类,不能被水解成更小分子的糖类,也称为简单糖.,二、旋光异构,原子组成、分子式、分子量相同,（一）有关旋光异构的几个概念,1、（同分）异构（isomerism）,结构异构：由于分子中原子连接的次序不同造成的，包括：碳架异构体、位

3、置异构体和功能异构体。立体异构：又可分为几何异构（也称为顺反异构）和旋光异构（也称光学异构）。几何异构：是由于分子中双键或环的存在或其它原因限制原子间的自由旋转引起的。旋光异构：是由于分子存在手性造成的，最常见的是分子内存在不对称碳原子。,2、手性C原子（asymmetric carbon atom),概念：也称为不对称碳原子，是指与四个不同的原子或原子基团共价连接并因而失去对称性的四面体碳。常C表示。,3、旋光性（optical activity）,当光波通过尼科尔棱镜时，由于棱镜的结构只允许沿某一平面振动的光波通过，其它的光波均被阻断，这种光称为平面偏振光。,左/右旋 当偏振光通过旋光物质

4、的溶液时，则光的偏振面会向右旋转（顺时针方向或正向，符号+）或向左旋转(逆时针方向或负向，符号-),旋光度（旋光性、光学活性）,旋光物质使平面偏振光的偏振面发生旋转的能力。,4、构型和构象,构型：原子或基团在空间的相对分布或排列。对于旋光异构体来说，是指不对称碳原子的四个取代基在空间的相互取向。涉及共价键的断裂。构象：当单键旋转时，取代基团可能形成不同的立体结构。不涉及共价键的断裂。,（二）Fischer 投影式,这种投影式是德国化学家Fischer E于1891年提出的。投影式可以看成是立体模型或透视结构在纸面上的投影。D（+）-甘油醛和L（-）-甘油醛的投影式和透视式如下：对于透视式，虚线

5、键伸向纸面背后，楔形键凸出纸面，伸向读者。,（三）构型的RS表示法,虽然DL构型命名系统在反映旋光化合物之间的构型联系方面有它的优点，但其有存在很大的局限性。如酒石酸其C*2和C*3根据其与甘油醛的联系，一个为D构型，一个为L构型，但在实际测定中发现二者构型相同。,1956年科学家们于是提出了RS构型命名，这样可以准确无误地规定任何手性碳原子的绝对构型，具有普遍适应的优点。,其具体的应用规则：第一步：指定与每个手性碳原子直接相连的4个取代基的优先性顺序。顺序规则的基础是原子序数高的原子比原子序数低的原子优先性大。第二步：旋转手性四面体碳，使那个优先性最小的取代基，离开观察者最远，另三个取代基面

6、向观察者。,第三步：观察面向观察者的三个取代基按优先性大小的顺序是顺时针方向还是逆时针方向，如果为顺时针方向，则为R构型（R源自拉丁文Rectus,R,右），如果是反时针方向，则为S型（S源自拉丁文Sinister，左）,三、单糖的结构,（一）链状结构,1确定链状结构的方法（葡萄糖C6H12O6）：a.与乙酸酐反应，产生具有五个乙酰基的衍生物（5羟基）。b.与Fehling试剂或其它醛试剂反应（醛基）。c.用硼氢化钠还原，羟基被还原，生成山梨醇（直链）。,2单糖链状结构的书写方式（Fisher投影式p5）：碳骨架:竖直写；氧化程度最高的碳原子在上方。,结构通式 醛糖 酮糖,有旋光异构现象（/-

7、）以及对映体D、L型,碳原子是不对称的,（二）D系单糖和L系单糖,所有的醛糖都可以看成是由甘油醛的醛基碳下端逐个插入C*延伸而成。由D-甘油醛衍生而来的称为D系醛糖，由L-甘油醛衍生而来的称为L系醛糖.,123456,L-葡萄糖,L-甘油醛,D-葡萄糖,D-甘油醛,通常说的单糖构型是指分子中离羰基最远的那个手性碳原子的构型。,HC=O HC-OH HO-CH HC-OH HC-OH HO-CH2,D-（+）葡萄糖,L-（-）葡萄糖,对映体异构,任一旋光化合物都只有一个对映体，它的其它旋光异构体在化学与物理性质方面都与之不同，这些不是对映体的旋光异构体称为非对映异构体或非对映体。如D(+)-葡萄

8、糖的对映体只有L(-)-葡萄糖，其余的14个已醛糖旋光异构体是它的非对映体。,D葡萄糖,D甘露糖,？,L甘露糖,讨论一种单糖的构型次序为：确定D、L型 确定归属(醛/酮）确定名称 确定对映体,C原子数相同的单糖异构体，除对映体外以不同名称加以区分。,D葡萄糖,D-半乳糖,L-半乳糖,对映体异构,单糖中以醛糖种类分布居多，且其天然构型多为D型,D葡萄糖,D-半乳糖,差向异构体（epimer）仅一个手性碳原子构型不同的非对映异构体,（三）单糖的环状结构,变旋现象许多单糖，新配制的溶液会发生旋光度的改变，这种现象就称为变旋。如在不同条件下获得的D(+)-葡萄糖，其比旋值不同。从低于30的乙醇中结晶的

9、，熔点146,称为-型；从98 吡啶中结晶的，熔点148-155，称为-型。这两种晶体分别溶于水中，放置一定时间后，其比旋达到同一恒定值，+52.6。变旋是由于分子立体结构发生某种变化的结果。,戊糖、己糖的环状结构与构象,葡萄糖并不象直链那样具有显著的醛类的特性，如不能与Schiff（品红-亚硫酸）发生紫红色反应，也难与亚硫酸氢钠发生加成反应。目前主要分多羟基醛或酮开链、半缩醛环状两种形式。天然情况以环状占绝大多数。以葡萄糖为例,吡喃环,开链,开链,从羰基的性质可以看到:醇与醛或酮可以发生快速而可逆的亲核加成,导致环状半缩醛的形成.,环状分子的异头物（异头碳）,吡喃环,H,OH,OH,H,新手

10、性碳新异构型,单糖由直链结构变成环状后，羰基碳原子成为新的手性中心，导致C1差向异构化，产生两个非对映异构体。这种羰基上形成的差向异构体称为异头物。,异头碳的羟基与决定D-或L-构型的碳原子（己糖为C-5）上的羟基在同一边时，称为-异构体；不在同一边时，称为-异构体。,-异构体,-异构体,吡喃(型)葡萄糖,环状分子的吡喃糖和呋喃糖,开链的单糖形成环状半缩醛时，最容易出现五元环和六元环结构。如-葡萄糖C5上的羟基与C1上的醛基加成生成六元环的吡喃型葡糖（glucopyranose），D-果糖C5上的羟基与C2的酮基加成形成五元环的呋喃型果糖（fructofuranose）。D-葡萄糖主要以吡喃糖

11、存在，呋喃糖次之。对葡萄糖来说，吡喃型比呋喃型稳定。,戊糖，多为五元环呋喃糖如,核糖 脱氧核糖,D-甘油醛,D-赤藓糖,D-苏糖,最简单的糖类,丁糖的代表，常见于藻类，地衣等植物中,核糖,阿拉伯糖,木糖,来苏糖,阿洛糖,阿卓糖,葡萄糖,甘露糖,古洛糖,艾杜糖,半乳糖,塔罗糖,四、单糖的性质,1、单糖的物理性质,（1）旋光性及变旋现象（2）甜度（以蔗糖为参考）（表12）（3）溶解度：易溶于水而难溶于乙醚、丙酮等非极性有机溶剂。,2、单糖的化学性质,单糖可发生哪些化学反应？,氧化糖酸、糖醛酸还原糖醇脂化糖脂聚合寡糖、多糖,如 葡萄糖(G),1.异构化(弱碱的作用)单糖的异构化是碱催化的烯醇化作用的

12、结果。例如在碱性溶液中，D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖可以通过烯二醇中间物发生相互转化。,烯二醇,Ba(OH)2,2.单糖的氧化,（）氧化成醛糖酸碱性溶液中的重金属离子如Fehling试剂（酒石酸钾钠、氢氧化钠和CuSO4）或Benedict试剂（柠檬酸、碳酸钠和CuSO4）中的Cu2+是一种弱氧化剂，能使醛糖（还原剂）的醛基氧化成羧基，产物称为醛糖酸，金属离子自身被还原。,（2）氧化成醛糖二酸 如果用较强的氧化剂，如热的稀硝酸，醛糖的醛基和伯醇基均被氧化成羧基，形成的二羧酸称醛糖二酸或糖二酸。（3）氧化成糖醛酸(uronic acid)特定的脱氢酶只氧化它的伯醇基，但保留醛基，从而生成糖醛

13、酸.,3.单糖的还原,单糖（醛糖或酮糖）的羰基在适当的还原条件下（如硼氢酸钠），则被还原为多元醇，称糖醇。,4.形成糖脎,还原糖与苯肼反应生成含苯腙基（=NNHC6H5）的衍生物，即糖脎。糖脎较稳定，不溶于水，从热水中以黄色晶体析出。不同还原糖生成的脎，晶形和熔点各不相同，因此可鉴定多种还原糖。,5.成酯和成醚反应（主要是羟基发生的反应）（1）成酯 所有羟基包括异头碳羟基在碱催化下均可与酰氯和酸酐发生成酯反应。葡萄糖的已酰化是测定葡萄糖结构的重要步骤之一。（2）成醚 单糖在甲基亚磺酰甲基钠（SMSM）存在下与碘甲烷反应可生成甲醚衍生物，也称糖的甲基化。,6.形成糖苷,环状单糖的半缩醛（或半缩酮

14、）羟基与另一化合物发生缩合形成的缩醛（或缩酮）称为糖苷或苷。糖苷分子中提供半缩醛羟基的糖部分称为糖基，与之缩合的非糖部分称为糖苷配基或配基，这两部分之间的连键称为糖苷键。糖苷键可以是通过氧、氮或硫原子起作用，也可以碳碳直接相连，它们的糖苷分别简称为O-苷，-苷，-苷或-苷，其中最常见的为-苷，其次为-苷，另两者少见。,聚合反应,H2O,麦芽糖【葡萄糖-（14）葡萄糖苷】,葡萄糖,糖苷键,糖苷,其它反应1.单糖脱水（无机酸反应）2.糖的高碘酸氧化3.单糖链的延长和缩短,小结单糖（醛糖和酮糖）的化学性质,羰基的性质 1.弱碱溶液中发生异构化 2.单糖的氧化（Fehling、Benedict试剂常用

15、来检测还原性糖）3.单糖的还原多元醇 4.加成反应（成脎反应）可根据糖脎鉴定多种还原性糖 羟基的性质 1.成酯和成醚反应 2.异头羟基的成苷反应糖苷不同于糖的性质:不显示醛的性质，不与苯肼发生反应，不能还原Fehling试剂，也无变旋现象。对碱稳定，易被酸水解成原来的糖和配基。,五、重要的单糖和单糖的衍生物,（一）单糖1.丙糖 甘油醛（具有光学活性的最简单的单糖）、二羟丙酮（无光学活性）2.丁糖 D赤藓糖、D赤藓酮糖，出现在藻类、地衣等低等植物中。3.戊糖 D（脱氧）核糖（RNA和DNA的主要成份）、D木糖（植物和细菌的细胞壁中）、L阿拉伯糖（植物细胞细胞壁及树皮创伤处的分泌物中）等4.己糖

16、D葡萄糖（医学生理学上常称为血糖）、D半乳糖（是乳糖、蜜二糖和棉子糖等的组成成份，也是某些糖苷、脑苷脂和神经节苷脂的组成成份）、D甘露糖（主要以甘露聚糖存在于植物的细胞壁中，酸水解坚果外壳可制取D甘露糖）、D果糖（以游离状态与葡萄糖和蔗糖一起存在于果汁和蜂蜜中）等5.庚糖和辛糖,（二）单糖衍生物1.单糖磷酸酯（sugar phosphate ester）或称为磷酸化单糖：很多是糖代谢中间产物。如D葡糖1磷酸、D果糖1，6二磷酸,2.糖醇(sugar alcohol)所谓糖醇是原来单糖的羰基氧被还原，生成的多羟基醇。糖醇是生物体的代谢产物，一些是工业产品，用于制药和食品工业。如：山梨醇（桃、李、

17、苹果等中含量丰富，主要用于合成维，糖尿病患者的眼球晶状体内发现积累山梨醇并导致白内障的形成。）、甘露醇（临床上主要用于降低颅内压和治疗急性肾功能衰竭）、半乳糖醇、木糖醇、肌醇等。,3.糖酸(sugar acid)单糖被氧化；糖酸衍生物.如葡萄糖酸钙、抗坏血酸等.依氧化条件不同，醛糖被氧化成3类糖酸，即醛糖酸(弱氧化剂，1号位)，糖二酸(强氧化剂，1和6号位)和糖醛酸(脱氢酶，6号位)。4.脱氧糖(deoxy sugar)指分子的一个或多个羟基被氢原子取代的单糖。广泛存在于植物、细菌和动物中。如：脱氧戊糖、脱氧核糖等。,5.氨基糖(amino sugar)分子中一个羟基被氨基取代的单糖。其中最为

18、常见的是C2上的羟基被取代的2-脱氧氨基糖。如葡萄胺、N乙酰葡糖胺等。常见单糖及其衍生物的缩写见表14,见王镜岩第三版上册,书本p30,6.糖苷 这里介绍的糖苷均为配基为酚类、甾醇或含氮碱等的单糖或寡糖衍生物。大量见于药用植物。见王镜岩第三版上册,书本p31-34,六、寡糖（低聚糖）,寡糖是由220个单糖通过糖苷键连接而成的糖类物质。如二糖：蔗糖、乳糖、麦芽糖等。,寡糖的描述注意以下几个方面:,(1)参与組成寡糖的单糖单位：要么同一种单糖，要么由两种或多种不同的单糖組成。(如麦芽糖由同一种单糖即葡萄糖組成,蔗糖由葡萄糖和果糖两种残基組成.)(2)参与成键（糖苷键）的碳原子的位置：两个单糖残基之

19、间的连接可以有多种方式，如，(这些连接方式中至少有一个单糖的异头碳参与成键)。(3)参与成键的每一个异头碳羟基的构型(或)(4)单糖单位的次序（如果不是同一种单糖残基）：如乳糖中右端的Glc称为还原端，另一端左边的称为非还原端。,寡糖命名原则,书写时,把寡糖的非还原端放在左边;在第一个单糖单位(左边)的名称前加一个O，表示两个单糖单位之间的连键是通过氧原子的。给出连接两个单糖单位的异头碳的构型(或)。为区分五元环和六元环结构,在单糖单位的名称中插入吡喃或呋喃字样。被糖苷键连接的两个碳原子常用括号内经箭头连接的两个序号来表示,如(1 4)表示第一个单糖单位(左边)的C1被连接到第二个单糖单位(右

20、边)的C4上。,（一）常见的二糖：1.蔗糖（sucrose）（Glc-(1 2)-Fru)属非还原性糖，无变旋现象,无还原性,不能成脎。主要来源甘蔗、甜菜和糖枫.,自然界最常见的寡糖是二糖,蔗糖 O-D-吡喃葡糖基-(12)-D-呋喃果糖苷,2,1,1,物理特性:(1)溶解度大,大多数生物活性不受高浓度的蔗糖影响,因此蔗糖适于作为植物組织间糖的运输形式.(2)水解自由能很高.,2.乳糖（lactose）（Gal-(1 4)-Glc),性质：具有还原性;有变旋现象;能成脎。,两种异构体,特性:(1)存在于所有研究过的哺乳类乳汁中,含量约为5%（有一个例外：加利福尼亚海狮的乳汁中是葡萄糖不是乳糖）

21、.(2)溶解度小于蔗糖.(3)作为乳汁的成分,是婴儿的糖类营养的主要来源.,3.麦芽糖（maltose）（Glc(1 4)Glc)结构:两种异构体(或),性质：具有还原性；变旋现象；能成脎。,饴糖,知识链接,饴糖，又称麦芽糖。饴糖性微温，味甘。具有补虚冷、健脾和胃、润肺止咳、缓气止痛的作用。饴糖为白色针状结晶，能分解成单糖，便于人体直接吸收，因此，饴糖是少儿、产妇、中老年人、体虚者的滋养品。饴糖是由糯米、粳米、麦、粟等磨粉，经过蒸煮后，再加入麦芽，经发酵糖化而成的糖类食品，主要用于糖果、糕点制品。,4.纤维二糖(cellobiose)（Glc(1 4)Glc)结构:两种异构体(或),性质：变旋

22、现象；具有还原性；能成脎。,麦芽糖,纤维二糖-型-型 O-D-吡喃葡糖基-(14)-D-吡喃葡糖苷,4,人体无法利用,（二）其它简单寡糖,主要自学了解，包括三糖（棉子糖）、四糖、五糖和六糖。见书本P39-40,七、多糖,自然界中的糖类主要以多糖形式存在。,多糖的性质：1：高分子化合物，相对分子质量很大，大多不溶于水，虽然酸或碱能使之转变为可溶性的，但分子会遭受破坏降解，因此多糖的纯化很困难。2：多糖属于非还原糖（因为一个很大的多糖分子只有一个还原末端），不呈现变旋现象，无甜味，一般不能结晶。3：根据其来源不同可分为植物多糖、动物多糖和微生物多糖。根据其组成可分为：同多糖和杂多糖。按功能分为：贮

23、存多糖和结构多糖。,（一）均（同）多糖 由一种单糖聚合而成的。（二）杂多糖由多种单糖聚合而成的。,同多糖：淀粉、糖原、右旋糖酐、菊粉、纤维素、壳多糖等。杂多糖：其果胶物质、半纤维素、琼脂、糖胺聚糖等。,1、淀粉 植物细胞能源的储藏形式,（一）均（同）多糖,分为直链淀粉和支链淀粉两种。当淀粉胶悬液用微溶于水的醇如正丁醇饱和时，则形成微晶沉淀，称为直链淀粉。向母液中加入与水混溶的醇如甲醇，则得无定形物质，称为支链淀粉。,直链淀粉（amylose）,一级结构（14）葡萄糖苷键,少量可溶于热水，溶液放置时重新析出淀粉晶体，也称为退行现象。遇碘呈紫蓝色,空间结构,麦芽糖为二糖单位。,支链淀粉（amylo

24、pectin）,易溶于水，形成稳定的胶体，静置时溶液不出现沉淀。6,000个糖分子遇碘呈紫红色,空间结构,（14）糖苷键,2530个残基有1个分支点。,淀粉颗粒中的直/支链淀粉,直链淀粉,支链淀粉,工业应用,糊精,糖浆,麦芽低聚糖,水解葡萄糖,工业方法酸或酶水解,淀粉在酸或淀粉酶的作用下被逐步降解，生成分子大小不一的中间物，统称为糊精。糊精依分子质量的递减，与碘作用呈现由蓝紫色、紫色、红色到无色，例如淀粉糊精呈蓝紫色，红糊精呈红褐色，消色糊精呈无色。,“动物淀粉”结构与支链淀粉类似，分支程度更高，分支链更短（平均8-12个残基发生一次分支）；以颗粒的形式存在于动物细胞的胞液内。体内糖原的主要场

25、所是肝脏和骨骼肌。是人和动物剧烈运动时最易动用的葡萄糖贮库。遇碘为红紫色至红褐色。,2.糖原,3.右旋糖苷/葡聚糖（dextran),酵母和细菌的贮存多糖。它可由某些细菌，如明串珠菌发酵蔗糖产生。用部分水解的方法从天然右旋糖酐获得分子量介于50000-100000的产品,得率为90%,这种产品临床上用作血浆代用品,治疗因丢失体液而引起的休克.右旋糖酐经交联剂例如表氯醇处理,则被交联成具有立体网状结构的交联葡聚糖,它的珠状凝胶的商品名为Sephadex,用于生化分离。,4.纤维素（cellulose）（植物细胞壁结构多糖）（一大类生物资源，占植物界碳素的50%以上）葡萄糖（14）糖苷键连接而成的

26、无分支的多糖,一级结构,800010000分子,纤 维 素,90-98%都是由纤维素构成的。,(1-4)糖苷键连接的纤维二糖可看成是它的二糖单位。,纤维素的用途,天然纤维素在工业上用于纺织和造纸。改型纤维素：人造丝、粘胶丝、玻璃纸等；乙基纤维素是一种热塑塑料和黏合剂；醋酸纤维素制作胶片和薄膜；羧甲基纤维素和微晶纤维素在食品工业中分别用作粘稠剂和填充剂。,5.甲壳素/壳多糖/几丁质（chitin）（甲壳动物、昆虫外壁，另一大类生物资源）,壳多糖广泛分布于生物界，是自然界中第二个最丰富的多糖。是大多数真菌和一些藻类的一种成分。主要存在于无脊椎动物，如昆虫，蟹虾等。它是很多节肢动物和软体动物外骨骼的

27、主要结构物质。,2N乙酰D 氨基葡萄糖（14）糖苷,几丁质是由乙酰氨基葡萄糖聚合而成的多糖，各个残基都是通过-l，4-糖苷键的形式联接成不分支的长链结构。因此几丁质(甲壳质)也可称为聚乙酰氨基葡糖(或壳多糖)。,A.半纤维素存在于细胞壁中所有杂多糖的总称。B.果胶（细胞壁间粘连物质，基质多糖）C.琼脂糖（红藻类石花菜属中提取，食物胶：果冻）D.药物多糖中草药治病的主要成分就是此类多糖及其衍生物结构与功能的研究刚刚起步E.其它,（二）杂多糖（由不同的几种单糖聚合而成）,八、细菌杂多糖,（一）细菌细胞壁的化学组成 G+菌:G菌:多层肽聚糖 单层肽聚糖 磷壁酸相连 脂多糖,前面介绍的右旋糖酐（同多糖

28、）和黄杆胶（杂多糖）也是细菌的多糖，这里主要介绍细菌的结构多糖，主要包括细胞壁的肽聚糖和磷壁酸，外膜的脂多糖以及多糖包被的多糖。,磷壁酸,肽聚糖,N-乙酰葡糖胺,N-乙酰胞壁酸,（二）肽聚糖的结构,乳糖基,肽聚糖peptidoglycan,N-乙酰葡糖胺,N-乙酰胞壁酸,四肽侧链,肽交联桥,G+菌,是一个含有四肽侧链的二糖单位，称为胞壁肽。,1-5个氨基酸組成,G-菌中四肽侧链借肽健直接相连，而G+菌中四肽侧链通过由1-5个氨基酸组成的肽交联桥连接，如金黄色葡萄球菌中，肽交联桥是五聚甘氨酸。,胞壁肽的结构,（三）脂多糖,脂多糖是革兰氏阴性细菌细胞壁的特有结构成分，构成外膜外表面的主要物质，并赋

29、予这类细胞以亲水表面。从繁殖或破裂细菌中释放出的脂多糖在哺乳动物宿主中会引起多种生物学效应，经常是毒性效应，这种效应称为内毒活性。,复脂：脂质A,核心寡糖,O-特异链,-1，6连接D-葡萄糖胺,1,4焦磷酸桥,酯键,酰胺键,3-羟脂肪酸,杂多糖,重复的寡糖单位,九、糖蛋白及其糖链,（一）糖蛋白的存在和含糖量 1、糖蛋白是一类复合糖或一类綴合蛋白质，糖链作为綴合蛋白质的辅基。2、许多膜蛋白（如血型抗原、，组织相容性抗原和移植抗原，细胞膜中的免疫球蛋白，病毒的受体等）和分泌蛋白（如胃黏蛋白，激素蛋白质）以及作为胞外基质的结构蛋白质等都是糖蛋白。、不同糖蛋白中含糖量变化很大，通常糖成分占糖蛋白重量的

30、1%-80%。如胶原蛋白含糖量1%，胃黏蛋白占82%。,（二）糖链结构的多样性糖蛋白和糖脂中的糖链序列是多变的，甚至超过核酸和蛋白质。（）以-为例，对于核酸，只能是一种结构，即-(如果代表，代表)。（）对于蛋白质也只能有一种结构，那就是ser-lys（A代表Ser，B代表lys）.（）糖链的情况不一样，如果为葡萄糖（lc），为半乳糖(Gal)，Glc可以和al的2,C3,C4和C6四个位置中的任一个碳相连，因此Glc-Gal可以形成四个异构体，再加上两个异头构异，则为个可能的异构体，如果考虑到呋喃或吡喃，则为个异构体。,（三）糖肽连键的类型 1、O-糖肽键：是指单糖的异头碳与羟基氨基酸的羟基原

31、子共价结合而形成的。Ser/Thr/Hyl/Hyp。,主要有四种类型（1）-N-乙酰半乳糖胺-丝氨酸或苏氨酸残基（GalNAc a1-Ser或Thr)类型。GalNAc a1-Ser(或Thr)是粘蛋白型糖肽连接的主要方式.GalNAc 是N-乙酰半乳糖胺的缩写.,（2）木糖-丝氨酸残基类型大多数氨基多糖以木糖残基与肽链上丝氨酸残基结合，形成O-糖苷键而连接起来。这种连接方式存在于蛋白多糖、人甲状腺球蛋白中。代号是：Xyl-Ser,（3）半乳糖-羟赖氨酸残基类型 符号是：Gal-Hyl。是胶原和一些胶原样多聚物（如肾小球基底膜等）的特征结构。它存在于较有限的氨基酸顺序中，在发生糖基化的羟赖氨（

32、Hyl）之后（似乎从不在其前），紧接着往往是一个甘氨酸(Gly)。氨基酸糖基化的羟赖氨酸是一种翻译后的产物，通常存在于X-Hyl-Gly的顺序中。上述甘氨酸紧随在糖基化羟氨酸之后的现象，可能是胶原赖氨酸羟化酶对底物的特殊要求。,(4)阿拉伯糖-羟脯酸残基类型 其符号是：Ara-Hyp此糖肽键迄今在高等植物、海藻的糖蛋白中发现，,2.N-糖肽键 N-糖肽键：-N-乙酰葡糖胺-天冬酰胺为连接点。其符号是:GlcNac-Asn.1)分布:在糖蛋白中仅有N-乙酰-D-葡糖胺残基与天冬酰胺相连，生成的键是4-N-（2-乙酰氨基-2-脱氧-D-吡喃葡糖基）-L-天冬酰胺。此键型最早在鸡卵清蛋白中发现，在很

33、多糖蛋白中都存在此连接键，尤其是血浆糖蛋白：如血清类粘蛋白、免疫球蛋白、激素类糖蛋白等多属于此类型。,（四）糖链的生物学功能,参与糖蛋白新生肽链的折叠和缔合影响糖蛋白的分泌和稳定性（糖基化）参与分子识别/细胞识别 分子识别：指生物分子的选择性相互作用，例如抗体与抗原间、酶和底物或抑制剂间，激素与受体间的专一性结合。,十、糖胺聚糖和蛋白聚糖,属于杂多糖，为不分支的长链聚合物，一般含有氨基己糖或己糖醛酸也称粘多糖（mucopolysaccharide）。通式：己糖醛酸 己糖胺n(n=30-250)二糖单位中至少有一个残基带有羧基/硫酸基，因此是阴离子多糖链，呈酸性。,（一）糖胺聚糖,都是细胞外基质

34、的最要成分。,糖胺聚糖的一般生物学作用,由于糖胺聚糖的亲水性强，对保持疏松结缔组织中的水分有重要的意义。糖胺聚糖是多价阴离子，对K+、Na+、Ca2+、Mg2+等有较大的亲和力，因此能调节这些离子在组织中的分布。糖胺聚糖，主要是透明质酸有很大的粘滞性，附在关节面上具有润滑和保护作用。有促进创伤愈合的作用。,A、透明质酸（关节/脐带/鸡冠/胚胎/玻璃体）B、硫酸软骨素和硫酸皮肤素C、硫酸角质素D、硫酸乙酰肝素或硫酸类肝素,糖胺聚糖（粘多糖）的种类：,根据单糖残基，残基间连键的类型以及硫酸基的数目和位置，可分为4个主要类别：,透明质酸（hyaluronic acid,HA),二糖单位内连键,二糖单

35、位之间连键,是唯一不限于动物组织并也产生于细菌中的糖胺聚糖。,葡糖醛酸,N-乙酰葡糖胺,硫酸软骨素(chondroitin sulfate,CS),硫酸角质素(keratan,KS),肝素(heparin,Hp),L艾杜糖醛酸,葡糖胺,天然抗凝剂，临床上用作抗凝血酶III的增强剂。,（二）蛋白聚糖（proteoglycan,PG）,一/多条糖胺聚糖 一个核心蛋白 N/O-连接的寡糖链,是一类特殊的糖蛋白,蛋白聚糖聚集体,十一糖链的结构分析(p71),选学,小结,一.单糖 1.掌握几个重要单糖的结构特征、化学性质和生物学功能 2.单糖衍生物：包括单糖磷酸酯、糖醇、糖酸、脱氧糖、氨 基糖和糖苷等。二.寡糖 要求掌握几个重要寡糖的命名与结构式，如蔗糖、乳糖、麦芽糖、纤维二糖等。三.多糖（非还原性糖）淀粉、纤维素、糖原等结构特点。糖胺聚糖（己糖醛酸和己糖胺的二糖重复单位）四.糖蛋白（蛋白聚糖、肽聚糖）掌握糖苷键的特点及糖蛋白的生物学功能,