一、糖类化学1、糖的概念与分类糖是多羟基的醛或酮及其缩聚物和某些衍生物。

单糖是最简单的糖，不能再被水解为更小的单位。

寡糖是由2~10个分子单糖缩合而成，水解后产生单糖。

低聚糖通常是指20以下的单糖缩合的聚合物多糖是由多个单糖分子缩合而成。

多糖中由相同的单糖基组成的称同多糖，不相同的单糖基组成的称杂多糖。

按其分子中有无支链，则有直链、支链多糖之分按其功能不同，可分为结构多糖、贮存多糖、抗原多糖等按其分布来说，则又有胞外多糖、胞多糖、胞壁多糖之别如果糖类化合物含有非糖物质部分，则称糖缀合物或复合糖类，例如糖肽、糖脂、糖蛋白等。

2、单糖的构型、结构、构象1）构型是指一个分子由于其中各原子特有的固定的空间排列，而使该分子所具有的特定的立体化学形式。

当某一物质由一种构型转变为另一种构型时，要求共价键的断裂和重新形成。

★2）单糖的D-、L-型：以距羰基最远的不对称碳原子为准，羟基在左面的为L构型，羟基在右面为D构型。

3）环状结构——葡萄糖的某些性质不能用链式结构来解释: 葡萄糖不似醛发生NaHSO3和Schiff试剂的加成反应；葡萄糖不能和醛一样与两分子醇形成缩醛，只能与一分子醇反应；葡萄糖溶液有变旋现象。

4）一般规定半缩醛碳原子上的羟基(称为半缩醛羟基)与决定单糖构型的碳原子上的羟基在同一侧的称为α-葡萄糖，不在同一侧的称为β-葡萄糖。

5) 构象指一个分子中，不改变共价键结构，仅靠单键的旋转或扭曲而改变分子中基团在空间的排布位置，而产生不同的排列方式。

3、寡糖寡糖是少数单糖（2-10个）缩合的聚合物。

低聚糖通常是指20以下的单糖缩合的聚合物。

4、多糖多糖是由多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物。

多糖完全水解时，糖苷键裂断而成单糖。

4.1 淀粉1）直链淀粉：葡萄糖分子以α（1-4）糖苷键缩合而成的多糖链。

可溶于热水、250~300个糖分子、遇碘呈紫蓝色2）支链淀粉：由多个较短的1、4-苷键直链结合而成，不可溶于热水、可溶于冷水、＞6000个糖分子、遇碘呈紫红色3）淀粉的降解：在酸或淀粉酶作用下被降解，终产物为葡萄糖：淀粉→红色糊精→无色糊精→麦芽糖→葡萄糖4.2 糖原：α-D-葡萄糖多聚物1）结构：同支链淀粉；区别在于分支频率及分子量为其二倍。

2）分布：主要存在于动物肝、肌肉中。

3）特点：遇碘呈红色。

4）功能：同淀粉，亦称动物淀粉。

其合成与分解取决于血糖水平4.3 纤维素--植物细胞壁结构多糖1）结构：由D-葡萄糖以β（1-4）糖苷键连接起来的无分支线形聚合物。

2）性质：游离-OH中的H可被其它基团取代，构成各种高分子化合物；纤维素酶水解成葡萄糖4.4 几丁质：N-乙酰D-氨基葡萄糖以β（1，4）糖苷键缩合而成。

结构与纤维素类似，但氢键比其多。

藻类、昆虫及甲壳类动物的结构组分。

基本单位是乙酰氨基葡萄糖5、糖复合物——糖与非糖物质结合而成。

5.1糖与蛋白质的复合物1）糖蛋白——主要性质接近蛋白质种类多：酶、激素、血浆糖蛋白、补体、粘液物质及膜蛋白。

特点：高粘度功能多：润滑作用、保护作用、肽链加工、运输作用、分子识别、临床鉴定。

血浆糖蛋白：除清蛋白外，其余均含糖。

有运输功能、参与凝血酶原和纤维蛋白原。

2）蛋白多糖——性质以多糖为主蛋白聚糖：由糖胺聚糖与核心蛋白以共价键连接而成。

有结缔组织的组分；抗凝血作用；保护作用等功能。

透明质酸：葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖以β-1,3和β-1,4糖苷键交替连接而成在皮肤、眼玻璃体、脐带等组织及卵子表面，起保护作用硫酸软骨素：由N-乙酰半乳糖胺硫酸酯与葡糖醛酸组成。

是软骨、腱和骨的主要结构成分。

肝素：由2-硫酸艾杜糖醛酸与二硫酸氨基葡糖以β-1,4和α-1,4糖苷键交替连接而成。

抗血凝剂。

3）糖脂类——脂类与糖的缩合物种类：脑苷脂、神经节苷脂、脂多糖、功能：主要在细胞膜表面，是细胞识别的分子基础。

糖代谢糖的生理功能：结构物质、能量物质、为其它物质合成提供碳骨架、功能物质结构物质：1）糖脂、糖蛋白构成生物膜；2）核糖构成核酸；3）抗体、酶、激素、受体均有糖功能物质：保持水分、防止震动、信息传递、细胞识别、防止血液凝固1、多糖和低聚糖的酶促降解：糖类中多糖和低聚糖，由于分子大，不能透过细胞膜，所以在被生物利用之前必须水解成单糖，其水解均依靠酶的催化。

1)淀粉（或糖原）的酶水解α-淀粉酶：切酶，随机水解链α-1，4糖苷键，产生α-构型的还原末端β-淀粉酶：外切酶，作用于非还原端，水解α-1，4糖苷键，放出β-麦芽糖。

α-，β-淀粉酶不能水解α-1，6糖苷键α-1，6糖苷键酶水解淀粉中的α-1，6糖苷键淀粉酶水解：淀粉→糊精→麦芽糖2)纤维素的酶促水解：不少微生物如细菌、真菌、放线菌、原生动物等能产生纤维素酶及纤维二糖酶，它们能催化纤维素完全水解成葡萄糖。

3)双糖的酶水解：有麦芽糖酶、纤维二糖酶、蔗糖酶、乳糖酶等。

食物中的双糖类经肠道消化为葡萄糖，果糖，半乳糖等单糖。

4)糖的吸收： D-葡萄糖、半乳糖和果糖可被小肠粘膜上皮细胞吸收不能消化的二糖、寡糖及多糖不能吸收，由肠细菌分解，以CO2、甲烷、酸及H2形式放出或参加代谢2、糖的分解代谢★糖酵解：酶将葡萄糖降解成丙酮酸并伴随着生成ATP的过程。

a、与酵解有关的物质：1）磷酸（磷酸酯）；2）辅酶（NAD+）；3）ADP、ATP及金属离子；4）抑制剂（碘乙酸、氟化物）b、糖酵解中的变化：1）碳骨架的变化：6C糖变为2个3C糖；葡萄糖变为2 乳酸或葡萄糖变为2 乙醇 + 2 CO2；2）能量的变化：酵解（产生乳酸） 2ATP发酵（产生酒精） 2ATP物质代谢 ADP+Pi ATP放能过程吸能过程c、酵解途径：1）葡萄糖磷酸化形成6-磷酸葡萄糖，反应是不可逆的，已糖激酶是一个限速酶。

2）6-磷酸葡萄糖转化成6-磷酸果糖（F-6-P）是一个同分异构化反应，由磷酸葡萄糖异构酶所催化。

3）F-6-P磷酸化成1,6-二磷酸果糖（F-1,6-2P）F-6-P被磷酸果糖激酶所催化。

反应是不可逆的，酵解中的关键反应步骤。

因此磷酸果糖激酶是重要的限速酶。

4）F-1,6-2P裂解成3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮（DHAP）在1，6-二磷酸果糖醛缩酶的催化下进行。

5）磷酸三碳糖的同分异构化，在磷酸丙糖同分异构酶的催化下进行6）3-磷酸甘油醛氧化成1，3-二磷酸甘油酸，在3-磷酸甘油醛脱氢酶催化下进行，此反应既是氧化反应又是磷酸化反应。

7）3-磷酸甘油酸磷酸将酰基转给ADP形成了磷酸甘油酸和ATP，在磷酸甘油激酶催化下进行，第一次产生ATP，也是底物水平的磷酸化反应。

8）3-磷酸甘油酸转变成2-磷酸甘油酸。

凡是在催化分子化学功能基团的位置移动的酶都称为变位酶。

Mg2+在催化反应中是必须的。

在磷酸甘油酸变位酶催化下进行。

9）2-磷酸甘油酸脱水形成磷酸烯醇式丙酮酸，在Ｍg2+或Ｍn2+存在下，经烯醇化酶催化下进行。

10）磷酸烯醇式丙酮酸将磷酰基转移给ADP形成ATP和丙酮酸，经丙酮酸激酶催化，反应需K+，Mg2+或Mn2+参加。

（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）d、葡萄糖酵解总反应式为：葡萄糖＋2Pi＋２ADP+NAD+→２丙酮酸＋2ATP＋ NADH+2H+ +2H2O2、糖的有氧氧化a、分三个阶段：糖酵解途径：葡萄糖→丙酮酸丙酮酸→乙酰CoA三羧酸循环和氧化磷酸化★三羧酸循环1、亦称柠檬酸循环。

此名称源于其第一个中间产物是一含三个羧基的柠檬酸。

大多数动、植物和微生物，在有氧的情况下将酵解产生的丙酮酸氧化脱羧形成乙酰CoA。

乙酰CoA经一系列氧化、脱羧，最终生成CO2和H2O并产生能量的过程。

2、循环历程：①草酰乙酸与乙酰CoA缩合成柠檬酸；②经顺乌头酸生成异柠檬酸③异柠檬酸氧化形成α酮戊二酸。

NAD为辅酶，需Mg2+（线粒体）异柠檬酸脱氢酶NADP为辅酶（胞质也有）④α酮戊二酸氧化脱羧形成琥珀酰-CoA；⑤琥珀酰-CoA转化为琥珀酸哺乳动物—GTP/ATP 三羧酸循环中唯一底物水平磷酸化植物、微生物—ATP 直接产生高能磷酸的步骤⑥琥珀酸脱氢形成延索酸FAD与酶共价连接，丙二酸为竞争性抑制剂，这是三羧酸循环中第三步氧化还原反应，由琥珀酸脱氢酶催化，氢的受体是酶的辅基FAD。

⑦延索酸水合生成 L-苹果酸，由延索酸酶催化。

此酶具有立体异构特异性⑧ L-苹果酸脱氢形成草酰乙酸，被草酰乙酸与乙酰CoA缩合（高度放能）反应所推动。

这是三羧酸循环中第4次氧化还原反应，也是最后一步。

3、三羧酸循环所生成的ATP：每分子葡萄糖经酵解，三羧酸循环及氧化磷酸化3个阶段共产生32个ATP分子。

4、三羧酸循环的生物学意义：动物、植物及微生物，都普遍存在着三羧酸循环途径，因此它具有普遍的生物学意义。

三羧酸循环为完成糖代谢、产生大量能量供机体生命活动之用的重要反应，他不仅是糖代谢所需的重要反应，而且亦是脂质和氨基酸分解代谢的共同必须的重要反应。

5、三羧酸循环的重要性：①是机体利用糖或其他物质氧化而获得能量的最有效方式。

②糖、脂、蛋白质三大物质转化的枢纽；③中间产物，是其他化合物的生物合成的起点。

★磷酸戊糖途径（磷酸己糖支路）1、磷酸戊糖途径的生理意义：在组织中添加酵解抑制剂如碘乙酸或氟化物等葡萄糖仍可以异柠檬酸柠檬酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸CoASH 三羧酸循环乙酰CoA α-酮戊二酸琥珀酰CoA 乙酰乙酰CoA 苯丙氨酸酪氨酸亮氨酸赖氨酸色氨酸丙氨酸苏氨酸甘氨酸丝氨酸半胱氨酸丙酮酸精氨酸组氨酸谷氨酰胺脯氨酸谷氨酸异亮氨酸甲硫氨酸缬氨酸苯丙氨酸酪氨酸天冬酰胺谷氨酰胺柠檬酸循环—焚烧炉被消耗，证明葡萄糖还有其它代谢途径。

2、磷酸戊糖途径的全过程磷酸戊糖途径的总反应式为：注：是位于细胞质的代谢途径。

合成5分子6-磷酸葡萄糖并非是开始反应时的分子骨架3、磷酸戊糖途径的生物学意义：（1）NADPH的生成及其功能特点。

是生物体NADPH来源的主要途径①在许多物质（如：脂肪酸，胆固醇，类固醇）的生成合成中作为H和电子供体。

② NADPH是生物体一些酶的辅酶。

（2）在磷酸戊糖途径中，5-磷酸核糖是重要的中间产物。

5-磷酸核糖是合成核苷酸、ATP、ADP、核酸的原料。

（3）磷酸戊糖途径中4-磷酸赤藓糖也是一个非常重要的中间产物。

4-磷酸赤藓糖是合成苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的原料，因而磷酸戊糖途径与蛋白质代谢关系密切。

（4）磷酸戊糖途径与糖酵解有着共同的中间产物，因而两条途径是可以互相转变的、互相协调的糖的其他代谢途径★葡萄糖异生——以非糖物质为前体合成葡萄糖机体先消耗葡萄糖然后消耗糖原糖异生维持血糖稳定1、糖异生途径部位：肝脏（线粒体、细胞质）克服糖酵解中3个不可逆步骤动物可以将丙酮酸、甘油、乳酸及某些氨基酸等非糖物质转化成糖。

2、糖异生的生理功能：（１）重要的生物合成葡萄糖的途径。