糖類生物化學(xué)第一頁，共169頁。第一節(jié)、糖類化學(xué)概論一、糖的概念與分類1、糖的概念與化學(xué)本質(zhì)簡單的定義：多羥基的醛類或酮類化合物，以及它們的衍生物或聚合物。元素組成：CH2O，可以寫成Cm(H2O)n第二頁，共169頁。由通式看糖似乎是由Carbon+Hydrate組成的，所以起初人們認(rèn)為糖是碳的“水化物”，所以把糖又稱為碳水化合物（Carbohydrate)。有些糖并不附合上面的通式，例如：脫氧糖；而甲醛(CH2O)，乙酸(C2H4O2)，乳酸(C3H6O3)等則不屬于糖類。在生化研究中，糖的衍生物也屬于研究范圍。如：氨基糖、磷酸糖等。第三頁，共169頁。常用單詞、前綴和后綴單詞sugar,carbohydrate,saccharides…前綴Glycobiology,Glycoprotein,Glycolipid…后綴-ose,-saccharideor-glycan

Glucose（葡萄糖）,Fructose（果糖）,Galactose（半乳糖）,Sucrose（蔗糖）…第四頁，共169頁。2、糖的分類（classification）1）．單糖（monosaccharide）：是多羥醛或多羥酮不能被水解變成更簡單的糖的糖類（更小分子的糖）。

第五頁，共169頁。碳原子數(shù)目：丙糖(triose)，丁糖(terose)，戊糖(pentose)、己糖(hexose)庚糖(Heptose)辛糖(Octose)。醛糖（aldose如：葡萄糖glucose）、酮糖（Ketose如：果糖fructose)。第六頁，共169頁。2）．寡糖（oligosaccharide）：又稱低聚糖，由2～10分子單糖由糖苷鍵連接而成?？煞譃槎牵ㄗ畛Ｒ姡?、三糖、四糖、五糖等。如:麥芽糖(maltose，蔗糖Glc(α1-2β)果糖Fru)；乳糖(lactose，β-D-半乳糖(gal)與D-葡萄糖（glc）通過β1,4糖苷鍵連接)；蔗糖(sucrose，α-D-葡萄糖通過α1,4糖苷鍵連接)。第七頁，共169頁。3）.多糖（polysaccharide）：由多分子單糖或單糖的衍生物聚合而成。

①同多糖（homopolysaccharide）：由同一種單糖聚合而成，如淀粉、糖原、纖維素等。

②雜多糖（heteropolysaccharide）：由不同種單糖或單糖的衍生物聚合而成，如透明質(zhì)酸等。第八頁，共169頁。4)、結(jié)合糖(復(fù)合糖，糖綴合物)：糖類還可和非糖物質(zhì)如脂類、蛋白質(zhì)等結(jié)合形成復(fù)合糖（complexsaccharide）如肽聚糖、脂多糖、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等糖作為功能分子，主要是復(fù)合多糖。

5)、糖的衍生物：糖醇、糖酸、糖胺、糖苷第九頁，共169頁。二、糖的分布及其重要性

糖是世界上存在最多的一類有機(jī)化合物，也是人類所需要的最基礎(chǔ)的物質(zhì)。幾乎所有的動物、植物和微生物體內(nèi)都含有糖類

第十頁，共169頁。糖的世界食用糖[蔗糖]（sucrose)醫(yī)療用糖[glucose及其衍生物，如葡萄糖酸的鈉、鉀、鈣、鋅鹽等]；綠色植物的皮、桿等多糖[cellulose]；糧食及塊根、塊莖中的糖[starch]；動物體內(nèi)的貯藏多糖[glycogen]；昆蟲、蟹、蝦等外骨骼糖[chitin]；食用菌中的糖[香菇多糖Lentinan、茯苓多糖Pachymaran、靈芝多糖Ganodermalucidumpolysaccharide、昆布多糖Laminarine等]；第十一頁，共169頁。細(xì)菌、酵母的細(xì)胞壁糖;結(jié)締組織中的糖[肝素、透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素等];核酸的糖、脂多糖[糖脂]、糖蛋白[蛋白聚糖]中的糖;細(xì)胞膜及其他細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的糖以及其他生物活性糖分子。第十二頁，共169頁。糖類的主要生物學(xué)作用1．是生物體主要的能量來源。生物體內(nèi)的能源來源主要是通過糖的氧化獲得的。2．可轉(zhuǎn)變?yōu)樯匦璧钠渌镔|(zhì)，如脂類、蛋白質(zhì)等。構(gòu)成生物有機(jī)體中包括蛋白質(zhì)、核酸、脂類在內(nèi)的各種有機(jī)物質(zhì)的碳架都是直接或間接地由糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來的，所以糖是生物體合成其它化合物的基本原料。第十三頁，共169頁。3．可作為生物體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)。如纖維素、它是構(gòu)成植物細(xì)胞壁的主要成份。幾丁質(zhì)和肽聚糖是構(gòu)成微生物細(xì)胞壁的主要成份。還有些多糖作為動物細(xì)胞外的間質(zhì)中的構(gòu)造分子。第十四頁，共169頁。4.作為細(xì)胞、生物體的貯藏物質(zhì)如植物里合成淀粉，動物細(xì)胞中有糖原等。第十五頁，共169頁。5．可作為細(xì)胞識別的信息分子。參與細(xì)胞與細(xì)胞的識別（分子識別）與細(xì)胞通訊；參與病毒的吸附及抗原抗體的反應(yīng)。

第十六頁，共169頁。提要：糖，單糖，寡糖，多糖，結(jié)合糖糖的生物學(xué)意義第十七頁，共169頁。單詞sugar,carbohydrate,saccharides…前綴Glycobiology,Glycoprotein,Glycolipid…后綴-ose,-saccharideor-glycan

Glucose（葡萄糖）,Fructose（果糖）,Galactose（半乳糖）,Sucrose（蔗糖）…第十八頁，共169頁。第二節(jié)、單糖一、單糖的分子結(jié)構(gòu)1、單糖的鏈狀結(jié)構(gòu)2、單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)3、單糖的構(gòu)象二、單糖的性質(zhì)三、重要的單糖及其衍生物第十九頁，共169頁。1、單糖的鏈狀結(jié)構(gòu)：1)、確定鏈狀結(jié)構(gòu)的方法（葡萄糖）：①經(jīng)元素組成和相對分子質(zhì)量測定確定分子式；②與Fehling試劑或其它醛試劑反應(yīng)，說明含有醛基；③與乙酸酐反應(yīng)，產(chǎn)生具有五個乙?；难苌?；說明葡萄糖分子內(nèi)有5個羥基

④用鈉、汞劑作用，生成直鏈的山梨醇。

以上說明葡萄糖是個鏈狀的多羥醛Glucose第二十頁，共169頁。2)、構(gòu)型、構(gòu)象與同分異構(gòu)構(gòu)型(configuration)：分子中由于各原子或基團(tuán)間特有的固定的空間排列方式不同而使它呈現(xiàn)出不同的穩(wěn)定的立體結(jié)構(gòu)。構(gòu)象(conformation)：由于分子中的某個原子(基團(tuán))繞C-C單鍵自由旋轉(zhuǎn)而形成的不同的暫時性的易變的空間結(jié)構(gòu)形式。第二十一頁，共169頁。同分異構(gòu)體(isomerism)同分異構(gòu)體(isomerism)：具有相同的元素組成，即分子式相同但分子結(jié)構(gòu)不同的化合物。結(jié)構(gòu)異構(gòu)（structuralisomerism）:分子中原子連接次序（構(gòu)造（constitution））的不同造成，用結(jié)構(gòu)式表示。立體異構(gòu)（stereoisomerism）:具有相同的結(jié)構(gòu)式，但原子空間的分布（即構(gòu)型，configuration）不同。可以分為幾何（順反）異構(gòu)和旋光（光學(xué)）異構(gòu)第二十二頁，共169頁。立體異構(gòu)幾何異構(gòu)（順反異構(gòu)）：由于分子中雙鍵或剛性結(jié)構(gòu)的存在造成的兩側(cè)的基團(tuán)不能自由旋轉(zhuǎn)。第二十三頁，共169頁。旋光異構(gòu)：由于分子內(nèi)不對稱原子（最常見為碳原子），連接在這個原子上面的四個基團(tuán)由于空間取向的不同，這些基團(tuán)在空間有兩種方式，因此形成了兩種不同的化合物（也只能形成兩種，稱之為對映體）。它們?nèi)缤笥沂值年P(guān)系一樣，有相同的沸點，相同的熔點，相同的溶解度，重要的差別在生物學(xué)和旋光性上。第二十四頁，共169頁。旋光性(opticalactivity)旋光物質(zhì)使平面偏振光(Planepolarizedliyot)的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的能力稱旋光性、光學(xué)活性或旋光度。使平面偏振光的偏振面沿順時針方向偏轉(zhuǎn)，稱為右旋型異構(gòu)體(dextrorotary)，用“＋”表示；使平面偏振光的編振面逆時針方向偏轉(zhuǎn)，稱左旋異構(gòu)體(levorotary）用“－”表示。第二十五頁，共169頁。甘油醛的構(gòu)型（DL、RS表示法）1906年人為規(guī)定右旋甘油醛為D型，左旋甘油醛為L型。第二十六頁，共169頁。3)、單糖糖鏈狀結(jié)構(gòu)表示方式一般用Fisher投影式：碳骨架豎直寫；氧化程度最高的碳原子在上方，水平方向的鍵伸向紙面前方，垂直方向的鍵伸向紙面后方。透視式：第二十七頁，共169頁。4)、單糖的旋光異構(gòu)單糖從丙糖到庚糖，除二羥丙酮外，都含有手性碳原子（C*）第二十八頁，共169頁。第二十九頁，共169頁。離醛基或酮基最遠(yuǎn)的手性碳的構(gòu)型確定糖的DL構(gòu)型盧森諾夫(Rosanoff)規(guī)定，凡單糖中直鏈分子式最末的一個不對稱碳原子的構(gòu)型與D-甘油醛一致的就稱其為D型糖，它的對映體就是L型糖。任何糖都可以看作是由甘油醛或二羥丙酮派生出來的。第三十頁，共169頁。DL僅指一種構(gòu)型，指以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)而確定的相對構(gòu)型，不表示旋光方向。旋光方向是以（+）（-）來加以表示的。構(gòu)型與旋光性之間沒有必然的對應(yīng)規(guī)律第三十一頁，共169頁。5)、D系單糖和L系單糖

所有的醛糖都可以看成是甘油醛的醛基碳下端逐個插入C*延伸而成。D-甘油醛衍生而來的稱D系醛糖，由L-甘油醛衍生而來的稱L系醛糖。L系醛糖是相應(yīng)D系醛糖的對映體。含有n個C*的化合物，旋光異構(gòu)體的數(shù)目為2n，組成2n/2對對映體。第三十二頁，共169頁。6)、差向異構(gòu)體(epimer)：

又稱表異構(gòu)體，只有一個不對稱碳原子上的基團(tuán)排列方式不同的非對映異構(gòu)體，如D-葡萄糖與D-甘露糖及D-半乳糖。第三十三頁，共169頁。2、單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)1)、單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的證據(jù)①、變旋現(xiàn)象(mutarotation):一般醛類在水溶液中只有一個比旋度，但新配制的葡萄糖水溶液的比旋隨時間而變化。

[α]=+112°稱α-D-(+)葡萄糖

[α]=+18.7°稱β-D-(+)葡萄糖將這兩種葡萄糖分別溶于水后,其旋光率都逐漸變?yōu)?52.7°,這一現(xiàn)象稱變旋現(xiàn)象。變旋是由于分子立體結(jié)構(gòu)發(fā)生某種變化的結(jié)果。第三十四頁，共169頁。②、不象醛類那樣形成縮醛，而是只和一分子的醇形成半縮醛（Hemiacetals)第三十五頁，共169頁。③、葡萄糖的醛基不能象一般醛類那樣與Schiff試劑(品紅-亞硫酸）起反應(yīng)發(fā)生紫紅色反應(yīng)，即不能使被亞硫酸漂白了的品紅呈現(xiàn)紅色。葡萄糖也不能與亞硫酸氫鈉起加成反應(yīng)等.第三十六頁，共169頁。2)、Fisher環(huán)狀結(jié)構(gòu)1893年Fisher提出環(huán)狀結(jié)構(gòu)說。半縮醛羥基與末端手性C（即決定構(gòu)型的羥基；C5上的羥基）在同一側(cè)的為α-型，不在同一側(cè)的為β-型。（異頭物）第三十七頁，共169頁。異頭物（體）（anomer)單糖由直鏈結(jié)構(gòu)變成環(huán)狀結(jié)構(gòu)后，羰基碳原子成為新的手性中心，導(dǎo)致C1差向異構(gòu)化，產(chǎn)生兩個非對映異構(gòu)體（α-D-葡萄糖，β-D-葡萄糖），由于差向的位置是第一位C，因此也叫異頭體（物）。練習(xí)：1、環(huán)狀己醛糖有多少個可能的旋光異構(gòu)體？25＝322、判斷：醛式葡萄糖變成環(huán)狀后無還原性。

正確第三十八頁，共169頁。Haworth式（投影式）

不論是D型還是L型，異頭碳羥基與末端羥甲基是反式的為α異頭物，順式為β異頭物。D－葡萄糖由Fischer式改寫為Haworth式的步驟第三十九頁，共169頁。3)、吡喃糖和呋喃糖開鏈的單糖形成環(huán)狀半縮醛時，最容易出現(xiàn)五元環(huán)(呋喃）和六元環(huán)（吡喃）。D-葡萄糖在水溶液中主要以吡喃糖存在，呋喃糖次之。第四十頁，共169頁。D-果糖在水溶液中主要以呋喃糖存在，吡喃糖次之。第四十一頁，共169頁。練習(xí)：以下化合物中(1)哪個是半縮酮形式的酮糖？(2)哪個是吡喃戊糖？(3)哪個是α-D-醛糖？(4)哪個是β-L-醛糖?答案：（1）C；（2）D；（3）B;(4)D第四十二頁，共169頁。3、單糖的構(gòu)象1）、構(gòu)象(conformation)：由于分子中的某個原子(基團(tuán))繞C-C單鍵自由旋轉(zhuǎn)而形成的不同的暫時性的易變的空間結(jié)構(gòu)形式。空間位置的改變，不涉及共價鍵的斷裂。處于最低能位狀態(tài)的構(gòu)象叫優(yōu)勢構(gòu)象。第四十三頁，共169頁。2）、構(gòu)象的描繪方法

各種不同的構(gòu)象由于繞單鍵旋轉(zhuǎn)可以迅速互變第四十四頁，共169頁。3）、吡喃糖的構(gòu)象

吡喃糖環(huán)常采取椅式(chair)和船式(boat)構(gòu)象。第四十五頁，共169頁。吡喃葡萄糖船式的內(nèi)能比椅式高，因此椅式構(gòu)象遠(yuǎn)比船式構(gòu)象穩(wěn)定第四十六頁，共169頁。椅式構(gòu)象有兩種可以互換的可能形式椅式構(gòu)象有兩種可以互換的可能形式，互換結(jié)果是每個C上的直立鍵和平伏鍵互換第四十七頁，共169頁。直立鍵相連的取代基要比經(jīng)平伏鍵連接的取代基彼此靠的更近，斥力也更大因此占優(yōu)勢的構(gòu)象應(yīng)該是比氫原子大的基團(tuán)盡可能多的處于平伏鍵的位置第四十八頁，共169頁。β－D－吡喃葡萄糖是D－己醛糖中唯一一個能采取使所有比氫原子大的基團(tuán)都處于平伏鍵的構(gòu)象第四十九頁，共169頁。提要(單糖的分子結(jié)構(gòu))：構(gòu)型(configuration)及其相關(guān)概念Fisher投影式，主要單糖的投影式，縮寫糖的DL構(gòu)型變旋現(xiàn)象(mutarotation)異頭物（體）(

anomer)構(gòu)象(conformation)吡喃糖的構(gòu)象第五十頁，共169頁。第二節(jié)、單糖一、單糖的分子結(jié)構(gòu)二、單糖的性質(zhì)

1、單糖的物理性質(zhì)

2、單糖的化學(xué)性質(zhì)三、重要的單糖及其衍生物第五十一頁，共169頁。1、單糖的物理性質(zhì)1）、旋光性和變旋性：

是鑒定糖（所有）的一個重要指標(biāo)。變旋現(xiàn)象：伴隨著異構(gòu)體間的轉(zhuǎn)變，糖溶液的旋光度也隨著轉(zhuǎn)變，這種現(xiàn)象稱為變旋現(xiàn)象。第五十二頁，共169頁。2）、甜度：以蔗糖的甜度為標(biāo)準(zhǔn)（100）

糖及甜味劑

甜度

糖及甜味劑

甜度蛇菊苷30000應(yīng)樂果甜蛋白20000果糖轉(zhuǎn)化糖蔗糖葡萄糖木糖糖精173.313010074.34050000鼠李糖麥芽糖半乳糖棉子糖乳糖天冬苯丙二肽32.532.532.122.616.1150003）、溶解性：易溶于水而難溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑第五十三頁，共169頁。2、單糖的化學(xué)性質(zhì)

單糖是多羥基的醛或者酮，其化學(xué)性質(zhì)由醛基、酮基或醇基決定。第五十四頁，共169頁。D-GlcD-葡萄糖1，2-烯醇式葡萄糖D－FruD-果糖D－ManD-甘露糖Ba(OH)2Ba(OH)2Ba(OH)21）、異構(gòu)化（弱堿的作用p15）

在堿性水溶液中單糖發(fā)生分子重排，通過烯二醇中間物互相轉(zhuǎn)化，稱之為酮－烯醇互變異構(gòu)第五十五頁，共169頁。2）、單糖的氧化（p16）弱氧化劑：常用含Cu2+的堿性溶液，氧化成糖酸

Fehling試劑：CuSO4、NaOH、酒石酸鉀鈉

Benedict試劑：CuSO4、Na2CO3、檸檬酸鈉為常用的定量測定還原糖的試劑第五十六頁，共169頁。溫和氧化劑氧化成醛糖酸；Br2－H2O強(qiáng)氧化劑氧化成醛糖二酸：如濃HNO3Br2－H2O（僅限醛糖）濃HNO3（生物體內(nèi)）糖酸醛糖糖二酸糖醛酸第五十七頁，共169頁。3）、單糖的還原（p17）[H]D-GlcD－葡萄醇（山梨醇）[H]D－甘露糖（D-man）D－甘露醇[H][H]D－FruD－葡萄醇D－甘露醇單糖的羰基在適當(dāng)?shù)倪€原劑如NaBH4存在條件下能被還原成多元醇第五十八頁，共169頁。4）、形成糖脎（Osazone，p18）

許多糖可以與苯肼(C6H5NHNH2)反應(yīng)生成淺黃色的晶體——脎。各種糖的糖脎都有特異的晶形和熔點，因此常用糖脎的生成鑒定各種不同的糖。練習(xí)：判斷：D-葡萄糖,D-甘露糖和D-果糖生成同一種糖脎。

第五十九頁，共169頁。5）、脫水反應(yīng)

單糖在稀的無機(jī)酸中是穩(wěn)定的，但是在強(qiáng)無機(jī)酸(如：12%鹽酸)中加熱時可引起糖脫水形成糠醛類物質(zhì)。第六十頁，共169頁。

糖糠醛或糠醛衍生物紫色濃H2SO4脫水α-萘酚?Molisch反應(yīng)可以鑒定糖的存在。α-萘酚①Molisch反應(yīng)第六十一頁，共169頁。②Seliwanoff’stest（西里瓦諾夫試驗，p20）?

Seliwanoff反應(yīng)可以鑒定酮糖的存在。間苯二酚第六十二頁，共169頁。6）、成苷反應(yīng)（縮醛）糖可以與醇或胺形成糖苷。糖環(huán)中的半縮醛的羥基很活潑，易與其它的醇或酚上的羥基發(fā)生反應(yīng)，失水而成為縮醛——糖苷，非糖部分叫配糖體，形成的C-O苷鍵稱為O-糖苷鍵。糖環(huán)中的半縮醛也可以與胺中的氮原子反應(yīng)成苷，稱為N-糖苷鍵。N-糖苷鍵存在于糖蛋白和核苷中。第六十三頁，共169頁。

單糖可以通過O-糖苷鍵相互連接形成寡糖和多糖。第六十四頁，共169頁。糖蛋白中的糖苷鍵。第六十五頁，共169頁。核苷中的糖苷鍵。第六十六頁，共169頁。7）、成酯反應(yīng)

由于單糖是多元醇，當(dāng)與酸作用時可以生成酯。在生物體內(nèi)最常見的一類碳水化合物就是糖的磷酸酯。它是糖在酶的作用下與ATP反應(yīng)生成的。是糖代謝的必須步驟。第六十七頁，共169頁。第二節(jié)、單糖一、單糖的分子結(jié)構(gòu)二、單糖的性質(zhì)三、重要的單糖及其衍生物第六十八頁，共169頁。1、重要的單糖醛糖：甘油醛、D-赤蘚糖、D-木糖、D-核糖、L-阿拉伯糖、D-葡萄糖、D-半乳糖及D-甘露糖第六十九頁，共169頁。

酮糖：二羥基丙酮、D-赤蘚酮糖、D-核酮糖、D-木酮糖、D-果糖、D-景天庚酮糖第七十頁，共169頁。2、重要的單糖衍生物1、氨基糖（例如葡萄糖胺，半乳糖胺，甘露糖胺，N-乙酰葡萄糖胺等）2、脫氧糖（例如巖藻糖(fucose)，脫氧核糖等）3、糖酸（例如葡萄糖酸(gluconate)，葡萄糖醛酸(glucuronate)）4、糖醇5、糖苷第七十一頁，共169頁。1）、氨基糖（p30）

氨基糖常存在于結(jié)構(gòu)多糖中，如細(xì)菌細(xì)胞壁中的肽聚糖(peptidoglycan)，是由N-乙酰-β-D-葡萄糖胺(NAG,GlcNAc)和N-乙酰胞壁酸(NAM)形成的雜多糖；節(jié)肢動物外骨骼中的幾丁質(zhì)(chitin)，是由N-乙酰-β-D-葡萄糖胺形成的同多糖。第七十二頁，共169頁。常見單糖及其衍生物的縮寫

單糖?？s寫為三個字母，如葡萄糖Glucose,半乳糖galactose,果糖fructose，甘露糖（Mannose）可分別縮寫為Glc,Gal,Fru，Man。（P31）第七十三頁，共169頁。2）、脫氧糖（Deoxysugars，p29）第七十四頁，共169頁。3）、糖酸（酸性單糖，p28）

重要的糖酸有糖醛酸、糖二酸、和糖酸葡萄糖醛酸在肝中可與有毒物質(zhì)如醇、酚等結(jié)合變成無毒化合物由尿排出體外，可達(dá)到解毒作用。葡糖酸能夠與鈣鐵等離子形成可溶性鹽，作為藥物易被吸收第七十五頁，共169頁。4）、糖醇（p26）幾種重要單糖的糖醇在自然界中都有存在，是生物體的代謝產(chǎn)物。不少糖醇也是工業(yè)產(chǎn)品，并用于食品和制藥工業(yè)。

第七十六頁，共169頁。5）、單糖磷酸酯（p25）第七十七頁，共169頁。第三節(jié)、寡糖一、二糖(Disaccharides)二、其他簡單寡糖第七十八頁，共169頁。一、二糖(Disaccharides)二糖由兩個單糖以糖苷鍵的形式連接，其中一個是糖體，另一個叫配（糖）體，天然存在的雙糖多數(shù)以雙已糖為主。根據(jù)與裴林試劑的反應(yīng)性，可以把雙糖區(qū)分為還原性糖和非還原性糖。蔗糖（Sucrose）,乳糖（lactose）和麥芽糖（maltose）是自然界最為豐富的二糖。第七十九頁，共169頁。1、蔗糖(Sucrose)蔗糖由α-D-葡萄糖（glc）與β-D-果糖（fru）通過各自的異頭碳羥基連接，為非還原性糖?？s寫為Glc(α1-2β)Fru,或者Fru(β2-1α)Glc。第八十頁，共169頁。2、乳糖（Lactose）乳糖主要存在于乳汁中，由β-D-半乳糖(gal)與D-葡萄糖（glc）通過β1,4糖苷鍵連接，為還原性二糖?？s寫為Gal(β1-4)Glc。第八十一頁，共169頁。3、麥芽糖（Maltose）麥芽糖是淀粉的水解產(chǎn)物，由兩個α-D-葡萄糖通過α1,4糖苷鍵連接而成，為還原性二糖?？s寫為Glc(α1-4)Glc。第八十二頁，共169頁。4、海藻糖（Trehalose）海藻糖是D-葡萄糖基（α-1，1）-D葡萄糖苷，它的兩個半縮醛羥基相縮合，為非還原糖。

在蕨類中代替蔗糖成為主要的可溶性儲存糖，在昆蟲中用作主要血循環(huán)糖。海藻糖酶降解為葡萄糖第八十三頁，共169頁。5、纖維二糖（Cellobiose)纖維二糖是兩個D-葡萄糖通過β-1，4糖苷鍵連接而成的。第八十四頁，共169頁。第三節(jié)、寡糖一、二糖(Disaccharides)二、其他簡單寡糖第八十五頁，共169頁。二、其他簡單寡糖（p39）1、三糖棉籽糖(Raffinose)

棉子糖由α-半乳糖，α-葡萄糖，和β-呋喃果糖聚合而成。(α?1,6糖苷鍵，α1,2β糖苷鍵）第八十六頁，共169頁。2、四糖水蘇糖(Stachyose)：棉籽糖家族的一員，四糖，第二個乳糖通過α?1,6糖苷鍵連接到棉籽糖的半乳糖殘基上第八十七頁，共169頁。3、環(huán)糊精芽孢桿菌屬有些種環(huán)糊精轉(zhuǎn)葡萄糖基移酶作用于淀粉形成。一般由6、7或者8個葡萄糖單位通過α1,4糖苷鍵連接而成。第八十八頁，共169頁。第四節(jié)、多糖一、概述二、同多糖三、雜多糖第八十九頁，共169頁。一、概述多糖（Polysaccharides）也稱之為聚糖，是由很多單糖單位構(gòu)成的高分子糖類物質(zhì)，是自然界中糖類的主要存在形式。儲存多糖（storagePolysaccharides

）：淀粉、糖原、菊粉等結(jié)構(gòu)多糖（structuralPolysaccharides

）：如纖維素、殼多糖、雜多糖等第九十頁，共169頁。同多糖（均一性多糖）（Homopolysaccharides）:

組成單體糖基相同，例如淀粉(starch),糖原(glycogen),纖維素(cellulose),幾丁質(zhì)(chitin).雜多糖（Heteropolysaccharides）:

組成的單體糖基有兩種或兩種以上。第九十一頁，共169頁。第四節(jié)、多糖一、概述二、同多糖三、雜多糖第九十二頁，共169頁。1、淀粉(starch)淀粉是植物體內(nèi)貯藏最多而最重要的多糖。根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為：直鏈淀粉（amylose

）

支鏈淀粉（amylopectin

）第九十三頁，共169頁。1）直鏈淀粉直鏈淀粉由D-Glc通過α1-4鍵連接而成。每個分子平均250-300個

-D-Glc，第九十四頁，共169頁。淀粉高級結(jié)構(gòu)α1-4糖苷鍵連接導(dǎo)致葡萄糖殘基組成的多聚體緊密盤繞為螺旋結(jié)構(gòu)（每6個Glc殘基盤旋一圈）。直鏈淀粉遇碘顯蘭色。第九十五頁，共169頁。2）支鏈淀粉支鏈淀粉由2000-22000個Glc殘基組成，大約每30個α1-4鍵連接的葡萄糖處有一個α1-6糖苷鍵連接的葡萄糖分支。支鏈淀粉與KI-I2顯紫色。第九十六頁，共169頁。每一個直鏈淀粉分子都有一個非還原端和一個還原端，但每一個支鏈淀粉和糖原分子都有一個還原端和多個非還原端。第九十七頁，共169頁。2、糖原（glycogen)糖原是動物的貯存多糖，細(xì)菌細(xì)胞中也有存在，肝臟、肌肉中含量多，分別稱為肝糖元、肌糖元。遇碘顯紅紫色。第九十八頁，共169頁。糖原結(jié)構(gòu)與支鏈淀粉相似，主要是α-吡喃葡萄糖，按α-1,4糖苷鍵縮合而的，糖原的分支程度比支鏈淀粉更高。第九十九頁，共169頁。分支多（每隔4個葡萄糖殘基便有一個分支，含有大量的非原性端）；分枝短（一般是8-12葡萄糖殘基。）;分子量高達(dá)106-108第一百頁，共169頁。食物中的淀粉和糖原可被唾液和腸液中的α-淀粉酶降解，從非還原端開始，斷裂葡萄糖殘基之間的α1,4糖苷鍵。第一百零一頁，共169頁。3、纖維素（cellulose)綠色植物體內(nèi)約有50%碳存在于以纖維素的形式。纖維素類似直鏈淀粉，由10,000至15,000個D-Glc殘基組成，但殘基之間是由β-D-葡萄糖分子以β-(1-4)糖苷鍵相連而成直鏈。第一百零二頁，共169頁。β1-4鍵使得纖維素多糖鏈采取伸展的構(gòu)象平行排列，鏈間和鏈內(nèi)存在大量的氫鍵，形成平行的纖維束。第一百零三頁，共169頁。

大多數(shù)動物都缺乏裂解纖維素的酶，但有些動物（如白蟻和反芻動物）可以利用體內(nèi)共生微生物分泌的纖維素酶來消化纖維素。一些真菌能分泌纖維素酶。第一百零四頁，共169頁。4、幾丁質(zhì)

(殼多糖)（Chitin

）

幾丁質(zhì)大量存在于昆蟲和甲殼類動物的甲殼中，也是許多真菌細(xì)胞壁常見的組成成分。在天然聚合物中，除纖維素外，幾丁質(zhì)的貯量占第二位。第一百零五頁，共169頁。幾丁質(zhì)是由N-乙酰葡萄糖胺殘基通過β1-4鍵連接而成的線狀不分支的同多糖。幾丁質(zhì)與纖維素之間唯一的化學(xué)差別是后者C-2上的羥基被前者的乙酰氨基取代。第一百零六頁，共169頁。幾丁質(zhì)衍生物在保健及醫(yī)療上的應(yīng)用

主要生理功能：

1.強(qiáng)化免疫；

2．排除毒素；

3．降血糖，降血脂，降血壓；

4．強(qiáng)化肝臟機(jī)能；

5．活化細(xì)胞，抑制老化；

6．調(diào)節(jié)自律神經(jīng)。第一百零七頁，共169頁。

5、其它同多糖菊粉（inulin），是由31個果糖殘基通過β-1,2-糖苷鍵連接的果聚糖，另有1－2個葡萄糖殘基。很多植物的儲存多糖，如大麗菊的塊莖。甘露聚糖在酵母細(xì)胞壁中存在，以α-1,4糖苷鍵連接。在一些微生物中存在有另外的一些葡聚糖，常常是α?1,6，或α?1,3鏈連接的。第一百零八頁，共169頁。第四節(jié)、多糖一、概述二、同多糖三、雜多糖第一百零九頁，共169頁。雜多糖（不均一性多糖）在動植物中廣泛存在，在水解時產(chǎn)生含許多種單糖的混合物及其衍生物。簡單的雜多糖由重復(fù)的混合雙糖所構(gòu)成。果膠

(Pectin)

半纖維素

(Hemicellulose)

瓊脂(Agar)和瓊脂糖

(Agarose)

糖胺聚糖（或稱粘多糖）

(Glycosaminoglycan)第一百一十頁，共169頁。

1、植物雜多糖1）、果膠（pectin)果膠是最復(fù)雜的一類多糖,通常指各種程度甲基酯化的α-1,4-半乳糖醛酸聚糖.果膠類物質(zhì)的化學(xué)組成,主要以α-1,4糖苷鍵鍵合的D半乳糖醛酸為基本結(jié)構(gòu).其羧基部分或全部甲基酯化，有些含有α-1,2連接的鼠李糖殘基。第一百一十一頁，共169頁。

2）、半纖維素（hemocellulose)

是植物細(xì)胞壁中非纖維素、非果膠的一類多糖物質(zhì)，易溶于堿，它是幾種物質(zhì)的混合物，根據(jù)已研究過的材料，半纖維素主要包括多糖類物質(zhì)（多縮戊糖和多縮已糖的聚合物）。

?D-木聚糖（D-xylan)、D-葡糖-D-甘露聚糖、D-半乳-D-葡-D-甘露聚糖、L-阿拉伯糖，D-半乳聚糖第一百一十二頁，共169頁。

3）、瓊脂（agar)瓊脂是海藻多糖的一類，它是一組多糖的通稱，瓊脂糖是瓊脂的主要組分。瓊脂糖(agarose)是由D-吡喃半乳糖和3，6-脫水-L-吡喃半乳糖兩個單位交替組成的線性鏈。第一百一十三頁，共169頁。2、糖胺聚糖（或稱粘多糖）

(Glycosaminoglycan)粘多糖[mucopolysaccharides]、糖胺聚[多]糖[glycosaminoglycans]、氨基多糖[polyaminoglucose]及酸性糖胺聚糖等名稱。分布很廣，大多以蛋白多糖[proteoglycan]存在，并進(jìn)一步與膠原蛋白結(jié)合構(gòu)成結(jié)締組織機(jī)質(zhì)的重要成分，如透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素等。第一百一十四頁，共169頁。組織類型機(jī)械性能蛋白質(zhì)碳水化合物骨質(zhì)負(fù)荷重量I型膠原蛋白硫酸軟骨素抗壓、維持外形

透明質(zhì)酸

硫酸角質(zhì)素軟肋骨抗壓、減少摩擦II型膠原蛋白硫酸軟骨素彈性好

（硫酸角質(zhì)素）肌腱抗張強(qiáng)度大I型膠原蛋白硫酸皮膚素彈性（延性）小

硫酸軟骨素大血管延性強(qiáng)彈性蛋白硫酸軟骨素抗裂性強(qiáng)III型和I型膠原蛋白透明質(zhì)酸、硫酸皮膚素、乙酰硫酸肝素關(guān)節(jié)液潤滑防震II型膠原蛋白透明質(zhì)酸皮膚中度延性I型（80%）和III型膠原蛋白硫酸皮膚素韌性角蛋白透明質(zhì)酸基底膜變形性、分割VI型和V型蛋膠原蛋白、昆布硫酸乙酰肝素（？）選擇性透性氨酸粘連蛋白

角膜透明、堅固I型與II型膠原蛋白硫酸角質(zhì)素

（硫酸）軟骨素第一百一十五頁，共169頁。糖胺聚糖由重復(fù)的二糖單位組成。其中之一是葡萄糖胺或者半乳糖胺的衍生物。另一個常常是糖醛酸。糖殘基上的-OH常常發(fā)生硫酸酯化，使糖胺聚糖帶上高度負(fù)電荷。這對糖胺聚糖的生理功能有重要意義，分子中的羧基及硫酸等與蛋白等大分子結(jié)合。第一百一十六頁，共169頁。硫酸軟骨素（ChondroitinSulfate）,硫酸角質(zhì)素（KeratanSulfate），肝素（Heparin）是細(xì)胞間質(zhì)中常見的糖胺聚糖，一般與蛋白質(zhì)共價連接形成蛋白聚糖（proteoglycans）。透明質(zhì)酸（Hyaluronate）是一種不被硫酸化的糖胺聚糖，也不與蛋白質(zhì)共價連接(但是可以非共價結(jié)合，如蛋白聚糖)，而是游離存在。第一百一十七頁，共169頁。1）、透明質(zhì)酸（hyaluronicacid)高等動物組織中發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌中也有存在，主要存在于結(jié)締組織如眼球玻璃體、雞冠、臍帶、軟骨等組織。主要功能是在組織中吸水，有潤滑劑作用，對組織起保護(hù)作用。第一百一十八頁，共169頁。結(jié)構(gòu)最簡單的一種，由重復(fù)的二糖結(jié)構(gòu)單位，D-葡萄糖醛酸（D-GlcUA與）N-乙酰葡萄糖胺（GlcNAc）以

-1，3糖苷鍵相連二糖單位間以β-1,4糖苷鍵連接，分子鏈狀、無分支，分子量很大，可達(dá)1000萬以上。第一百一十九頁，共169頁。2）、硫酸軟骨素（ChondroitinSulfate）軟骨的主要成分，廣泛存在于結(jié)締組織、筋腱、皮膚等。分子量一般低于10萬（約250個重復(fù)二糖），個別可超過30萬。有4-硫酸軟骨素（硫酸軟骨素A）和6-硫酸軟骨素（硫酸軟骨素C）兩種。第一百二十頁，共169頁。軟骨素（Chondroitin）在結(jié)構(gòu)上軟骨素與透明質(zhì)酸相似,不同在于它含有N-乙酰-D氨基半乳糖,而不是N-乙酰氨基葡萄糖,它是細(xì)胞外膜的一個組成成分.D-葡萄糖醛酸N-乙酰半乳糖胺第一百二十一頁，共169頁。硫酸軟骨素的結(jié)構(gòu)有4-硫酸軟骨素（硫酸軟骨素A）和6-硫酸軟骨素（硫酸軟骨素C）兩種，二糖單位為D-葡萄糖醛酸GlcUA與β-1,3-N-乙酰半乳糖胺GalNAc以

-1，3相連，糖鏈生成后由專一性酶在4位或6位進(jìn)行硫酸化。第一百二十二頁，共169頁。硫酸軟骨素的主要生理功能及其應(yīng)用與形態(tài)的維持、抵御病菌和毒素，以及皮膚創(chuàng)傷的愈合有關(guān)。作為保健食品或保健藥品長期應(yīng)用于防治冠心病、心絞痛、心肌梗塞、冠狀動脈機(jī)機(jī)能不全、心肌缺血等疾病。硫酸軟骨素還應(yīng)用于滴眼劑、化妝品以及外傷傷口的愈合劑等。第一百二十三頁，共169頁。3）、硫酸角質(zhì)素（KeratanSulfate）它是粘多糖中唯一不含糖醛酸的多糖聚合物,它由β-D-半乳糖和N-乙酰葡萄糖胺通過β-1,4糖苷鍵為二糖單位的聚合體,二聚體又以β-1,3連接.第一百二十四頁，共169頁。4）、肝素（Heparin）最早由肝臟和心臟中分離到，以肝臟中豐富，廣泛存在于哺乳動物組織和體液中。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由L－艾杜糖醛酸L-IduUA（或者葡萄糖醛酸D-GlcUA）和葡萄糖胺組成二糖單位，同時C2上的-NH2和C6上的-OH可分別被硫酸酯化。常用作抗凝劑，防止血栓形成，輸血時添加肝素作抗凝劑。第一百二十五頁，共169頁。3、微生物雜多糖

微生物雜多糖主要是構(gòu)成微生物的細(xì)胞壁,以及分泌的一些胞外多糖.肽聚糖（peptideglycan)胞外多糖第一百二十六頁，共169頁。肽聚糖

（peptideglycan)肽聚糖是細(xì)菌細(xì)胞壁的剛性結(jié)構(gòu)的多糖成分，基本構(gòu)成單位為N-乙酰胞壁酸（NAG）和N-乙酰葡萄糖胺（NAM），以及一個四肽，NAG與NAM間相排列，β?1,4糖苷鍵連接，在NAM的乳酸上連接一個四肽。第一百二十七頁，共169頁。胞外多糖細(xì)菌的胞外多糖多數(shù)是雜多糖，也有的是同多糖。是細(xì)菌的莢膜和粘液多糖，可以分為酸性，中性和含氨基這三類。含糖醛酸的酸性多糖占多數(shù)。第一百二十八頁，共169頁。第五節(jié)、結(jié)合糖(Glycoconjugate)糖蛋白(Glycoprotein)蛋白聚糖(Proteoglycan)肽聚糖（peptidoglycan）糖脂(Glycolipid)脂多糖(Lipopolysaccharides)核苷(Nucleotide)第一百二十九頁，共169頁。一、糖蛋白(Glycoprotein)1、概念：又稱之為糖基化蛋白質(zhì)，是一類由寡糖類和蛋白質(zhì)以共價鍵連接而成的結(jié)合蛋白。

第一百三十頁，共169頁。2、寡糖鏈的兩種連接類型：1）、O-連接：寡糖鏈共價連接在蛋白質(zhì)的Ser和Thr殘基的羥基氧上。第一百三十一頁，共169頁。2）、N-連接：寡糖鏈共價連接在肽鏈的Asn殘基的酰胺氮上。識別序列：天冬酰氨序列子Asn-X-Ser/ThrN-連接寡糖通常具有五糖核心，由三個Man和兩個GlcNAc組成。第一百三十二頁，共169頁。3、糖蛋白的生物合成N-連接的糖蛋白的合成開始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER），在高爾基體（Golgi）中完成。O-連接的糖苷鍵修飾僅僅在高爾基體中發(fā)生。第一百三十三頁，共169頁。

糖蛋白合成后由高爾基復(fù)合體根據(jù)蛋白質(zhì)上的信號對其進(jìn)行分類運送。第一百三十四頁，共169頁。4、糖蛋白中糖鏈的生物學(xué)功能1）糖蛋白攜帶某些蛋白質(zhì)去向的信息（折疊、締合、分泌、穩(wěn)定性等）

2）寡糖鏈在細(xì)胞識別、信號傳遞中起關(guān)鍵作用

第一百三十五頁，共169頁。二、蛋白聚糖(Proteoglycan)蛋白聚糖是由核心蛋白、糖胺聚糖和連接寡糖組成的大分子復(fù)合物。蛋白聚糖在細(xì)胞間質(zhì)中大量存在，為組織提供粘度、潤滑和彈性；在介導(dǎo)細(xì)胞粘附中也起到重要作用。第一百三十六頁，共169頁。蛋白聚糖中的糖肽鍵①O-糖肽鍵：D-木糖與Ser羥基之間形成的；②O-糖肽鍵：N-乙酰半乳糖胺與Thr或Ser羥基之間形成。③N-糖肽鍵：N-乙酰葡萄糖胺與Asn之間形成的第一百三十七頁，共169頁。第一百三十八頁，共169頁。三、肽聚糖

（peptidoglycan）肽聚糖是細(xì)菌細(xì)胞壁的主要成分，基本構(gòu)成單位為N-乙酰胞壁酸（NAG）和N-乙酰葡萄糖胺（NAM），以及一個四肽，NAG與NAM相間排列，通過β?1,4糖苷鍵連接，在NAM的乳酸上連接一個四肽第一百三十九頁，共169頁。糖類部分內(nèi)容提要：1、單糖的結(jié)構(gòu)（主要單糖的投影式，簡寫），構(gòu)型（DL構(gòu)型）及其相關(guān)概念（旋光異構(gòu)，差向異構(gòu)，異頭體等），構(gòu)象，性質(zhì)2、寡糖，重點幾個二糖結(jié)構(gòu)（麥芽糖，蔗糖，乳糖）。3、多糖，重點是同多糖（淀粉，肝糖原，纖維素，幾丁質(zhì)）糖苷鍵的類型，高級結(jié)構(gòu)，了解雜多糖。4、結(jié)合糖，了解（糖蛋白，蛋白聚糖，糖肽）。第一百四十頁，共169頁。Theend！第一百四十一頁，共169頁。附加材料多糖的研發(fā)第一百四十二頁，共169頁。中藥多糖研究非常熱門，報道有100多種具免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗病毒、抗感染、降血糖等多種生理活性的中藥多糖，用于腫瘤、肝炎、心血管等疾病的輔助治療和康復(fù)。多糖最重要的藥理作用是免疫促進(jìn)作用，功能確切多糖的原生藥大多屬于補(bǔ)益類中藥，如人參和黃芪多糖的原生藥人參與黃芪是知名的補(bǔ)氣中藥；銀耳和枸杞子均是滋陰中藥，淫羊霍和肉蓯蓉多糖的原生藥淫羊霍與肉蓯蓉是最常用的壯陽藥；當(dāng)歸及阿膠多糖的原生藥當(dāng)歸與阿膠是最具傳統(tǒng)的補(bǔ)血中藥等等。這些功效都與免疫功能有關(guān)。第一百四十三頁，共169頁。多糖的調(diào)節(jié)免疫功能活性多糖廣泛存在于動物細(xì)胞膜、植物和微生物的細(xì)胞壁中。已從自然界提取出了好幾百種多糖。多糖具有許多生物活性：調(diào)節(jié)免疫功能，細(xì)胞脂多糖是Ｂ淋巴細(xì)胞增殖的專一刺激劑，而對Ｔ細(xì)胞無作用;通過補(bǔ)體刺激巨噬細(xì)胞的作用；對細(xì)胞因子作用,香菇多糖在體內(nèi)和體外都能增加腹腔巨噬細(xì)胞產(chǎn)生IL-1，這種作用可能是香菇多糖直接作用或通過IL-3間接作用機(jī)理來實現(xiàn)的。香菇多糖對其它免疫功能的調(diào)節(jié)作用與它促進(jìn)IL-1的合成和分泌有密切的關(guān)系。第一百四十四頁，共169頁。多糖的抗腫瘤活性從細(xì)菌、真菌、酵母、地衣和高等植物中提取的多糖具有抗腫瘤活性。其中香菇多糖，裂裥多糖，茯苓多糖和云芝糖肽等已進(jìn)入臨床應(yīng)用。某些多糖還能對抗化學(xué)劑的致癌作用。多糖作為抗癌劑的最大優(yōu)點是毒副作用少，與化療聯(lián)合應(yīng)用有協(xié)同作用，還可對抗化療藥的骨髓抑制等不良反應(yīng)。有人認(rèn)為多糖應(yīng)用于腫瘤治療將是一個新的迷人的領(lǐng)域。實驗證明大多數(shù)多糖的抗腫瘤作用機(jī)理不是通過直接的殺細(xì)胞或抑細(xì)胞作用，而是通過增強(qiáng)宿主的免疫防御系統(tǒng)來發(fā)揮作用。第一百四十五頁，共169頁。多糖的抗感染活性一些多糖通過增強(qiáng)宿主免疫機(jī)制抵抗細(xì)菌、病毒和寄生蟲的侵襲。香菇多糖可用于治療結(jié)核桿菌感染、對泡狀口角炎病毒感染引起的小鼠腦炎有顯著治療和預(yù)防作用、對阿伯爾氏病毒和十二型腺病毒感染也有效，其抗病毒作用與它誘生IFN和提高NK細(xì)胞活性有關(guān)、在小鼠實驗性寄生蟲模型中，香菇多糖通過促進(jìn)宿主形成肉芽腫殺傷曼森氏線蟲卵。第一百四十六頁，共169頁。多糖的抗凝血活性自1916年從肝臟提得肝素并用作抗凝血劑以來，又發(fā)現(xiàn)了藻酸（alginicacid）、昆布多糖、海帶多糖等有抗凝血作用。肝素是一種應(yīng)用已久的天然抗凝血劑，通過抑制凝血蛋白酶原轉(zhuǎn)變?yōu)槟钙鹱饔谩＠ゲ级嗵菑暮衷逭茽罾ゲ迹╨aminariadigtata）提得,該多糖的磺酸化衍生物有肝素樣作用。藻酸是由1,4-聚--D-甘露糖醛酸和Ｌ-古洛糖組成的線狀聚合物。具有強(qiáng)的類似肝素的阻凝作用。第一百四十七頁，共169頁。多糖的降血糖活性甘蔗莖中的多糖Ａ-Ｆ汁液[非蔗糖部分]能降低小鼠血糖水平。人參多糖對正常及四氧嘧啶糖尿病小鼠均有顯著的降血糖作用，由

-1，6連接的D-吡喃葡萄糖單位（C3位置上有一個

-D-吡喃葡萄糖分支）的多糖有顯著的降血糖作用；通過促進(jìn)糖分解代謝酶活性和抑制糖元合成酶活性起作用。第一百四十八頁，共169頁。多糖的降血脂活性類肝素能促進(jìn)脂蛋白脂肪酶的釋放，使血液中的脂質(zhì)分解成小分子，對因血脂過多引起的血清混濁有澄清作用，也能明顯降低血膽固醇；硫酸軟骨素Ａ能增強(qiáng)脂蛋白脂肪酶的活性，使乳麋微粒中甘油三酯分解，從而使血清澄清；果膠是由Ｄ-半乳糖醛酸以糖苷鍵連接而成，可使血膽固醇降低；茶葉多糖增強(qiáng)了卵磷脂膽固醇?；D(zhuǎn)移酶活性，有利于膽固醇的清除；波葉大黃多糖可抑制胰脂肪酶，從而降低脂類物質(zhì)的消化吸收，促進(jìn)核酸與蛋白質(zhì)的生物合成；從黑木耳、銀耳和銀耳孢子提得的三種多糖，對肝病恢復(fù)，骨髓造血均有促進(jìn)作用。第一百四十九頁，共169頁。糖生物學(xué)生命科學(xué)中的新前沿第一百五十頁，共169頁。糖類和血型

血型在輸血、組織和器官的移植以及法醫(yī)鑒定中非常重要。人類的主要血型是ABO型。這種血型是1900年Landsteiner發(fā)現(xiàn)的。對第一次世界大戰(zhàn)期間傷員搶救作出了重大貢獻(xiàn)。Landsteiner獲得1930年諾貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎。經(jīng)過許多免疫學(xué)家包括Landsteiner和Watkins等半個多世紀(jì)的研究，1960年Witkins確定了ABO(H)的抗原決定簇是糖類，并測定了有關(guān)糖類的結(jié)構(gòu)。第一百五十一頁，共169頁。糖鏈與血型第一百五十二頁，共169頁。糖基的變化對血型抗原的影響

H抗原的前體是糖脂或糖蛋白質(zhì)中糖鏈非還原末端的二糖—(Gal-N-GlcNAc)。由于這兩個糖基的連接方式不同，又有1型和2型之分：β1→3連接而成的N-乙酰半乳糖是1型的基礎(chǔ)；β1→4連接而成的N-乙酰半乳糖則衍生出2型血型物質(zhì)。在這兩個二糖外側(cè)的半乳糖上再連接有α1→2巖藻糖(Fuc)，就產(chǎn)生了H1和H2抗原。在H抗原上進(jìn)一步接上N-GalNAc或Gal之后，則H抗原就轉(zhuǎn)變成為A抗原或B抗原，有1型和2型之分。僅一個糖基的差異就改變了血型。第一百五十三頁，共169頁。糖鏈與細(xì)胞表面的特征

細(xì)胞外表面覆蓋著一層糖鏈--糖被。糖蛋白上多分支N-糖鏈(分支數(shù)可為2-5)象粗大的樹枝，O-糖鏈象細(xì)小的樹枝；膜糖蛋白的胞外肽鏈如樹干，穿越質(zhì)膜的肽段和胞內(nèi)肽段則是樹根；糖脂的脂質(zhì)插入脂雙層的外層，其糖鏈猶如小草。在細(xì)胞表面還包裹著一層作為細(xì)胞間質(zhì)組分的蛋白聚糖，一些蛋白聚糖也能整合到質(zhì)膜中,統(tǒng)稱為糖復(fù)合物。它們宛如天線，在細(xì)胞間傳遞信息，參與細(xì)胞間的粘附，或作為細(xì)菌、病毒等病原體的受體，或是作為激素等信息分子的受體起著積極的生物學(xué)作用。第一百五十四頁，共169頁。糖鏈與疾病

糖復(fù)合物表面糖鏈結(jié)構(gòu)的改變與很多疾病的發(fā)生相伴隨。糖鏈作為自身抗原的疾病有：自身免疫性甲狀腺炎、紅斑狼瘡等，有人認(rèn)為糖尿病也與此有關(guān)。IgG糖鏈與類風(fēng)濕病的關(guān)系研究得較為透徹。IgG的糖含量略大于3%，糖鏈的功能卻鮮為人知。1981年，Deisenhofer用X-射線晶體衍射分析確定了糖基化位點以及糖鏈的結(jié)構(gòu)是二天線的復(fù)雜型N-糖鏈。1985年，木幡陽發(fā)現(xiàn)類風(fēng)濕病人IgG糖鏈中的Gal低于正常人，提出了“糖病理學(xué)”的學(xué)科新分支[糖鏈?zhǔn)СＥc疾病關(guān)系]。他和Dwek合作確證了這種缺乏Gal的IgG發(fā)生了構(gòu)象變化，被自身作為異物而產(chǎn)生了相應(yīng)抗體，在血管和關(guān)節(jié)等部位出現(xiàn)了免疫復(fù)合物的沉積，從而引發(fā)類風(fēng)濕疾病的發(fā)生。第一百五十五頁，共169頁。糖鏈和生命現(xiàn)象

1985年，F(xiàn)eizi等提出了“糖分化抗原”的概念，發(fā)育過程中細(xì)胞糖蛋白和糖脂所攜帶的糖類抗原的改變是通過有序地逐個增加或減少糖殘基而完成的。人類大約有40-50億個細(xì)胞，組成了許多細(xì)胞集團(tuán)，每個集團(tuán)的細(xì)胞以不同的方式相互粘附，細(xì)胞和基質(zhì)之間也存在著相互識別和相互作用，集團(tuán)之間又相互識別、相互作用和相互制約，調(diào)節(jié)和控制著高等生物沿著固有的空間軸和時間軸井然有序地發(fā)展。在如此復(fù)雜的發(fā)展過程中所需的極其巨大的“生物信息”只能由所含信息量比核酸和蛋白質(zhì)大幾個數(shù)量級的糖鏈分子來承擔(dān)。導(dǎo)致了“糖生物學(xué)”的誕生。第一百五十六頁，共169頁。糖生物學(xué)的崛起

糖生物學(xué)(glycobiology)在1988年被正式提出，牛津大學(xué)Dwek教授在當(dāng)年的《AnnualReviewofBiochemistry》中撰寫了以“糖生物學(xué)”為題的綜述，標(biāo)志了糖生物學(xué)這一新的分支學(xué)科的誕生。同一年牛津大學(xué)研制成功了N-糖鏈的結(jié)構(gòu)分析儀，并實現(xiàn)了產(chǎn)品的商品化。第一百五十七頁，共169頁。糖生物學(xué)-生命科學(xué)的前沿

1990年，有3家實驗室?guī)缀跬瑫r發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)皮細(xì)胞-白血球粘附分子1(ELAM-1)，后來改名為E-選凝素(E-selectin)，能識別白血球表面的四糖Sia-LeX。當(dāng)組織受到損傷時，白血球和內(nèi)皮細(xì)胞粘附，沿壁滾動而穿過血管壁，進(jìn)入受損組織殺滅入侵的異物。后來又發(fā)現(xiàn)了P-選凝素和L-選凝素，首次闡明了炎癥過程有糖類參與。在肺癌和大腸癌細(xì)胞的表面也發(fā)現(xiàn)了Sia-LeX，癌細(xì)胞可能借助類似的機(jī)制穿過血管而導(dǎo)致腫瘤的轉(zhuǎn)移。掀起了開發(fā)和生產(chǎn)抗炎和抗腫瘤藥物的熱潮。以糖命名的藥廠應(yīng)運而生，美國Scripps研究所的華裔科學(xué)家王啟輝首先應(yīng)用3種不同的糖基轉(zhuǎn)移酶，酶促合成了Sia-LeX。第一百五十八頁，共169頁。糖工程學(xué)

隨著“糖生物學(xué)”基礎(chǔ)研究的發(fā)展，用于糖生物學(xué)研究的方法和基本技術(shù)、以及把基礎(chǔ)研究所得的成果進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)技術(shù)等方面的研究也倍受重視，“糖工程學(xué)”的興起也是極為自然的了。第一百五十九頁，共169頁。政府對糖生物學(xué)研究的支持I

1989年日本創(chuàng)刊了《糖科學(xué)與糖工程動態(tài)》雜志,1991年由科學(xué)技術(shù)廳、厚生省、農(nóng)林水產(chǎn)省和通商產(chǎn)業(yè)省聯(lián)合實施“糖工程前沿計劃”，總投資百億日元。該計劃包括：糖工程、糖生物學(xué)、糖分子生物學(xué)、糖細(xì)胞生物學(xué)。編輯出版了專著《糖工程學(xué)》。 美能源部1986年資助佐治亞大學(xué)創(chuàng)建了復(fù)合糖類研究中心，建立復(fù)合糖類數(shù)據(jù)庫，1990年底已收集了6000個糖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，1992年增加到9200個，1992年底有關(guān)的