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正文內(nèi)容

第一章生物體內(nèi)的糖類-wenkub

2023-04-22 03:59:26 本頁面
 

【正文】 中間產(chǎn)物,在制造維生素C的工藝中占有重要的地位。花生皮、椰子皮、樹膠中含有較多的甘露糖。存在于植物的蜜腺、水果及蜂蜜中,是單糖中最甜的糖類。圖11 D醛糖的關(guān)系圖圖12 D酮糖的關(guān)系圖 二、 己糖(hexose) 高等植物中重要的己醛糖有D葡萄糖、D甘露糖、 D半乳糖;重要的己酮糖有D果糖和D山梨糖。如果D核糖在C2上被還原,則形成2脫氧D核糖。它們的關(guān)系如圖1圖12。多糖:由多分子單糖及其衍生物所組成,依其組成又可分為兩類:(1)同聚多糖:由相同單糖結(jié)合而成,如戊聚糖、淀粉、纖維素等。根據(jù)水解后產(chǎn)生單糖殘基的多少可將糖作如下分類:單糖:這是一類最簡單的多羥基醛或多羥基酮,它不能再進行水解。沒有疾病的困擾,胎兒在發(fā)育之前已對其缺陷基因進行了徹底的修復(fù);不必殺生,人工合成的蛋白質(zhì)取代了動物肉類;200歲被定為青年,衰老的器官被人工合成的新器官所移植。現(xiàn)代生命科學(xué)技術(shù)可以大大加快人類的進化歷程并改變某些物種,從而影響到整個自然界的發(fā)展歷程。其中美國占573萬噸,剩下是阿根廷和巴西。依據(jù)免疫學(xué)知識人們設(shè)計研制出各種疫苗,使人類從傳染病中得以幸免。生物化學(xué)在生命科學(xué)中居于基礎(chǔ)地位,也是醫(yī)學(xué)、畜牧、獸醫(yī)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)和食品科學(xué)等專業(yè)必修的基礎(chǔ)課。 生物化學(xué)也與微生物學(xué)有關(guān),目前所積累的生物化學(xué)知識,有相當(dāng)部分是用微生物為研究材料獲得的,如大腸桿菌是被生物化學(xué)廣泛應(yīng)用的材料。植物的生命活動包括許多方面,其中有機物代謝是重要的方面,這本身也屬于生物化學(xué)的內(nèi)容。這一階段的主要研究工作就是探討各種生物大分子的結(jié)構(gòu)與其功能之間的關(guān)系。此階段對各種化學(xué)物質(zhì)的代謝途徑有了一定的了解。(3)生物分子的結(jié)構(gòu)與功能 根據(jù)現(xiàn)代生物化學(xué)及分子生物學(xué)研究還原論的觀點 ,要想了解細(xì)胞及亞細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能,必先了解構(gòu)成細(xì)胞及亞細(xì)胞的生物分子的結(jié)構(gòu)和功能。它是介于化學(xué)、生物學(xué)及物理學(xué)之間的一門邊緣學(xué)科。第一章 緒 論一生物化學(xué)研究的內(nèi)容1生物化學(xué):生物化學(xué)(biochemistry)是研究生物機體(微生物、植物、動物)的化學(xué)組成和生命現(xiàn)象中的化學(xué)變化規(guī)律的一門科學(xué),即研究生命活動化學(xué)本質(zhì)的學(xué)科。2 生物化學(xué)研究的主要方面:(1)生物體的物質(zhì)組成 高等生物體主要由蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂類以及水、無機鹽等組成,此外還含有一些低分子物質(zhì),如維生素、激素、氨基酸、多肽、核苷酸及一些分解產(chǎn)物(2)物質(zhì)代謝生物體與其外環(huán)境之間的物質(zhì)交換過程就稱為物質(zhì)代謝或新陳代謝。因此,研究生物分子的結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系,代表了現(xiàn)代生物化學(xué)與分子生物學(xué)發(fā)展的方向。其中主要的有: 1932年,英國科學(xué)家Krebs 建立了尿素合成的鳥氨酸循環(huán);1937年,Krebs又提出了各種化學(xué)物質(zhì)的中心環(huán)節(jié)——三羧酸循環(huán)的基本代謝途徑; 1940年,德國科學(xué)家Embden和Meyerhof提出了糖酵解代謝途徑。三 生物化學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系生物化學(xué)是介乎生物學(xué)與化學(xué)的一門邊緣科學(xué),它與生物科學(xué)的許多分支學(xué)科均有密切關(guān)系。因此,在植物生理學(xué)的教科書中也包括部分生物化學(xué)內(nèi)容。 生物化學(xué)與分類學(xué)也有關(guān)系,由于蛋白質(zhì)在進化上是較少變化的,因此,近代利用某些蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究,可以作為分類的依據(jù)。生物化學(xué)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)和食品行業(yè)等方面。艾滋病疫苗的研制工作也在不斷取得進步民以食為天,這說明了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在人類生活中的基礎(chǔ)地位。美國100%轉(zhuǎn)基因,阿根廷98%,巴西至少10%??萍嫉拿恳恍〔角斑M都會帶來社會的深刻變化。我想這就是生命科學(xué)的未來,她將營造出一個健康、繁榮和幸福的生命世界!第二章 生物體內(nèi)的糖類糖是自然界中存在的一大類具有廣譜化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物功能的有機化合物。根據(jù)其所含的碳原子數(shù),單糖又可分為丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖等。(2)雜聚多糖:由一種以上單糖或其衍生物所組成,如半纖維素、粘多糖等。植物體內(nèi)最重要的單糖有戊糖、己糖和庚糖,現(xiàn)在分別舉例說明如下:一、 戊糖(pentose) 高等植物中有三種重要的戊糖,即D核糖、D木糖及L阿拉伯糖。脫氧核糖是另一類遺傳物質(zhì)──脫氧核糖核酸(DNA)的主要成分。葡萄糖(glucose)是植物界分布最廣、數(shù)量最多的一種單糖,多以D式存在。在游離狀態(tài)時,果糖為bD吡喃果糖,結(jié)合態(tài)時為bD呋喃果糖。甘露糖的還原產(chǎn)物——甘露糖醇是柿霜的主要成分。桃、李、蘋果、櫻桃等果實中含有山梨糖的還原產(chǎn)物——山梨糖醇。它以游離狀態(tài)存在。一種是L鼠李糖(Lrhamnose),另一種是6脫氧L甘露糖。糖胺(glycosamine)又稱氨基糖, 即糖分子中的一個羥基為氨基所代替。 D半乳糖胺則為軟骨組成成分軟骨酸的水解產(chǎn)物。寡糖中以雙糖分布最為普遍,意義也較大。蔗糖在碳水化合物中是最重要的雙糖,而麥芽糖和纖維二糖在植物中也很重要,它們是兩個重要的多糖——淀粉和纖維素的基本結(jié)構(gòu)單位。此外,我們?nèi)粘J秤玫奶且彩钦崽?。蔗糖有一個特殊性質(zhì),就是極易被酸水解,其水解速度比麥芽糖或乳糖大1 000倍。它是淀粉的組成成分。因為有一個醛基是自由的,所以它是還原糖。分子結(jié)構(gòu)如下:乳糖[βD吡喃半乳糖(1,4)aD吡喃葡萄糖苷 4. 纖維二糖 (cellobiose) 纖維素經(jīng)過小心水解可以得到纖維二糖,它是由2個葡萄糖通過βl,4葡萄糖苷鍵縮合而成的還原性糖。棉籽糖的分子結(jié)構(gòu)如下:三、四糖 水蘇糖(stachyose)是目前研究得比較清楚的四糖,存在于大豆、豌豆、洋扁豆和羽扇豆種子內(nèi),由2個分子半乳糖、1分子a葡萄糖及1個分子b果糖組成。(starch) 淀粉幾乎存在于所有綠色植物的多數(shù)組織中。淀粉在酸和體內(nèi)淀粉酶的作用下被降解,其最終水解產(chǎn)物為葡萄糖。麥芽糖—174。每個直鏈淀粉分子只含有一個還原性端基和一個非還原性端基,所以它是一條長而不分枝的鏈。遇碘顯紫色或紫紅色,在530~555nm呈現(xiàn)最大光吸收。 支鏈淀粉 表11 不同植物的淀粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例淀 粉直鏈淀粉(%)支鏈淀粉(%)馬鈴薯淀粉小麥淀粉玉米淀粉稻米淀粉19~202421~231778~817677~7983 2. 糖原(glycogen)糖原是動物細(xì)胞中的主要多糖,是葡萄糖極容易利用的儲藏形式。糖原的相對分子質(zhì)量很高,約為5 000 000。菊糖分子中含有約30個 l,2糖苷鍵連接的果糖殘基。菊糖具有還原性。 4. 纖維素(cellulose) 纖維素是最豐富的有機化合物,是植物中最廣泛的骨架多糖,植物細(xì)胞壁和木材差不多有一半是由纖維素組成的。%NaOH,它不是純粹的纖維素,因為在其中含有其他聚糖(如甘露聚糖); %NaOH,加酸中和后沉淀出來;γ纖維素溶于堿而加酸不沉淀。在酸的作用下完全水解纖維素的產(chǎn)物是b葡萄糖,部分水解時產(chǎn)生纖維二糖,說明纖維二糖是構(gòu)成纖維素的基本單位。近年來已篩選出富含纖維素酶的微生物,它們能將纖維素水解成纖維二糖和葡萄糖等。多縮木糖的分子結(jié)構(gòu)如下: 6. 果膠物質(zhì) (pectic substances) 果膠物質(zhì)一般存在于初生細(xì)胞壁中。植物細(xì)胞中膠層中含有果膠酸的鈣鹽和鎂鹽的混合物;它是細(xì)胞與細(xì)胞之間的粘合物,某些微生物(如白菜軟腐病菌)能分泌分解果膠酸鹽的酶,使細(xì)胞與細(xì)胞松開。果膠酯酸是水溶性的溶膠。在水果成熟過程中,原果膠和果膠酸鹽由酶的作用使兩者由不溶解狀變成溶解狀的果膠,因而使水果由硬質(zhì)的狀態(tài)變成柔軟的成熟狀態(tài)。N乙酰胞壁酸與N乙酰葡萄糖胺以其C3位的羥基與乳酸的a 羥基以醚鍵連接而成。在交叉鏈中,末端D丙氨酸的羧基與一個五肽(五甘氨酸)殘基連接,這個五甘氨酸轉(zhuǎn)而再與相鄰肽聚糖的四肽側(cè)鏈的賴氨酸的a氨基相連接,如圖14。圖14 肽聚糖結(jié)構(gòu)的一部分Ala:丙氨酸; Glu:谷氨酸; Gly:甘氨酸; Lys:賴氨酸 9. 粘多糖類(mucopolysaccharides)粘多糖類為高相對分子質(zhì)量(高至5106)的膠性物質(zhì),存在于動物細(xì)胞的細(xì)胞衣(cell coat)中,起著潤滑和粘合的作用。軟骨素的硫酸酯(在氨基糖的C4及C6位置上)為軟骨、腱及骨胳的主要成分。脂類的這種特性主要由構(gòu)成它的碳?xì)浣Y(jié)構(gòu)成分所決定。某些萜類及類固醇類物質(zhì),如維生素 A、 D、 E、 K,膽酸及固醇類激素具有營養(yǎng)、代謝及調(diào)節(jié)功能。第一節(jié) 脂酰甘油類脂酰甘油(acyl glycerols),又可稱為脂酰甘油酯(acyl glycerides),即脂肪酸和甘油所形成的酯。甘油三酯(三脂酰甘油)是
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