生物化学糖代谢I课件.pptx

1、第一节第一节 糖类及其功能糖类及其功能一、糖的概念一、糖的概念糖类是多羟基醛或多羟基酮及其聚合物和衍生糖类是多羟基醛或多羟基酮及其聚合物和衍生物的总称。物的总称。多羟基醛多羟基醛醛糖醛糖多羟基酮多羟基酮酮糖酮糖多羟基醛或多羟基酮的衍生物多羟基醛或多羟基酮的衍生物可以水解为多羟基醛或多羟基酮或它们的衍可以水解为多羟基醛或多羟基酮或它们的衍生物的物质生物的物质主要由主要由C、H、O三种元素组成，有些还有三种元素组成，有些还有N、S、P等。等。单糖多符合结构通式单糖多符合结构通式(CH2O)n，但仅从通式上，但仅从通式上并不能判断某分子是否就是糖，也就是说并不能判断某分子是否就是糖，也就是说符合通式

2、的不一定是糖：符合通式的不一定是糖：CH3COOH(乙酸乙酸)，CH2O(甲醛甲醛)是糖的不一定都符合通式是糖的不一定都符合通式:C5H10O4(脱氧核糖脱氧核糖)，CHO(CHOH)nCH2OHCH2OHC=O(CHOH)nCH2OH醛糖醛糖酮糖酮糖二、糖的分类二、糖的分类根据糖类物质分子结构特点，分成以下几类：根据糖类物质分子结构特点，分成以下几类：单糖：丙糖，戊糖，己糖等。单糖：丙糖，戊糖，己糖等。寡糖寡糖:蔗糖、麦芽糖、乳糖。蔗糖、麦芽糖、乳糖。多糖：淀粉，糖原等多糖：淀粉，糖原等结合糖：糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂。结合糖：糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂。单糖（单糖（monosaccharides

3、）：不能用水解方法再）：不能用水解方法再进行降解的糖，包括单糖及其衍生物。进行降解的糖，包括单糖及其衍生物。按碳原子数分为：按碳原子数分为：丙糖（甘油醛）丙糖（甘油醛）丁糖（赤藓糖）丁糖（赤藓糖）戊糖（核糖、脱氧核糖等）戊糖（核糖、脱氧核糖等）己糖（己糖（葡萄糖葡萄糖、果糖、半乳糖等）等、果糖、半乳糖等）等;葡萄糖的化学结构葡萄糖的化学结构元素组成：元素组成：C、H、O，三者比例，三者比例 C 40%、H 6.7%、O 53.3%冰点降低及沸点升高法测得分子量为：冰点降低及沸点升高法测得分子量为：180分子式为：（分子式为：（CH2O）6，即，即C6H12O6葡萄糖葡萄糖CHOCH2OHOH-

4、C-HH-C-OHH-C-OHH-C-OH葡萄糖和果糖葡萄糖和果糖单糖的一些理化性质单糖的一些理化性质单糖的化学性质体现在多羟基醛、或多羟基单糖的化学性质体现在多羟基醛、或多羟基酮的化学结构特征上，具有一切羟基及多羟酮的化学结构特征上，具有一切羟基及多羟基的反应，如氧化、酯化、缩醛反应；也由基的反应，如氧化、酯化、缩醛反应；也由醛基或羰基的反应；同时还有基团间相互影醛基或羰基的反应；同时还有基团间相互影响而产生的一些特殊的反应。响而产生的一些特殊的反应。旋光度，一切糖类都有不对称旋光度，一切糖类都有不对称C，都具旋光，都具旋光性；性；甜度，各种糖甜度不一，但都有甜度；甜度，各种糖甜度不一，但都

5、有甜度；溶解度，多羟基增加了单糖的溶解度，热水溶解度，多羟基增加了单糖的溶解度，热水中更大，不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂中更大，不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂寡糖寡糖(Oligosaccharides)由由2-10个单糖通过糖苷键连接而成，一个单糖通过糖苷键连接而成，一般易溶于水、具甜味。根据其单糖数目一般般易溶于水、具甜味。根据其单糖数目一般分为二糖、三糖、四糖等。自然界最重要的分为二糖、三糖、四糖等。自然界最重要的寡糖是二糖。寡糖是二糖。乳糖乳糖(Lactose)存在于人乳（存在于人乳（5-7%）和牛乳（和牛乳（4%）中）中乳糖酶缺乏，小肠乳乳糖酶缺乏，小肠乳糖升高引起渗透性腹糖升高引起渗透性腹

6、泻，肠道细菌使乳糖泻，肠道细菌使乳糖发酵产生大量气体。发酵产生大量气体。多糖多糖(Polysaccharides)由许多单糖或单糖衍生物聚合而成，缩合时由许多单糖或单糖衍生物聚合而成，缩合时单糖分子以糖苷键相连，一般无甜味、无还单糖分子以糖苷键相连，一般无甜味、无还原性、酸或酶的作用下可水解为双糖、寡糖原性、酸或酶的作用下可水解为双糖、寡糖或多糖，重要的有淀粉、糖元、纤维素、几或多糖，重要的有淀粉、糖元、纤维素、几丁质、粘多糖等。丁质、粘多糖等。根据其组成可分为均一多糖和不均一多糖。根据其组成可分为均一多糖和不均一多糖。均一多糖或同聚多糖均一多糖或同聚多糖有相同单糖缩合形有相同单糖缩合形成的多

7、糖。最常见的是由葡萄糖缩合而成的成的多糖。最常见的是由葡萄糖缩合而成的葡聚糖。如：淀粉、糖原等葡聚糖。如：淀粉、糖原等不均一多糖或杂聚多糖不均一多糖或杂聚多糖由两种以上单糖由两种以上单糖或单糖衍生物缩合而成的聚多糖。最常见的或单糖衍生物缩合而成的聚多糖。最常见的是含氮的糖胺聚糖，如：透明质酸、硫酸软是含氮的糖胺聚糖，如：透明质酸、硫酸软骨素等。骨素等。淀粉淀粉广泛存在于植物的种子和根茎中，热水处广泛存在于植物的种子和根茎中，热水处理理25分钟能溶解的部分为直链淀粉，不溶分钟能溶解的部分为直链淀粉，不溶解的部分为支链淀粉解的部分为支链淀粉直链淀粉水解的唯一双糖为麦芽糖、唯一直链淀粉水解的唯一双糖

8、为麦芽糖、唯一单糖为葡萄糖。单糖为葡萄糖。支链淀粉水解时只生成一种双糖支链淀粉水解时只生成一种双糖-（+）麦）麦芽糖。芽糖。糖原糖原 有动物淀粉之称，动物组织内主要的贮有动物淀粉之称，动物组织内主要的贮藏多糖。肝脏、肌肉中含量多，分别称为肝藏多糖。肝脏、肌肉中含量多，分别称为肝糖原、肌糖原。结构与支链淀粉相似，但分糖原、肌糖原。结构与支链淀粉相似，但分支长度较短，分支多，分子量高达支长度较短，分支多，分子量高达106-108。水解终产物是葡萄糖。水解终产物是葡萄糖。纤维素纤维素 自然界中分布最广的糖，以纤维二糖为基自然界中分布最广的糖，以纤维二糖为基本单位缩合而成，纤维状、僵硬、不溶于水的本单

9、位缩合而成，纤维状、僵硬、不溶于水的分子，人体消化酶不能水解纤维素，食草动物分子，人体消化酶不能水解纤维素，食草动物利用肠道寄生菌分泌的纤维素酶将部分纤维素利用肠道寄生菌分泌的纤维素酶将部分纤维素水解为葡萄糖。水解为葡萄糖。透明质酸透明质酸 高等动物组织中发现，主要存在于结缔组高等动物组织中发现，主要存在于结缔组织如眼球玻璃体、鸡冠、脐带、软骨等组织。织如眼球玻璃体、鸡冠、脐带、软骨等组织。主要功能是在组织中吸着水，有润滑剂作用，主要功能是在组织中吸着水，有润滑剂作用，对组织起保护作用对组织起保护作用结合糖结合糖 糖与非糖物质如脂类或蛋白共价结合，分别形成：糖与非糖物质如脂类或蛋白共价结合，分

10、别形成：糖脂（糖脂（Glycolipids）糖蛋白糖蛋白(Glycoproteins)蛋白聚糖（蛋白聚糖（proteoglycans）等糖复合物）等糖复合物糖脂糖脂种类很多，革兰氏阴性菌细胞壁含有十分种类很多，革兰氏阴性菌细胞壁含有十分复杂的脂多糖，其分子结构一般包括三部复杂的脂多糖，其分子结构一般包括三部分：分：外层专一性寡糖链外层专一性寡糖链中心多糖链中心多糖链脂质脂质其中，外层部分的组分随菌株而异，可使其中，外层部分的组分随菌株而异，可使人体致病。人体致病。脂多糖在细胞表面与细胞的各种识别事件脂多糖在细胞表面与细胞的各种识别事件相关，如鞘糖脂决定人类血型相关，如鞘糖脂决定人类血型A、B、

11、O。糖蛋白糖蛋白自然界中分布最广的一类复合糖，几乎所有自然界中分布最广的一类复合糖，几乎所有的细胞都能合成糖蛋白，由短链寡糖与蛋白的细胞都能合成糖蛋白，由短链寡糖与蛋白质共价连成。质共价连成。一般来说，糖蛋白含糖量较少，表现为蛋白一般来说，糖蛋白含糖量较少，表现为蛋白特性，但糖对糖蛋白分子的生理功能有较大特性，但糖对糖蛋白分子的生理功能有较大影响。影响。蛋白聚糖蛋白聚糖蛋白质与糖胺聚糖以共价键连成的大分子复蛋白质与糖胺聚糖以共价键连成的大分子复合物，糖胺聚糖链连在核心蛋白上，又称粘合物，糖胺聚糖链连在核心蛋白上，又称粘蛋白。蛋白。蛋白聚糖分子中糖的含量多，性质更多表现蛋白聚糖分子中糖的含量多，

12、性质更多表现为多糖的特性。为多糖的特性。糖类的分布糖类的分布 食用糖（蔗糖、葡萄糖）食用糖（蔗糖、葡萄糖）绿色植物的皮、杆等（纤维素）绿色植物的皮、杆等（纤维素）粮食及块根、块茎中的糖（淀粉）粮食及块根、块茎中的糖（淀粉）动物体内的贮藏多糖（糖元）动物体内的贮藏多糖（糖元）昆虫、蟹、虾等外骨骼（几丁质）昆虫、蟹、虾等外骨骼（几丁质）食用菌中糖（香菇多糖、茯苓多糖、灵芝多糖、昆食用菌中糖（香菇多糖、茯苓多糖、灵芝多糖、昆布多糖等）布多糖等）细菌、酵母的细胞壁细菌、酵母的细胞壁 结缔组织中的糖（肝素、透明质酸、硫酸软骨素、结缔组织中的糖（肝素、透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等）硫酸皮肤素等）核酸

13、、脂多糖、糖蛋白中的糖核酸、脂多糖、糖蛋白中的糖 细胞膜及其他细胞结构中的糖细胞膜及其他细胞结构中的糖 血型糖血型糖糖的生理功能：糖的生理功能：1.氧化分解供能氧化分解供能2.结合糖类既是组织细胞的结构成分，又具结合糖类既是组织细胞的结构成分，又具有重要的生物学活性有重要的生物学活性3.转变为其它物质转变为其它物质糖的消化吸收糖的消化吸收消化场所-小肠（主要）、口腔吸收场所-小肠上皮黏膜吸收形式-单糖吸收机制-Na+依赖型葡萄糖转运体吸收途径-经门静脉入肝-入血。血糖的来源与去路血糖的来源与去路血糖血糖80-120mg/100mL食物糖类食物糖类小肠小肠消化吸收消化吸收肝糖元肝糖元非糖物质非糖物质氧化分解氧化分解CO2+H2O+能量能量合成合成肝糖元肝糖元转变转变脂肪，脂肪，其它氨基酸等其它氨基酸等尿糖尿糖分解分解转化转化160mg/100mL