第一章 糖和糖化学.doc

第一章 糖和糖化学?-糖苷键连接起来的两个D-葡萄糖构成的。糖苷键连接着一个残基的C-1与第二个残基的C-4上的氧。所以麦芽糖的命名是?-D-吡喃葡糖酰-（1－4）-D-葡萄糖。 纤维二糖（?-D-葡萄糖基-（1－4）-D-葡萄糖）是葡萄糖的另一个二聚体。纤维二糖与麦芽糖的区别就在于糖苷键，纤维二糖中是?糖苷键，而麦芽糖中是?糖苷键。 乳糖（?-D-半乳糖酰-（1－4）-D-葡萄糖）是奶中主要的糖，它是纤维二糖的差向异构体。 蔗糖（?-D-吡喃葡糖酰-（1－2）-?-D-呋喃果糖苷），或称为食糖，是自然界中最丰富的二糖，它只在植物中合成。蔗糖与其它3种二糖的区别在糖苷键，蔗糖中的糖苷键是由两个异头碳连接形成的。蔗糖中的吡喃葡萄糖和呋喃果糖残基被固定，无论那个残基都不能自由地处于?和?异构体之间的平衡中。 第四节 多糖 一. 淀粉和糖原 淀粉是植物和真菌中贮存最多的葡萄糖同多糖。在植物细胞中，淀粉以直链淀粉和支链淀粉的混合物形式贮存于直径3～100μm的颗粒中。直链淀粉没有分支，大约由100至1000个D-葡萄糖通过?（1→4）糖苷键连接形成（下图a）。支链淀粉是直链淀粉上又带有分支的淀粉（下图b）。支链淀粉中除含有?（1→4）糖苷键外，还含有分支点处的?（1→6）糖苷键。平均每隔25个葡萄糖残基就出现一个分支，分支也称之侧链，大约含有15到25个葡萄糖残基，某些侧链本身还含有分支。 饮食中的淀粉在胃肠道被?-淀粉酶（?-amylose）和去分支酶（debranching enzyme）催化降解。动物和植物都含有?-淀粉酶，而?-淀粉酶存在于某些高等植物的种子和块茎中。两种淀粉酶都只作用于?（1→4）-D-糖苷键。下图给出了?和?-淀粉酶作用于淀粉的部位。 糖原是在动物和细菌中贮存的葡萄糖同多糖。糖原也是带有分支的葡萄糖残基的聚合物。与支链淀粉相同，糖原也含有?（1→6）糖苷键，但分支出现的频率非常高，而且侧链含有的葡萄糖残基较少。 二. 纤维素 植物细胞壁含有高百分比的结构同多糖纤维素，纤维素大约占生物圈中的有机物质的50％以上。不象贮存多糖那样位于细胞内，纤维素和其它结构多糖是由细胞内合成然后分泌出来的细胞外分子。象直链淀粉那样，纤维素是一个葡萄糖残基的线性同多糖，但纤维素中的葡萄糖残基是通过?（1－4）糖苷键连接的，而不是?（1-4）糖苷键（下图）。棉花纤维几乎都是纤维素，而木材纤维有一半是纤维素。纤维素分子大小变化很大，范围从300到15000个葡萄糖残基。 三. 几丁质 几丁质（chitin）是在昆虫和甲壳纲的外骨骼中发现的结构同多糖，也存在于大多数真菌和许多藻类的细胞壁中。几丁质是一个线性的聚合物，是由?（1-4）连接的N-乙酰葡萄糖胺残基（acetylglucosamine, GlcNAc）组成的（如下图）。相邻链的GlcNAc残基相互形成氢键，形成具有很大强度的线性微原纤维。 第五节 杂多糖 一. 肽聚糖 肽聚糖是细菌细胞壁的主要成分，是由连有小肽的聚糖成分组成的。聚糖成分由交替的N-乙酰葡糖胺（N-acetylglucosamine,GlcNAc）和N-乙酰胞壁酸（N-acetymuramic acid,MurNAc）通过?（1－4）键连接形成的聚糖链。 溶菌酶的功能是抗菌，它催化肽聚糖的MurNAc和GlcNAc之间的?（1-4）键的水解，使得细菌细胞壁降解。 二. 糖蛋白 糖蛋白是连有糖链的蛋白质，血浆蛋白质、膜蛋白、某些酶和一些激素都属于糖蛋白。糖蛋白中的糖链的长度变化很大，由1到30个糖残基组成，这些糖链有时决定了糖蛋白的结构和生物学作用。糖蛋白分为三种主要类型：O-糖苷键型糖蛋白（O-linked glycoproteins）、N-糖苷键型糖蛋白（N-linked glycoproteins）（下图）和连有磷脂酰肌醇-聚糖的糖蛋白（phosphatidylinositol-glycan-linked glycoproteins）（如右图）。细胞膜和血浆中都发现有O-和N-糖苷键型的糖蛋白，而连有磷脂酰肌醇-聚糖的糖蛋白主要出现在质膜的外表面。 三. 蛋白聚糖 蛋白聚糖（下图）是由糖胺聚糖和特殊的核心蛋白和连接蛋白相互作用形成的。蛋白聚糖是细胞外基质中的重要成分。软骨中的蛋白聚糖聚集体中含有透明质酸（hyaluronic acid）、硫酸角质素（keratan sulfate）、硫酸软骨素（chondroitin sulfate）、连接蛋白（link protein）、核心蛋白（corn protein）和大量的寡糖链。从电子显微镜拍摄的照片看，软骨蛋白聚糖的形状象羽毛或是实验室中的瓶刷子。中心的透明质酸链穿过聚集体，带有糖胺聚糖的核心蛋白粘附在透明质酸链的侧面，象是透明质酸链长