糖类-生物化学（期末+考研）知识点总结一、概述1.糖类是多羟醛、多羟酮或其衍生物，或水解时能产生这些化合物的物质2.糖类的生物学作用●细胞的结构成分（纤维素、几丁质(壳多糖）和肽聚糖）●提供能量（植物淀粉，动物糖原）●在生物体内转变为其他物质（代谢的碳骨架）●作为细胞识别的信息分子（糖蛋白的糖链可能起着信息分子的作用）3.糖类的分类与命名●单糖：不能被水解成更小分子的糖类，也称简单糖，如葡萄糖、果糖和核糖等●寡糖：2-10个单糖分子缩合并且以糖苷键相连（定义具有争议）●多糖：水解时产生20个以上单糖分子的糖类●同多糖（均一性多糖）：水解时只产生一种单糖或单糖衍生物，如糖原、淀粉、壳多糖等●杂多糖（不均一性多糖）：水解时产生一种以上的单糖或单糖衍生物，如透明质酸、半纤维素等●复合糖或糖复合物：糖类与蛋白质、脂质等生物分子形成的共价结合物如糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂等二、旋光异构1.D、L是一种相对构型，在氨基酸和糖类的构型标记中，一般采用这种方法，与旋光性无关2.旋光性用（+），（-）表示，物质的旋光性需要通过实验测得。
与D，L 构型无关3.手性指实物与镜像不能重合，具有手性的分子叫手性分子。
具有手性的分子具有旋光性4.手性碳原子，与四个不同基团相连的碳原子，与分子是否具有手性无关5.D、L构型由甘油醛（二羟丙酮）的构型决定（由其上的羟基位置决定）6.半缩醛碳原子称为异头碳原子，异头碳的羟基与末端手性碳原子的羟基具有相同取向的异构体称为α异头物。
7.差向异构体是非对映体8.开链单糖形成环状半缩醛时，最容易出现两种构型，吡喃型和呋喃型，一般两种构型都存在，D-葡萄糖主要以吡喃糖存在，更稳定。
三、单糖1.变旋现象：变旋现象是指许多单糖、新配制的溶液发生旋光度改变的现象。
变旋是由于分子立体结构发生某种变化的结果。
这是a和β异头物自发互变所导致2.α-D-葡萄糖和α-D-半乳糖是差向异构体3.单糖的性质●甜度通常用蔗糖作为参考物，以它为100，果糖几乎是它的两倍，其他天然糖均小于它●物理性质●几乎所有的单糖及其衍生物都有旋光性，许多单糖在水溶液中发生变旋现象。
●单糖分子有多个羟基，增加了它的水溶性，除甘油醛微溶于水，其他单糖均易溶于水，特别是在热水中溶解度极大。
●化学性质●异构化（弱碱的作用）：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，单糖对稀酸相当稳定●氧化反应●氧化成醛糖酸●Fehling试剂（酒石酸钾钠、氢氧化钠和硫酸铜）或Benedict试剂能使醛糖的醛基氧化成羧基，产物称醛糖酸，酮糖能被氧化是因为在碱性溶液中异构化为醛糖，如果糖●Fehling试剂和Benedict试剂常用于检测还原糖（醛糖）（黄色或红色）●缓冲的溴水溶液（pH=6）是醛糖的专一性氧化剂（溴水褪色）●氧化成醛糖二酸较强的氧化剂●氧化成糖醛酸脱氢酶●还原反应醛糖或酮糖可被硼氢化钠还原成糖醇●形成糖脎●反应1mol糖要求3mol苯肼●晶体形状、熔点不同，可鉴别糖的种类葡萄糖脎为黄色细针状，麦芽糖脎是长薄片形●形成糖酯与糖醚●成酯葡萄糖的乙酰化反应是测定其结构的重要步骤●成醚糖的甲基化在环状结构及寡糖和多糖的结构分析中起重要作用●形成糖苷一般较稳定，但易被酸水解糖的半缩醛羟基和醇、酚等化合物失水而形成的缩醛等形式的化合物。
●单糖脱水（与酸共热）●己糖与酸共热产生5-羟甲糠醛●不同的糠醛与多元酚作用产生特有的颜色反应●羟甲糠醛与间苯二酚反应生成红色缩合物（Seliwanoff 试验），这是鉴定酮糖（果糖）的方法，因为酮糖在酸的作用下易形成羟甲糠醛，而醛糖则慢得多。
●戊糖脱水形成的糠醛与间苯三酚或称根皮酚缩合生成朱红色物质（间苯三酚试验），与甲基间苯二酚或称地衣酚合生成蓝绿色或橄榄绿色物质（Bial试验，常用来测定RNA的含量），这两个试验都用于鉴别戊糖●糖脱水生成的糠醛及其衍生物能与a-萘酚反应生成红紫色缩合物（Molisch试验），此试验用于鉴定糖类物质，阴性反应确证无糖存在，但阳性反应只表明有糖存在的可能。
●糖类物质脱水并与蒽酮缩合生成蓝绿色复合物，称蒽酮反应，常用于总糖量的测定。
4.单糖和单糖衍生物●单糖●丙糖 D-甘油醛和二羟丙酮●丁糖 D-赤藓糖和D-赤藓酮糖●戊糖 D-木糖、L-阿拉伯糖、芹菜糖、木酮糖●己糖 D-葡萄糖、D-半乳糖、D-甘露糖、D-果糖、L-山梨糖、L-半乳糖●庚糖和辛糖●单糖衍生物糖醇糖酸脱氧糖氨基糖糖苷●自然界较为重要的乙酰氨基糖有N-乙酰葡糖胺，N-乙酰胞壁酸，N-乙酰神经氨酸四、寡糖1.蔗糖●蔗糖经稀酸水解产生1分子D-葡萄糖和1分子D-果糖●蔗糖不能还原Fehling溶液，不能成脎，也无变旋现象●α-β(1,2)糖苷键2.乳糖●具有还原性、能成脎，有变旋现象●用酸或酶水解产生1分子D-半乳糖和1分子D-葡萄糖●β-β(1,4)糖苷键3.麦芽糖●有还原性，且能成脎●水解成2分子的葡萄糖●α-α(1,4)糖苷键4.纤维二糖●纤维二糖与麦芽糖的结构几乎相同，均为葡二糖，是纤维素的二糖单位●有还原性，且能成脎●β-β(1,4) 糖苷键5.环糊精●由6、7或8个葡萄糖单位通过a-(1,4)糖苷键连接成环状，分别称a-环糊精，β-环糊精，γ-环糊精●环糊精无游离的异头羟基，属非还原糖。
●环糊精形成轮胎状结构，内侧疏水，外侧亲水，可以使疏水物质形成水溶性的包含络合物，增加被包含物质的稳定性。
五、多糖1.多糖属于非还原糖（因为一个很大的多糖分子只有一个还原末端），也称聚糖，是由很多个单糖单位构成的糖类物质。
不呈现变旋现象，无甜味，一般不能结晶。
2.多糖的构象大致可以分为螺旋、带状、皱折、无规卷曲四种，决定其构象的主要因素是糖链的一级结构3.同多糖●淀粉●是植物和真菌中贮存最多的葡萄糖同多糖●淀粉的组成单位是麦芽糖●直链淀粉：遇碘显紫蓝色；直链淀粉是由葡萄糖单位通过a-(1,4)- 糖苷键连接的线形分子，构象为螺旋●支链淀粉：D-葡萄糖通过a-(1,4)-糖苷键连接成一条主链，在此主链上通过a-(1,6)-糖苷键形成分支；遇碘显紫红色●糊精：淀粉经水解后生成分子大小不一的中间物，统称糊精。
依分子量递减与碘作用呈蓝紫色、紫色、红色、无色；例如淀粉糊精呈蓝紫色，红糊精红褐色，消色糊精无色●水解淀粉的酶●α-淀粉酶是一种内切葡糖苷酶，随机作用于淀粉内部的α-(1,4)-糖苷键（不能分解α-1，6-糖苷键）。
a-淀粉酶降解直链淀粉时生成葡萄糖，少量麦芽糖和麦芽三糖。
降解支链淀粉或糖原，最终产物是葡萄糖，麦芽糖、麦芽三糖和a-极限糊精或称a-糊精，它是含有a-(1,6)糖苷键的短链聚糖。
a-糊精的继续降解，需要寡-1,6-葡糖苷酶的参与，这是一种“脱支酶”，也称异麦芽糖酶或a-糊精酶。
●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，产物是β–麦芽糖。
由于β-淀粉酶不能断裂α-(1,6)-糖苷键，又不能越过分支点继续作用，因此当它作用于支链淀粉或糖原时，只能水解分子周边的α-(1,4)-糖苷键，形成占总量约50%的麦芽糖和一个大分子核心，称β-极限糊精，β-极限糊精能被称为异淀粉酶的脱支酶除去a-(1,6)-糖苷键，使之继续能被淀粉酶水解。
●糖原●是动物和细菌贮存多糖，高等动物的肝脏和肌肉组织中含有较多的糖原。
●成分类似淀粉，由D-葡萄糖组成的带有分支的聚合物，主链以α-(1,4)-糖苷键相连，支链连接键为α-(1,6)-糖苷键，分支更多，分支更短●分子为球形，遇碘呈红色，无还原性。
●纤维素构象为带状●纤维素是生物圈里最丰富的有机物质●由β-D-葡萄糖以β-1,4-糖苷键连接而成的直链，二糖单位是纤维二糖●不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂，与碘无颜色反应●注意和半纤维素区分，半纤维素是杂多糖●人和哺乳动物缺乏纤维素酶，不能消化木头和植物纤维，反刍动物的肠道内共生着能产生纤维素酶的细菌，因而能消化纤维素●壳多糖●壳多糖也称几丁质，是N-乙酰-β-D-葡糖胺的同聚物各个残基通过β-1,4-糖苷键的形式连接成不分支的长链结构，也称为聚乙酰氨基葡糖（或壳多糖）●几丁质是自然界第二个最丰富的多糖，存在于真菌和藻类细胞壁以及很多节肢动物和软体动物中（外骨骼）。
4.杂多糖果胶物质、半纤维素、琼脂、角叉聚糖、藻酸或褐藻酸、树胶或胶质六、细菌杂多糖1.肽聚糖的基本结构是以N-乙酰葡糖胺与N-乙酰胞壁酸组成的多糖链为主干，并与四肽连接而成的杂多糖，分子内含有L型和D型氨基酸。
2.脂多糖一般由类脂A，核心多糖和O-特异性多糖链三部分组成七、糖复合物1.糖蛋白●糖蛋白是一类复合糖或一类缀合蛋白质，糖链作为缀合蛋白质的辅基。
糖蛋白中的糖链很少含多于15个单糖单位的，因此这里讲的糖链也称寡糖链或聚糖链。
●糖肽连键的类型●N-糖肽键●N-糖肽键是指β-构型的N-乙酰葡糖胺（GIcNAc）异头碳与天冬酰胺（Asn）的γ-酰胺N原子共价连接而成的N-糖苷键●O-糖肽键●O-糖肽键是指单糖的异头碳与羟基氨基酸的羟基O原子共价结合而成的O-糖苷键●N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）与丝氨酸（Ser）或苏氨酸（Thr）缩合形成的O-糖肽键●半乳糖与羟赖氨酸（Hyl）形成的O-糖肽键●L-呋喃阿拉伯糖与羟脯氨酸（Hyp）形成的O-糖肽键●糖链的分类●N-连接的糖链●O-连接的糖链●糖链的生物学功能●糖链在糖蛋白新生肽链折叠和缔合中的作用糖蛋白N-糖链参与新生肽链的折叠，维持蛋白质的正确构象●糖链影响糖蛋白的分泌和稳定性●糖链参与分子识别和细胞识别●糖链参与血浆中老蛋白的清除●糖链在精卵识别中发挥重要作用●糖链在细胞粘着中具有重要意义2.糖胺聚糖和蛋白聚糖●糖胺聚糖又称为粘多糖、氨基多糖、酸性糖胺聚糖等，糖胺聚糖属于杂多糖，为不分支的长链聚合物，由含己糖醛酸（角质素除外）和己糖胺成分的重复二糖单位构成。
●功能●由于糖胺聚糖的亲水性强，对保持疏松结缔组织中的水分有重要意义●糖胺聚糖是多价阴离子，对K+、Na+、Ca2+、Mg2+等有较大的亲和力，因此能调节这些离子在组织中的分布●糖胺聚糖，主要是透明质酸有很大的粘滞性，附在关节面上具有润滑和保护作用●有促进创伤愈合的作用。
●分类●透明质酸（HA）●不硫酸化（不含硫元素），不与蛋白质共价结合，唯一的不限于动物（细菌）的糖胺聚糖●HA广泛存在于动物结缔组织的细胞外基质，具有高吸水性，有利于细胞迁移、防震、增稠和润滑等作用；●硫酸角质素（KS）唯一的不含糖醛酸的糖胺聚糖●肝素天然的抗凝血剂●肝素二糖单位由L-艾杜糖醛酸和D-葡糖胺组成●硫酸软骨素（CS）和硫酸皮肤素（DS）●蛋白聚糖蛋白聚糖（PG）是一类特殊的糖蛋白，由一条或多条糖胺聚糖和一个核心蛋白共价连接而成。