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一、同多糖 ? 同多糖：水解后只产生一种单糖或单糖衍生物。 ? 自然界中最丰富的同多糖是淀粉、糖原和纤维素， 它们都是由葡萄糖组成。 ? 淀粉和糖原分别是植物和动物中葡萄糖的贮存形式， 纤维素是植物细胞主要的结构组分。 生物化学 糖类 64 1. 淀粉 ? 淀粉以淀粉粒形式贮存于植物细胞中，是植物营养 物质的一种贮存形式。 ? 天然淀粉一般含有两种组分：直链淀粉和支链淀粉， 前者一般占 20-25% ，后者占 75-80% 。 生物化学 糖类 65 （ 1 ）直链淀粉 ? 一级结构： 直链淀粉是由葡萄糖单位通过α（ 1-4 ）糖苷键连接 而成的线形分子，一端是1 ′端（还原端），另一端 是4ˊ端（非还原端），书写时通常1ˊ端在右边， 4ˊ端在左边。 生物化学 糖类 66 （ 1 ）直链淀粉 ? 二级结构： 是一个左手螺旋， 每圈螺旋含 6 个残 基，螺距 0.8 nm ， 直径 1.4 nm 碘分子（ I 2 ）正好能嵌入螺旋中心，每圈容纳一 个碘分子。产生特征性的蓝色需要约 36 个即 6 圈 葡萄糖残基。 生物化学 糖类 67 （ 2 ）支链淀粉 支链淀粉高度分支，约每 25-30 单位有一个分支点。 线形糖链是α（ 1-4 ）糖苷键连接，分支点处还存在 α（ 1-6 ）连接。因此，支链淀粉只有一个还原端， 但有多个非还原端。 生物化学 糖类 68 支链淀粉的性质与直链淀粉有明显不同： ? 直链淀粉分子量约 10 万 -200 万，支链淀粉的分子量 比直链淀粉大得多，约 100 万 -600 万。 ? 支链淀粉螺旋中的短串碘分子比直链淀粉螺旋中的 长串碘分子吸收更短波长的光，因此支链淀粉遇碘 呈紫色到紫红色。 ? 支链淀粉易溶于水，形成稳定的胶体，静置时溶液 不出现沉淀；直链淀粉仅少量的溶于热水，溶液放 置时重新析出淀粉晶体 生物化学 糖类 69 （ 3 ）淀粉的水解 淀粉在酸或淀粉酶的作用下被逐步降解，先生成分 子大小不一的中间物，统称为糊精。继续水解，得 到麦芽糖和少量的异麦芽糖，再水解，最终可得葡 萄糖。 生物化学 糖类 70 淀粉酶有两种： ? α - 淀粉酶：是一种内切葡糖苷酶，随机作用于淀粉 链内部的α（ 1-4 ）糖苷键，断裂 C1-O 键； ? β - 淀粉酶：是一种外切葡糖苷酶，专门从淀粉的非 还原端开始断裂α（ 1-4 ）糖苷键，逐个除去二糖单 位，原来的α连接被转型，产物是β - 麦芽糖 生物化学 糖类 71 2. 糖原 糖原以颗粒形式存在于动物细胞的胞液中，是动物 体内贮存的主要多糖，此多糖相当于植物体内的淀 粉，因此糖原又称为动物淀粉。 肝细胞中的糖原颗粒 生物化学 糖类 72 糖原结构与支链淀粉类似，只是分支程度更高，分支 链更短，平均每隔 8-12 个葡萄糖残基便有一个分支。 与碘作用呈红紫色至红褐色。 生物化学 糖类 73 3. 纤维素 纤维素是植物细胞壁的主要结构成份，也是自然界 最丰富的有机物，地球上每年约生产 1011 吨纤维素， 经济价值：木材、纸张、纤维、棉花、亚麻。 生物化学 糖类 74 纤维素分子是葡萄糖残基以β（ 1-4 ）糖苷键连接的 直链分子。链中每个残基相对于前一个残基翻转 180 °，使链采取完全伸展的构象。 生物化学 糖类 75 相邻、平行的伸展链通过氢键形成片层结构，即微晶 或胶束。多个这样的胶束平行的形成微纤维。微纤维 长数微米，直径 3.5-10 nm ，一般含 6000-12000 个葡 萄糖残基。 生物化学 糖类 76 ? 纤维素不溶于水，水解很难。 一般要在强酸中加热、 加压才能水解，水解过程中，可得到纤维四糖、三 糖、二糖，最终是葡萄糖。 ? 在生理上，纤维素只能被纤维素酶又叫 ? - 糖苷酶催 化水解，但不能被淀粉酶催化水解。 人体内无 ? - 糖苷酶，所以人体不能消化木头和植物 纤维 , 但具有刺激肠蠕动等作用，因此也是维持健康 所必需；食草动物（如牛、羊）的消化系统中，含 有这种酶，故这些动物可以用草作为营养来源。 生物化学 糖类 77 二、杂多糖 1. 半纤维素 P48 半纤维素是碱溶性的植物细胞壁多糖，是一类多糖 的总称，包括多聚戊糖和多聚己糖，如木聚糖、葡 甘露聚糖、半乳葡甘露聚糖等。 生物化学 糖类 78 2. 琼脂 ? 琼脂俗称洋菜，是从某些海藻中提取出来的一种多 糖混合物。 ? 从琼脂中分离出两个组分，琼脂糖和琼脂胶。琼脂 糖是琼脂的主要组分，它是由 D- 吡喃半乳糖和 3,6- 脱水 -L- 吡喃半乳糖两个单位交替组成的线性链。 生物化学 糖类 79 ? 琼脂胶是琼脂糖的衍生物，单糖残基不同程度的被 荷负电基团（如硫酸基、甲氧基等）取代。 ? 琼脂常用作微生物培养基的凝固剂。在食品工业中， 用作果冻、果糕的胶凝剂以及果汁饮料的