【知識精講】23華工830生物化學考研知識——糖類

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相關科目：830生物化學

相關知識點：糖類

#1、了解糖的定義和功能

定義：

糖類是多羥基醛、多羥基酮或其衍生物，或水解時能產生這些化合物的物質。

功能：

1、 作為生物體的結構成分

（1）植物細胞壁：植物的根、莖、葉含有大量纖維素、果膠等，這些物質是構成植物細胞壁的主要成分。

（2）細菌細胞壁：屬于雜多糖的肽聚糖是細菌細胞壁的結構多糖。

（3）昆蟲和甲殼類的外骨骼：殼多糖。

2、作為生物體內的主要能源物質

（1）糖在生物體內通過生物氧化供能

（2）貯能物質：糖原，淀粉

3、 在生物體內轉化成其他物質

作為重要的中間產物，可通過中間產物為合成其他物質如氨基酸、脂肪等提供碳骨架。

4、作為細胞識別的信息分子

糖蛋白、糖脂中的糖鏈結構，可能起著信息分子的作用

#2、單糖、寡糖和多糖的定義及分類

1、 單糖：

指不能被水解成更小分子的糖類

2、 寡糖：

指由2~20個單糖分子組成的糖類

3、 多糖：

由20個以上單糖分子組成的糖類。分為：同多糖（1種單糖）、雜多糖（多種單糖），結構多糖、貯能多糖，以及更復雜生理功能的多糖（粘多糖，血型物質等）。多糖不溶于水，只能形成膠體。沒有甜味，沒有還原性，有旋光性，無變旋現象。

2.1 重要的單糖

丙糖：重要的丙糖有D-甘油醛和二羥丙酮。

丁糖：自然界常見的丁糖有D-赤蘚糖和D-赤蘚酮糖。

戊糖：自然界存在的戊醛糖主要有D-核糖、D-2-脫氧核糖、D-木糖和L-阿拉伯糖。它們大多以多聚戊糖或以糖苷的形式存在。

己糖：重要的己醛糖有D-葡萄糖、D-甘露糖、D-半乳糖，重要的己酮糖有D-果糖、D-山梨糖。

葡萄糖：葡萄糖是生物界分布最廣泛最豐富的單糖，多以D-型存在。它是人體內最主要的單糖，是糖代謝的中心物質。

果糖：它是單糖中最甜的糖類，食用果糖后血糖不易升高，且有滋潤肌膚作用。游離的果糖為β－吡喃果糖，結合狀態呈β－呋喃果糖。

甘露糖:是植物粘質與半纖維素的組成成分。

半乳糖：半乳糖僅以結合狀態存在。乳糖、蜜二糖、棉籽糖、瓊脂、樹膠、粘質和半纖維素等都含有半乳糖。它的D-型和L-型都存在于植物產品中。

單糖的重要衍生物

①糖醇

②糖醛酸

③氨基糖

④糖苷：單糖的半縮醛羥基與其它分子的醇、酚等羥基縮合，脫水生成縮醛式衍生物，稱糖苷。糖苷物質與糖類的區別：糖是半縮醛，不穩定，有變旋；苷是縮醛，較穩定，無變旋。糖苷大多數有毒。

⑤糖酯

2.2 寡糖

1、麥芽糖

麥芽糖大量存在于發酵的谷粒，特別是麥芽中。它是淀粉的組成成分。淀粉和糖原在淀粉酶作用下水解可產生麥芽糖。麥芽糖是D-吡喃葡萄糖-α(1，4)-D-吡喃葡萄糖苷，能還原費林試劑。異麥芽糖，它是α-D-吡喃葡萄糖-(1，6)-D-吡喃葡萄糖苷。麥芽糖在缺少胰島素的情況下也可被肝臟吸收，不引起血糖升高，可供糖尿病人食用。

2、乳糖

乳糖存在于哺乳動物的乳汁中，它是β-D-半乳糖-(1-4)-D-葡萄糖苷。

3、蔗糖

蔗糖是主要的光合作用產物，也是植物體內糖儲藏、積累和運輸的主要形式。它是α-D-吡喃葡萄糖-(1→2)-β-D-呋喃果糖苷。沒有還原性，是非還原性雜聚二糖。

4、纖維二糖

纖維素的基本構成單位，由兩個β-D-葡萄糖通過C1－C4相連，它與麥芽糖的區別是后者為α-葡萄糖苷。

2.3 多糖

多糖由多個單糖縮合而成。多糖按功能可分為兩大類：一類是結構多糖，如構成植物細胞壁的纖維素、半纖維素，構成細菌細胞壁的肽聚糖等；另一類是貯藏多糖，如植物中的淀粉、動物體內的糖原等。

1、淀粉

淀粉是植物中最重要的貯藏多糖，分為直鏈淀粉和支鏈淀粉。直鏈淀粉的分子通常卷曲成螺旋形，每一轉有六個葡萄糖分子。直鏈淀粉是由α-1，4糖苷鍵連接的葡萄糖殘基組成的。支鏈淀粉每個直鏈是α－1，4連接的，而每個分支是α－1，6連接的。

2、糖原

糖原是動物中的主要多糖，是葡萄糖的極容易利用的儲藏形式。糖原的分支多，分子表面暴露出許多非還原末端，每個非還原末端既能與葡萄糖結合，也能分解產生葡萄糖，從而迅速調整血糖濃度，調節葡萄糖的供求平衡。所以糖原是儲藏葡萄糖的理想形式。糖原主要儲藏在肝臟和骨骼肌，在肝臟中濃度較高，但在骨骼肌中總量較多。

3、纖維素

纖維素是自然界中含量最豐富的有機物，纖維素由葡萄糖分子以β-1,4-糖苷鍵連接而成，無分支。纖維素經弱酸水解可得到纖維二糖。人和動物體內沒有纖維素酶，不能分解纖維素。反芻動物和一些昆蟲體內的微生物可以分解纖維素，為這些動物提供營養。

4、其他

①果膠：一般存在于初生細胞壁中，也存在于水果中。

②菊糖：也叫菊粉，主要存在于菊科植物的根部，是多縮果糖。

③瓊脂：某些海藻（如石花菜屬）所含的多糖物質，主要成分是多縮半乳糖，含有硫和鈣。瓊脂不易被微生物分解，可作微生物培養基成分，也可作為電泳支持物。食品工業中常用來制造果凍、果醬等。

④幾丁質：N-乙酰葡萄糖胺以β-1，4糖苷鍵相連，是甲殼動物的結構多糖，也叫甲殼素。

5、粘多糖:

也叫糖胺聚糖，它與蛋白質結合構成蛋白聚糖，又稱粘蛋白。它存在于軟骨、腱等結締組織中，構成組織間質。各種腺體分泌出的起潤滑作用的粘液多富含粘多糖。糖胺聚糖按其分布和組成分為以下五類：硫酸軟骨素，硫酸皮膚素，硫酸角質素，肝素和透明質酸。其中除角質素外，都含有糖醛酸；除透明質酸外，都含有硫酸基。存在于動物細胞的細胞衣中，起潤滑和粘合的作用。

2.4結合糖

結合糖是指糖與非糖物質的結合物，常見的是與蛋白質的結合物。它們的分布很廣泛，生物功能多種多樣，且都含有一類含氮的多糖，即粘多糖。根據含糖多少可分為以糖為主的蛋白多糖和以蛋白為主的糖蛋白。

1、糖蛋白

糖蛋白是以蛋白質為主體的糖－蛋白質復合物。

糖蛋白的生物學功能：

（1）糖蛋白攜帶某些蛋白質代謝去向的信息

（2）寡糖鏈在細胞識別、信號傳遞中起關鍵作用

2、蛋白聚糖

蛋白聚糖是以糖胺聚糖為主體的糖蛋白質復合物。蛋白聚糖以蛋白質為核心，以糖胺聚糖鏈為主體，在同一條核心蛋白肽鏈上，密集地結合著幾十條至千百條糖胺聚糖糖鏈，形成瓶刷狀分子。

3、肽聚糖

細菌細胞壁的主要成分，草蘭氏陽性細菌胞壁所含的肽聚糖占干重的50-80%，草蘭氏陰性細菌胞壁所含的肽聚糖占干重的1-10%糖鏈由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸通過β-1.4糖苷鍵連接而成，糖鏈間由肽鏈交聯，構成穩定的網狀結構，肽鏈長短視細菌種類不同而異。

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