糖与糖生物化学3-2(精品).ppt

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1、纤维素纤维素（Cellulose）自然界中分布最广的糖，以自然界中分布最广的糖，以纤维纤维二糖二糖（cellobiosecellobiose）为基本单位缩合为基本单位缩合而成，纤维状、僵硬、不溶于水的分而成，纤维状、僵硬、不溶于水的分子，不分支，约由子，不分支，约由10000-1500010000-15000个个-D-D-GlcGlc残基组成。水解需高温、高压残基组成。水解需高温、高压和酸，人体消化酶不能水解纤维素，和酸，人体消化酶不能水解纤维素，食草动物利用肠道寄生菌分泌的纤维食草动物利用肠道寄生菌分泌的纤维素酶（素酶（cellulasecellulase）将部分纤维素水将部分纤维素水解为葡

2、萄糖。解为葡萄糖。纤维素纤维素（Cellulose)个体链个体链纤纤维维素素的的结结构构几丁质（壳多糖）几丁质（壳多糖）（Chitin）存存在在于于节节肢肢动动物物昆昆虫虫、甲甲壳壳类类动动物物外外骨骨骼骼及及真真菌菌细细胞胞壁壁，地地球球上上丰丰度度仅仅次次于于纤纤维维素素的的第第二二大大类类糖糖。由由N-N-乙乙酰酰-D-D-葡葡萄萄糖糖胺胺以以（1 14 4）糖糖苷苷键键缩缩合合而成，分子线状不分支。而成，分子线状不分支。几几丁丁质质系系列列开开发发在在保保健健及及医医疗疗上上的的应应用用。几丁质个体链几丁质个体链几丁质的功能几丁质的功能1.1.强化免疫；强化免疫；2 2排除毒素；排除毒

3、素；3 3降血糖，降血脂，降血压；降血糖，降血脂，降血压；4 4强化肝脏机能；强化肝脏机能；5 5活化细胞，抑制老化；活化细胞，抑制老化；6 6调节自律神经调节自律神经 。葡萄糖胺葡萄糖胺工业上，将甲壳类动物的工业上，将甲壳类动物的甲壳质用盐甲壳质用盐酸水解制得酸水解制得。动物体内以。动物体内以糖蛋白糖蛋白分布在软分布在软骨或结缔组织中，骨或结缔组织中，代表性的物质是代表性的物质是蛋白蛋白聚糖聚糖，与胶原纤维，水分等组合起来，使，与胶原纤维，水分等组合起来，使各器官具有相应的各器官具有相应的强度、柔性、弹性强度、柔性、弹性。葡。葡萄糖胺不是动物所必须的营养元素。萄糖胺不是动物所必须的营养元素。

4、几丁聚糖的降解物质几丁聚糖的降解物质N N乙酰葡萄糖乙酰葡萄糖胺和聚葡萄糖胺能刺激迷走神经，通过副胺和聚葡萄糖胺能刺激迷走神经，通过副交感神经的兴奋，使毛细血管扩张，交感神经的兴奋，使毛细血管扩张，对颈对颈椎病和腰酸背痛有改善和治疗的作用椎病和腰酸背痛有改善和治疗的作用。香菇多糖、茯苓多糖和昆布素香菇多糖、茯苓多糖和昆布素均为均为-1-1，3 3葡聚糖葡聚糖。香香菇菇多多糖糖存存在在于于香香菇菇中中，对对动动物物肉肉瘤瘤180180有明显抑制作用；有明显抑制作用；茯茯苓苓多多糖糖是是茯茯苓苓中中的的多多糖糖，也也被被用用于于抗抗肿瘤肿瘤治疗；治疗；昆布素是昆布中的葡聚糖，用于治疗昆布素是昆布中

5、的葡聚糖，用于治疗动动脉粥样硬化脉粥样硬化。香菇多糖香菇多糖直接从香菇直接从香菇子实体子实体中提取，具中提取，具抗病毒抗病毒、抗肿瘤抗肿瘤、调节免疫功能调节免疫功能和和刺激干扰素形成刺激干扰素形成等功能，已被医学生物界所肯定，广泛应等功能，已被医学生物界所肯定，广泛应用于用于药品和保健食品药品和保健食品中，以它制成的针剂：中，以它制成的针剂：香菇多糖针剂，配合放化疗，用于肿瘤患香菇多糖针剂，配合放化疗，用于肿瘤患者疗效显著。者疗效显著。典型的典型的细胞激活剂细胞激活剂。在体内和体外均能。在体内和体外均能促进特异性细胞毒性淋巴细胞（促进特异性细胞毒性淋巴细胞（CTLCTL）的产生，的产生，并提高

6、其杀伤活性，还能提高辅助性细胞的并提高其杀伤活性，还能提高辅助性细胞的功能，提高抗体依赖的细胞毒性细胞活性。功能，提高抗体依赖的细胞毒性细胞活性。茯苓多糖茯苓多糖茯苓的主要成分为茯苓的主要成分为羧甲基茯苓多羧甲基茯苓多糖糖及及三萜类化合物三萜类化合物，是高级保健营养，是高级保健营养补给剂，具有补给剂，具有增强生理活性增强生理活性；刺激人刺激人体免疫系统功能恢复体免疫系统功能恢复；诱生和促诱生诱生和促诱生干扰素和白细胞调节素干扰素和白细胞调节素；间接抗病毒、；间接抗病毒、抗肿瘤；减轻放射与化疗的副作用；抗肿瘤；减轻放射与化疗的副作用；且具保肝、延缓衰老、安神健胃、美且具保肝、延缓衰老、安神健胃、

7、美容养颜的作用。容养颜的作用。灵芝多糖灵芝多糖灵芝的主要活性成分，种类很多，有葡聚糖、杂聚糖、灵芝的主要活性成分，种类很多，有葡聚糖、杂聚糖、半乳糖、甘露糖、甘露岩藻半乳聚糖、阿拉伯糖、阿半乳糖、甘露糖、甘露岩藻半乳聚糖、阿拉伯糖、阿拉伯木质葡聚糖等。多糖的含量因灵芝品种、提取方拉伯木质葡聚糖等。多糖的含量因灵芝品种、提取方法与多糖的纯度等不同而有较大的差异。灵芝多糖的法与多糖的纯度等不同而有较大的差异。灵芝多糖的主链越长，侧链频率越高，分子量越大，生物学活性主链越长，侧链频率越高，分子量越大，生物学活性越高。灵芝多糖的越高。灵芝多糖的主要生物活性主要生物活性为：（）调节为：（）调节免疫免疫功

8、能；（）功能；（）抑抑制小鼠体内移植性制小鼠体内移植性180180实体实体瘤瘤的生的生长；（）刺激长；（）刺激胰岛素分泌胰岛素分泌，促进葡萄糖在外周组织，促进葡萄糖在外周组织的利用，降低血糖；（）促进的利用，降低血糖；（）促进核酸、蛋白质核酸、蛋白质合成；合成；（）（）消炎消炎；（）对；（）对Co-60Co-60射线射线辐射辐射所致小鼠骨所致小鼠骨髓微核效应有防护作用。髓微核效应有防护作用。右旋糖酐右旋糖酐（Dextran）利利用用微微生生物物（蔗蔗糖糖经经肠肠磺磺状状明明珠珠菌菌发发酵酵）制制造造的的高高分分子子葡葡萄萄糖糖聚聚合合物物，由由多多个个GlcGlc分分子子通通过过-1-1，6

9、6、-1-1，4 4、-1-1，3 3糖苷键组合糖苷键组合的多糖。的多糖。分子量平均在分子量平均在7500075000左右的为左右的为高分子右旋糖酐高分子右旋糖酐，是一种是一种血浆代用品血浆代用品，用于提高血浆胶体渗透压，用于提高血浆胶体渗透压，能将组织的水分吸到血中，维持血容量，临床能将组织的水分吸到血中，维持血容量，临床用于出血性休克和创伤性休克。分子量在用于出血性休克和创伤性休克。分子量在20000-4000020000-40000的为的为低分子量右旋糖酐低分子量右旋糖酐，主要用于，主要用于降低血液粘滞度，防止血栓形成，并有助改善降低血液粘滞度，防止血栓形成，并有助改善微循环，兼有利尿作

10、用。微循环，兼有利尿作用。右旋糖酐及用途右旋糖酐及用途中国药典中国药典20002000年版收藏了三个品种，年版收藏了三个品种，即即右旋糖酐右旋糖酐7070惯称中分子（惯称中分子（64000-7600064000-76000）；）；右右旋糖酐旋糖酐4040惯称惯称低分子低分子（32000-4200032000-42000）；右旋糖）；右旋糖酐酐2020惯称惯称小分子小分子（16000-2400016000-24000）。右旋糖酐）。右旋糖酐7070能提高血浆胶体渗透压，静注后具有扩张血容能提高血浆胶体渗透压，静注后具有扩张血容量作用；量作用；4040及及2020可引起红细胞解聚，降低血液可引起红

11、细胞解聚，降低血液粘度，改善微循环和组织。粘度，改善微循环和组织。用途：用途：1 1、配制大容量右旋糖酐注射液；配制大容量右旋糖酐注射液；2 2、制备右旋糖酐铁的主要中间体；制备右旋糖酐铁的主要中间体；3 3、药用辅料。目前正用于干扰素等品种。药用辅料。目前正用于干扰素等品种。杂多糖杂多糖（Heteropolysaccharides）不不止止一一种种单单糖糖或或单单糖糖衍衍生生物物组组成成的的多多糖糖，包包括括糖糖胺胺聚聚 多多 糖糖 glycosaminoglycans、还还有有粘粘多多糖糖 mucopolysaccharides、氨氨基基多多糖糖 polyaminoglucosepolya

12、minoglucose 及及酸酸性性糖糖胺胺聚聚糖糖等等名名称称。粘粘多多糖糖就就是是氨氨基基多多糖糖，主主要要由由氨氨基基己己糖糖与与己己糖糖醛醛酸酸以以及及硫硫酸酸等等脱脱水水缩缩合合而而成成，溶溶液液粘粘性性较较大大，分分子子中中的的羧羧基基及及硫硫酸酸等等阴阴离离子子通通过过静静电电作作用用与与蛋蛋白白等等大大分分子子结结合合。分分布布很很广广，大大多多以以蛋蛋白白多多糖糖 proteoglycan 存存在在，并并进进一一步步与与胶胶元元蛋蛋白白结结合合构构成成结结缔缔组组织织机机质质的的重重要要成成分分，如如透透明明质质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等。酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等。组织

13、类型组织类型机械性能机械性能蛋白质蛋白质碳水化合物碳水化合物骨质骨质负荷重量负荷重量I型胶原蛋白型胶原蛋白硫酸软骨素硫酸软骨素抗压、维持外形抗压、维持外形透明质酸透明质酸硫酸角质素硫酸角质素软肋骨软肋骨抗压、减少摩擦抗压、减少摩擦II型胶原蛋白型胶原蛋白硫酸软骨素硫酸软骨素弹性好弹性好（硫酸角质素）（硫酸角质素）肌腱肌腱抗张强度大抗张强度大I型胶原蛋白型胶原蛋白硫酸皮肤素硫酸皮肤素弹性（延性）小弹性（延性）小硫酸软骨素硫酸软骨素大血管大血管延性强延性强弹性蛋白弹性蛋白硫酸软骨素硫酸软骨素抗裂性强抗裂性强IIIIII型和型和I I型胶原蛋白型胶原蛋白透明质酸、硫酸皮肤素、透明质酸、硫酸皮肤素、乙

14、酰硫酸肝素乙酰硫酸肝素关节液关节液润滑防震润滑防震II型胶原蛋白型胶原蛋白透明质酸透明质酸皮肤皮肤中度延性中度延性I型（型（80%）和）和III型胶原蛋白型胶原蛋白硫酸皮肤素硫酸皮肤素韧性韧性角蛋白角蛋白透明质酸透明质酸基底膜基底膜变形性、分割变形性、分割VI型和型和V型蛋胶原蛋白、昆布型蛋胶原蛋白、昆布硫酸乙酰肝素（？）硫酸乙酰肝素（？）选择性透性选择性透性氨酸粘连蛋白氨酸粘连蛋白角膜角膜透明、坚固透明、坚固I型与型与II型胶原蛋白型胶原蛋白硫酸角质素硫酸角质素（硫酸）软骨素（硫酸）软骨素透明质酸透明质酸 Hyaluronic acid,hyaluronan高高等等动动物物组组织织中中发发现

15、现，细细菌菌中中也也有有存存在在，主主要要存存在在于于结结缔缔组组织织如如眼眼球球玻玻璃璃体体、鸡鸡冠冠、脐脐带带、软软骨骨等等组组织织。主主要要功功能能是是在在组组织织中中吸吸着着水水，有有润润滑滑剂作用剂作用，对组织起，对组织起保护保护作用。作用。结构最简单的一种，有重复的二糖结构单位，结构最简单的一种，有重复的二糖结构单位，D-GlcUA与与GlcNAc以以-1-1，3 3糖苷键相连，二糖糖苷键相连，二糖单位间以单位间以-1-1，4 4连接，分子连接，分子链状链状、无分支无分支，分子分子量很大，可达量很大，可达10001000万以上，分子中不含硫酸取代万以上，分子中不含硫酸取代基，基，生

16、理生理pHpH下为多聚阴离子。下为多聚阴离子。透明质酸透明质酸（Hyaluronic acid)透明质酸的生理功能透明质酸的生理功能透明质酸在体内发挥透明质酸在体内发挥保水保水、渗透压调渗透压调节节、维持组织形态维持组织形态、润滑润滑、扩散屏障扩散屏障和和缓缓冲应力冲应力等等机械功能机械功能和重要的和重要的生理功能生理功能。首。首先发挥物理和分子信息的先发挥物理和分子信息的过滤器过滤器作用；其作用；其次大分子量透明质酸对次大分子量透明质酸对细胞移动、增殖、细胞移动、增殖、分化及吞噬分化及吞噬功能有抑制作用，小分子量透功能有抑制作用，小分子量透明质酸则有促进作用。迄今为止，尚未发明质酸则有促进作

17、用。迄今为止，尚未发现透明质酸合成缺陷病例，有人说，没有现透明质酸合成缺陷病例，有人说，没有透明质酸人类就不能存活。透明质酸人类就不能存活。透明质酸的开发应用透明质酸的开发应用一方面深化对其功能、代谢的一方面深化对其功能、代谢的基础性研究，另一面围绕理化和生基础性研究，另一面围绕理化和生理功能开发其在理功能开发其在诊断、治疗和保健诊断、治疗和保健方面的应用开发研究。透明质酸已方面的应用开发研究。透明质酸已广泛用于广泛用于化妆品化妆品、口服、口服美容保健食美容保健食品品、粘弹性保护剂粘弹性保护剂等；目前已与其等；目前已与其他药物反应形成加合物，可定向定他药物反应形成加合物，可定向定时释放。时释放

18、。透明质酸研究开发需注意的问题透明质酸研究开发需注意的问题1 1、透明质酸、透明质酸微量检测技术微量检测技术。透明质酸与硫酸多糖的透明质酸与硫酸多糖的比值比值对对肿瘤预后的判断和治疗肿瘤预后的判断和治疗有指导意义，临床上不有指导意义，临床上不能检测基质中的透明质酸含量，因而不能对肿瘤的防能检测基质中的透明质酸含量，因而不能对肿瘤的防止提供有效数据，限制了其作为多种疾病诊断和治疗止提供有效数据，限制了其作为多种疾病诊断和治疗作用的发挥。作用的发挥。2 2、透明质酸、透明质酸给药体系给药体系的研究。透明质酸受体的发现的研究。透明质酸受体的发现揭示了其在人体内可定位聚集，利用这一特性可制备揭示了其在

19、人体内可定位聚集，利用这一特性可制备以透明质酸受体为靶向的定向给药。以透明质酸受体为靶向的定向给药。3 3、需进一步拓展透明质酸的、需进一步拓展透明质酸的应用领域应用领域。我国透明质。我国透明质酸应用开发总体上处于初级阶段，一些新兴领域的应酸应用开发总体上处于初级阶段，一些新兴领域的应用处于空白状态，产业尚未形成规模，市场潜力巨大。用处于空白状态，产业尚未形成规模，市场潜力巨大。硫酸软骨素硫酸软骨素（Chondroitin sulfate）软骨的主要成分，广泛存在于软骨的主要成分，广泛存在于结缔结缔组织、筋腱、皮肤组织、筋腱、皮肤等。分子量一般低等。分子量一般低于于1010万（约万（约2502

20、50个重复二糖），个别可个重复二糖），个别可超过超过3030万，有万，有4-4-硫酸软骨素硫酸软骨素（硫酸软（硫酸软骨素骨素A A）和和6-6-硫酸软骨素硫酸软骨素（硫酸软骨素（硫酸软骨素C C）两种，二糖单位为两种，二糖单位为D-D-GlcUAGlcUA与与GalNAcGalNAc以以-1-1，3 3相连，糖链生成后由相连，糖链生成后由专一性酶在专一性酶在4 4位或位或6 6位进行硫酸化。位进行硫酸化。6-6-硫酸软骨素硫酸软骨素硫酸软骨素的作用硫酸软骨素的作用与与形态的维持、抵御病菌和毒素，以及形态的维持、抵御病菌和毒素，以及皮肤创伤的愈合有关皮肤创伤的愈合有关。作为作为保健食品或保健药品

21、保健食品或保健药品长期应用于防治长期应用于防治冠冠心病、心绞痛、心肌梗塞、冠状动脉机机能不心病、心绞痛、心肌梗塞、冠状动脉机机能不全、心肌缺血等全、心肌缺血等疾病，无明显的毒副作用，能疾病，无明显的毒副作用，能显著降低冠心病患者的发病率和死亡率。显著降低冠心病患者的发病率和死亡率。此外，硫酸软骨素还应用于此外，硫酸软骨素还应用于滴眼剂滴眼剂、化妆品化妆品以及以及外伤伤口的愈合剂外伤伤口的愈合剂等。等。近年来报道，用鲨鱼软骨制取的软骨素有近年来报道，用鲨鱼软骨制取的软骨素有抗抗肿瘤肿瘤的作用。的作用。硫酸皮肤素硫酸皮肤素(Dermatan sulfate)又称硫酸软骨素又称硫酸软骨素B B，最初

22、从最初从猪皮中分离，存在于许多动物猪皮中分离，存在于许多动物组织，如猪肠胃粘膜、脐带、组织，如猪肠胃粘膜、脐带、肌腱等。二糖单位为肌腱等。二糖单位为L-L-IduUAIduUA与与GalNAcGalNAc以以-1-1，3 3相连。相连。硫酸皮肤硫酸皮肤素素艾杜糖醛酸艾杜糖醛酸N-N-乙酰半乳乙酰半乳糖胺糖胺肝素肝素（Heparin）最早由肝脏和心脏中分离到，以最早由肝脏和心脏中分离到，以肝脏中丰富，广泛存在于哺乳动物组肝脏中丰富，广泛存在于哺乳动物组织和体液中，猪肠粘膜是较好的材料织和体液中，猪肠粘膜是较好的材料来源。结构复杂，来源。结构复杂，由由D-D-GlcNGlcN与与L-L-IduUAIduUA或或D-D-GlcUAGlcUA组成二糖单位组成二糖单位，同时，同时C C2 2上的上的-NHNH2 2和和C C6 6上的上的-OHOH可分别被硫酸可分别被硫酸酯化。常用作酯化。常用作抗凝剂抗凝剂，防止血栓形成防止血栓形成，输血时添加肝素作抗凝剂。输血时添加肝素作抗凝剂。