第一章 糖
一、 糖的概念
糖类是一类多元醇的醛衍生物或酮衍生物，或者称为多羟基醛或多羟酮的聚合物。
分：醛糖、酮糖。
碳原子数：丙、丁、戊、己„„
最简单的糖类就是丙糖(甘油醛和二羟丙酮)
二、 糖的种类
根据其能否水解和水解后的产物分类：
（1）单糖：不能被水解称更小分子的糖。葡萄糖、果糖。
（2）寡糖：2-6个单糖分子脱水缩合而成。蔗糖、乳糖、麦芽糖。
（3）多糖。
（4）糖的衍生物：糖醇、糖酸、糖胺、糖苷
三、 糖类的生物学功能
(1) 氧化供能。淀粉、糖原。
(2) 物质代谢的碳骨架，为蛋白质、核酸、脂类的合成提供碳骨架。
(3) 作为结构成分。
(4) 细胞识别。
单糖的结构
1、 单糖的链状结构
确定链状结构的方法：
a. 与Fehling试剂或其它醛试剂反应，含有醛基。
b. 与乙酸酐反应，产生具有五个乙酰基的衍生物。
c. 用钠、汞剂作用，生成山梨醇。
链状结构一般用Fisher投影式表示：碳骨架、竖直写；氧化程度最高的碳原子在上方。
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2、 单糖的环状结构
环状结构一般用Havorth结构式表示：
① 画一个五元或六元环
② 从氧原子右侧的端基碳开始，画上半缩醛羟基，在Fischer投影式中右侧的居环下，左侧居环上。
3、 几种重要的单糖的链状结构和环状结构
(1) 丙糖：D-甘油醛 二羟丙酮
(2) 丁糖：D-赤鲜糖
(3) 戊糖：D-核糖 D-脱氧核糖 D-核酮糖 D-木糖 D-木酮糖
(4) 己糖：D-葡萄糖(-型及型) D-果糖
四、 单糖的物理化学性质
（一） 物理性质
旋光性：具有手性碳原子即具有旋光性，是鉴定糖的一个重要指标
甜度：以蔗糖的甜度为标准
溶解性：易溶于水而难溶于乙醚、丙酮等有面溶剂。羟基：水溶性。
（二） 化学性质
1、 变旋
在溶液中，糖的链状结构和环状结构(、)之间可以相互转变，最后达到一个动态平衡，称为变旋现象。
2、 糖醛反应(与酸的反应)
(1) Molish反应
Molish反应可以鉴定单糖的存在。
(2) Seliwannoff反应
据此区分酮糖与醛糖。还可利用溴水区分醛糖与酮糖。
3、 氧化反应
氧化只发生在开链形式上。
在氧化剂、金属离子如Cu2+、酶的作用下，单糖可以发生几种类型的氧化：
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醛基氧化：糖酸(aldonic acid)
伯醇基氧化：醛酸(uronic acid)
醛基、伯醇基同时氧化：二酸(alduric acid)
能被弱氧化剂(如Fehhing试剂、Benedict试剂)氧化的糖称为还原性糖，所有的单糖都是还原性糖。
单糖氧化形成的羟基可以进一步形成环状内酯(Lactone)。
内酯在自然界中很普遍，如L-抗坏血酸(L-ascorbio acid)，又称VC (Vitamcn c)，就是D-葡萄糖酸的内酯衍生物。分子量176.1，它在体内是一种强还原剂。豚鼠（guinea pig）、猿（ape）和人不能合成Vc，从能合成Vc的肝脏微粒体中分离到合成Vc的三种酶，人和猿缺乏gulonolactone oxidase)。缺乏抗坏血酸将导致坏血病(scurvy)，龄龈(gum)、腿部等开始出血，肿胀，逐渐扩展到全身，柑橘类果实(citrus frait)中含有丰富的Vc。
4、 还原反应
单糖可以被还原成相应的糖醇(Sugar alcohol)。
D-葡萄糖被还原成D-葡萄糖醇，又称山梨醇(D-Sorbitol)。
糖醇主要用于食品加工业和医药，山犁醇添加到糖果中能延长糖果的货架期，因为它能防止糖果失水。用糖精处理的果汁中一般都有后味，添加山犁醇后能去除后味。人体食用后，山犁醇在肝中又会转化为果糖。
5、 异构化
在弱碱性溶液中，D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖，可以通过烯醇式相互转化(enediol intermediate)
D-葡萄糖异构化为D-甘露糖后，由于其中的一个手性碳原子的构型发生变化，又称差向异构化(epimerization)。
6、 酯化
生物体中最常见也是最重要的糖酯是磷酸糖酯和硫酸糖酯。
磷酸糖酯及其衍生物是糖的代谢活性形式(糖代谢的中间产物)。
硫酸糖酯主要发现于结缔组织的蛋白聚糖中(Proteo glycan)，由于硫酸糖酯带电荷，因此它能结合大量的水和阳离子。
葡萄糖的核苷二磷酸酯，如UDPG参与多糖的生物合成。
7、 糖苷化
单糖环状结构上的半缩醛羟基与醇或酚的羟基缩合失水成为缩醛式衍生物，通称为糖苷(glycosides)。
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8、 糖脎反应(亲核加成)
糖脎反应发生在醛糖和酮糖的链状结构上。
糖脎易结晶，可以根据结晶的形状，判断单糖的种类。
五、 重要的单糖
六、 重要的单糖衍生物
1、 糖醇
2、 糖醛酸
单糖的伯醇基被氧化成-COOH。
动物体内有两种很重要的糖醛酸：-D-葡萄醛酸和差向异构物-L-艾杜糖醛酸，它们在结缔组织中含量很高。
葡萄糖醛酸是肝脏内的一种解毒剂，它与类固醇、一些药物、胆红素(血红蛋白的降解物)结合增强其水溶性，使之更易排出体外。
3、 氨基糖(糖胺，amino sugar, glycosamine)
单糖的一个羟基(通常是C2位)被氨基取代。
常见的氨基糖有D-葡萄糖胺(D-glucosamine)和D-半乳糖胺(D-galactosamine)。
氨基糖的氨基还经常被乙酰化形成N-乙酰糖胺。
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Glycoside。
半缩醛部分是Glc，称Glc糖苷。半缩醛部分是Gal，称Gal糖苷。
O糖苷、N糖苷、S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、 脱氧糖
重要的有6-脱氧D-甘露糖，L-岩藻糖(L-fucose)和2-脱氧D-核糖。
岩藻糖常见于一些糖蛋白中，如红细胞表面ABO血型决定簇。
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第二节 双糖和三糖
双糖在自然界中含量也很丰富，它是人类饮食中主要的热源之一。在小肠中，双糖必须在酶的作用下水解成单糖才能被人体吸收。如果这些酶有缺陷的话，那么人体摄入双糖后由于不能消化它就会出现消化病。未消化的双糖进入大肠，在渗透压的作用下从周围组织夺取水分(腹泻，diarrhea)，结肠中的细菌消化双糖(发酵)产生气体(气胀和绞痛或痉孪)。最常见的双糖消化缺陷是乳糖过敏，就是由于缺乏乳糖酶(Lactose)，解决办法就是乳糖酶处理食物或避免摄入乳糖。
一、 麦芽糖(maltose, malt sugar)
它是直链淀粉的水解中间物(-麦芽糖)，在自然界中似乎并不存在天然的麦芽糖。
结构：两分子-葡萄糖，(1-4)糖苷键。
-麦芽糖(葡萄糖-，(1-4)-葡萄糖苷) -麦芽糖[葡萄糖-, （1-4）-葡萄糖苷]
性质：
① 变旋现象，在水溶解中形成、和开链的混合物
② 具有还原性
③ 能成脎
异麦芽糖：(1-6)键型，支链淀粉和糖元的水解产物
二、 蔗糖
植物的茎、叶都可以产生蔗糖，它可以在整个植物体中进行运输，也是光合产物的运输形式之一。
结构：-葡萄糖，-果糖 ，(1-2)糖苷键，无异构体
性质：① 无变旋现象 ② 无还原性 ③ 不能成脎
三、 乳糖
顾名思义，主要存在于哺乳动物的乳汁中
结构：-半乳糖 (1-4)糖苷键 (或)-葡萄糖。两种异构体。
性质：① 有变旋现象 ② 具有还原性 ③ 能成脎
四、 纤维二糖(cellobiose)
纤维素的降解产物和基基本结构单位，自然界中不存在游离的纤维二糖
结构：两分子-葡萄糖 -(1，4)糖苷键
性质：① 具有变旋现象 ② 具有还原性 ③ 能成脎
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五、 海藻糖
两分子α-D-Glc，在C1上的两个半缩醛羟基之间脱水，由α-1.1糖苷键构成。
六、 棉子糖(三糖)
非还原性三糖
第三节 寡糖
寡糖是指含有2-10个单糖单元的糖类。它们常常与蛋白质或脂类共价结合，以糖蛋白或糖脂的形式存在。
连接它们的共价键类型主要两大类：N-糖甘键型和O-糖苷键型。
① N-糖苷键型：寡糖链与多肽上的Asn的氨基相连。这类寡糖链有三种主要类型：高甘露糖型，杂合型和复杂型。
② O-糖苷键型，寡糖链与多肽链上的Ser或Thr的羟基相连，或与膜脂的羟基相连。
第四节 多糖
多糖是由多个单糖分子缩合脱水而形成的。由于构成它的单糖的种类、数量以及连接方式的不同，多糖的结构极其复杂而且数量、种类庞大。
多糖是重要的能量贮存形式(如淀粉和糖原等)和细胞的骨架物质(如植物的纤维素和动物的几丁质)，此外多糖还有更复杂的生理功能(如粘多糖和血型物质等)。
大部分的多糖类物质没有固定的分子量。多糖的大小从一定程度上可以反映细胞的代谢状态。例如：当血糖水平高时(如饭后)，肝脏就合成糖原(glycogen)这时就分子量可达2×107，当血糖水平下降时，肝脏中的酶类就水解糖原，把葡萄糖释放到血液中。
多糖在水溶液中只形成胶体，虽然具有旋光性，但无变旋现象，也无还原性。
多糖可以分为均一性多糖(由同一种单糖分子组成)和不均一性多糖(由两种或两种以上单糖分子组成)
一、 均一性多糖
自然界中最丰富的均一性多糖是淀粉和糖原、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。
1、 淀粉
植物营养物质的一种贮存形式，也是植物性食物中重要的营养成分。
① 直链淀粉