【知识精讲】23华工830生物化学考研知识——糖类


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相关科目:830生物化学

相关知识点:糖类


#1

了解糖的定义和功能

定义:

糖类是多羟基醛、多羟基酮或其衍生物,或水解时能产生这些化合物的物质。

功能:


1、 作为生物体的结构成分

(1)植物细胞壁:植物的根、茎、叶含有大量纤维素、果胶等,这些物质是构成植物细胞壁的主要成分。

(2)细菌细胞壁:属于杂多糖的肽聚糖是细菌细胞壁的结构多糖。

(3)昆虫和甲壳类的外骨骼:壳多糖。


2、作为生物体内的主要能源物质

(1)糖在生物体内通过生物氧化供能

(2)贮能物质:糖原,淀粉


3、 在生物体内转化成其他物质

作为重要的中间产物,可通过中间产物为合成其他物质如氨基酸、脂肪等提供碳骨架。


4、作为细胞识别的信息分子

糖蛋白、糖脂中的糖链结构,可能起着信息分子的作用


#2

单糖、寡糖和多糖的定义及分类


1、 单糖:

指不能被水解成更小分子的糖类


2、 寡糖:

指由2~20个单糖分子组成的糖类


3、 多糖:

由20个以上单糖分子组成的糖类。分为:同多糖(1种单糖)、杂多糖(多种单糖),结构多糖、贮能多糖,以及更复杂生理功能的多糖(粘多糖,血型物质等)。多糖不溶于水,只能形成胶体。没有甜味,没有还原性,有旋光性,无变旋现象。


2.1 重要的单糖

丙糖:重要的丙糖有D-甘油醛和二羟丙酮。

丁糖:自然界常见的丁糖有D-赤藓糖和D-赤藓酮糖。

戊糖:自然界存在的戊醛糖主要有D-核糖、D-2-脱氧核糖、D-木糖和L-阿拉伯糖。它们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广泛最丰富的单糖,多以D-型存在。它是人体内最主要的单糖,是糖代谢的中心物质。

果糖:它是单糖中最甜的糖类,食用果糖后血糖不易升高,且有滋润肌肤作用。游离的果糖为β-吡喃果糖,结合状态呈β-呋喃果糖。

甘露糖:是植物粘质与半纤维素的组成成分。

半乳糖:半乳糖仅以结合状态存在。乳糖、蜜二糖、棉籽糖、琼脂、树胶、粘质和半纤维素等都含有半乳糖。它的D-型和L-型都存在于植物产品中。

单糖的重要衍生物

①糖醇

②糖醛酸

③氨基糖

④糖苷:单糖的半缩醛羟基与其它分子的醇、酚等羟基缩合,脱水生成缩醛式衍生物,称糖苷。糖苷物质与糖类的区别:糖是半缩醛,不稳定,有变旋;苷是缩醛,较稳定,无变旋。糖苷大多数有毒。

⑤糖酯


2.2 寡糖


1、麦芽糖

麦芽糖大量存在于发酵的谷粒,特别是麦芽中。它是淀粉的组成成分。淀粉和糖原在淀粉酶作用下水解可产生麦芽糖。麦芽糖是D-吡喃葡萄糖-α(1,4)-D-吡喃葡萄糖苷,能还原费林试剂。异麦芽糖,它是α-D-吡喃葡萄糖-(1,6)-D-吡喃葡萄糖苷。麦芽糖在缺少胰岛素的情况下也可被肝脏吸收,不引起血糖升高,可供糖尿病人食用。


2、乳糖

乳糖存在于哺乳动物的乳汁中,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产物,也是植物体内糖储藏、积累和运输的主要形式。它是α-D-吡喃葡萄糖-(1→2)-β-D-呋喃果糖苷。没有还原性,是非还原性杂聚二糖。


4、纤维二糖

纤维素的基本构成单位,由两个β-D-葡萄糖通过C1-C4相连,它与麦芽糖的区别是后者为α-葡萄糖苷。


2.3 多糖

多糖由多个单糖缩合而成。多糖按功能可分为两大类:一类是结构多糖,如构成植物细胞壁的纤维素、半纤维素,构成细菌细胞壁的肽聚糖等;另一类是贮藏多糖,如植物中的淀粉、动物体内的糖原等。


1、淀粉

淀粉是植物中最重要的贮藏多糖,分为直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉的分子通常卷曲成螺旋形,每一转有六个葡萄糖分子。直链淀粉是由α-1,4糖苷键连接的葡萄糖残基组成的。支链淀粉每个直链是α-1,4连接的,而每个分支是α-1,6连接的。


2、糖原

糖原是动物中的主要多糖,是葡萄糖的极容易利用的储藏形式。糖原的分支多,分子表面暴露出许多非还原末端,每个非还原末端既能与葡萄糖结合,也能分解产生葡萄糖,从而迅速调整血糖浓度,调节葡萄糖的供求平衡。所以糖原是储藏葡萄糖的理想形式。糖原主要储藏在肝脏和骨骼肌,在肝脏中浓度较高,但在骨骼肌中总量较多。


 3、纤维素

纤维素是自然界中含量最丰富的有机物,纤维素由葡萄糖分子以β-1,4-糖苷键连接而成,无分支。纤维素经弱酸水解可得到纤维二糖。人和动物体内没有纤维素酶,不能分解纤维素。反刍动物和一些昆虫体内的微生物可以分解纤维素,为这些动物提供营养。


4、其他

①果胶:一般存在于初生细胞壁中,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,是多缩果糖。

③琼脂:某些海藻(如石花菜属)所含的多糖物质,主要成分是多缩半乳糖,含有硫和钙。琼脂不易被微生物分解,可作微生物培养基成分,也可作为电泳支持物。食品工业中常用来制造果冻、果酱等。

④几丁质:N-乙酰葡萄糖胺以β-1,4糖苷键相连,是甲壳动物的结构多糖,也叫甲壳素。


5、粘多糖:

也叫糖胺聚糖,它与蛋白质结合构成蛋白聚糖,又称粘蛋白。它存在于软骨、腱等结缔组织中,构成组织间质。各种腺体分泌出的起润滑作用的粘液多富含粘多糖。糖胺聚糖按其分布和组成分为以下五类:硫酸软骨素,硫酸皮肤素,硫酸角质素,肝素和透明质酸。其中除角质素外,都含有糖醛酸;除透明质酸外,都含有硫酸基。存在于动物细胞的细胞衣中,起润滑和粘合的作用。


2.4结合糖

结合糖是指糖与非糖物质的结合物,常见的是与蛋白质的结合物。它们的分布很广泛,生物功能多种多样,且都含有一类含氮的多糖,即粘多糖。根据含糖多少可分为以糖为主的蛋白多糖和以蛋白为主的糖蛋白。


1、糖蛋白

糖蛋白是以蛋白质为主体的糖-蛋白质复合物。

糖蛋白的生物学功能:

(1)糖蛋白携带某些蛋白质代谢去向的信息

(2)寡糖链在细胞识别、信号传递中起关键作用


2、蛋白聚糖

蛋白聚糖是以糖胺聚糖为主体的糖蛋白质复合物。蛋白聚糖以蛋白质为核心,以糖胺聚糖链为主体,在同一条核心蛋白肽链上,密集地结合着几十条至千百条糖胺聚糖糖链,形成瓶刷状分子。


3、肽聚糖

细菌细胞壁的主要成分,草兰氏阳性细菌胞壁所含的肽聚糖占干重的50-80%,草兰氏阴性细菌胞壁所含的肽聚糖占干重的1-10%糖链由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸通过β-1.4糖苷键连接而成,糖链间由肽链交联,构成稳定的网状结构,肽链长短视细菌种类不同而异。


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