多糖的代表物质··分子结构特征··重要化学性质··用途有哪些?（化学）

Question

多糖的代表物质··分子结构特征··重要化学性质··用途有哪些?（化学）

Answer 1

多糖是由多个单糖分子缩合、失水而成,是一类分子机构复杂且庞大的糖类物质.多糖 polysaccharide 凡符合高分子化合物概念的碳水化合物及其衍生物均称为多糖.有由一种类型的单糖组成的葡萄糖、甘露聚糖、半乳聚糖等（通常在英语的单糖词干上加上an这个词尾）,由二种以上的单糖组成的杂多糖（hetero polysaccharide）,含有氨基糖的葡糖胺葡聚糖等,在化学结构上实属多种多样.就分子量而论,有从0.5万个分子组成的到超过106个的多糖.由糖苷键结合的糖链,至少要超过10个以上的单糖组成的聚合糖才称为多糖.比10个少的短链的称为寡糖.不过,就糖链而论即使是寡糖,在寡糖上结合了蛋白质和脂类的,就整个分子而论,如果是属于高分子,则从广义上来看也属于多糖,因此特称为复合多糖（conjugated polysaccharide,complex poly－saccharide）或复合糖质（glycoconjugate）（糖蛋白、糖脂类、蛋白多糖）.多糖的生物学功能,通常具有贮藏生物能〔如：淀粉、糖原、菊粉（inulin）〕和支持结构〔如：纤维素、几丁质（chitin）、粘多糖〕的作用.但是,细胞膜和细胞壁的多糖成份不仅是支持物质,而且还直接参与细胞的分裂过程,在许多情况下成为细胞和细胞,细胞和病毒,细胞和抗体等相互识别结构的活性部位.生物合成通常是由结合在细胞膜质（高尔基体、原生质膜、粗面内质网等）上的转糖基酶进行.利用各种糖苷作为前体.在细菌细胞壁和聚多糖的生物合成中,多萜醇衍生物（特别是称为细菌萜醇的）作为中间体参与反应,关于动、植物某些多糖的合成也有类似的中间体的报道.另一方面,在分解过程中,有对糖链的糖排列次序和键的性质有特异性的多种糖苷酶参与.动物细胞中则多以溶酶体系统的酶存在.此外,常能看到因缺损这些酶中的某种所导致的遗传病.这是显示多糖代谢重要性的典型例子.
一、 均一性多糖
　　自然界中最丰富的均一性多糖是淀粉和糖原、纤维素.它们都是由葡萄糖组成.淀粉和糖原分别是植物和动物中葡萄糖的贮存形式,纤维素是植物细胞主要的结构组分.
　　1、 淀粉
　　植物营养物质的一种贮存形式,也是植物性食物中重要的营养成分.
　　① 直链淀粉
　　许多α-葡萄糖以α(1-4)糖苷键依次相连成长而不分开的葡萄糖多聚物.典型情况下由数千个葡萄糖线基组成,分子量从150000到600000.
　　结构：长而紧密的螺旋管形.这种紧实的结构是与其贮藏功能相适应的.遇碘显兰色
　　② 支链淀粉
　　在直链的基础上每隔20-25个葡萄糖残基就形成一个?-(1-6)支链.不能形成螺旋管,遇碘显紫色.
　　淀粉酶：内切淀粉酶（α-淀粉酶）水解α-1.4键,外切淀粉酶（β-淀粉酶）α-1.4,脱支酶α-1.6
　　2、 糖元
　　与支链淀粉类似,只是分支程度更高,分支更,每隔4个葡萄糖残基便有一个分支.结构更紧密,更适应其贮藏功能,这是动物将其作为能量贮藏形式的一个重要原因,另一个原因是它含有大量的非原性端,可以被迅速动员水解.
　　糖元遇碘显红褐色.
　　3、 纤维素
　　结构：许多β-D-葡萄糖分子以β-(1-4)糖苷键相连而成直链.纤维素是植物细胞壁的主要结构成份,占植物体总重量的1/3左右,也是自然界最丰富的有机物,地球上每年约生产1011吨纤维素,经济价值：木材、纸张、纤维、棉花、亚麻.
　　完整的细胞壁是以纤维素为主,并粘连有半纤维素、果胶和木质素.约40条纤维素链相互间以氢键相连成纤维细丝,无数纤维细丝构成细胞壁完整的纤维骨架.
　　降解纤维素的纤维素主要存在于微生物中,一些反刍动物可以利用其消化道内的微生物消化纤维素,产生的葡萄糖供自身和微生物共同利用.虽大多数的动物(包括人)不能消化纤维素,但是含有纤维素的食物对于健康是必需的和有益的.
　　4、 几丁质(壳多糖)：
　　N-乙酰-?-D-葡萄糖胺以?(1,4)糖苷链相连成的直链.
　　5、 菊 糖 inulin
　　多聚果糖,存在于菊科植物根部.
　　6、 琼 脂 Ager
　　多聚半乳糖,是某些海藻所含的多糖,人和微生物不能消化琼脂.
　　几种均一多糖的结构、性质比较.
　　二、 不均一性多糖
　　不均一性多糖种类繁多.
　　有一些不均一性多糖由含糖胺的重复双糖系列组成,称为糖胺聚糖(glyeosaminoglycans,GAGs),又称粘多糖.(mucopoly saceharides)、氨基多糖等.
　　糖胺聚糖是蛋白聚糖的主要组分,按重复双糖单位的不同,糖胺聚糖有五类：
　　1、透明质酸
　　2、硫酸软骨素
　　3、硫酸皮肤素
　　4、硫酸用层酸
　　5、肝素
　　6、硫酸乙酰肝素
　　化学性质
　　多糖无甜味,在水中不能形成真溶液,只能形成胶体,无还原性,无变旋性,但有旋光性.
　　分类
　　均一多糖：由一种单糖分子缩合而成的多糖,叫做均一多糖.常见的有：淀粉、糖原、纤维素等.
　　不均一多糖：有不同的单糖分子缩合而成的多糖,叫做不均一多糖.常见的有：透明质酸、硫酸软骨素等.
　　生物学功能
　　某些多糖,如纤维素和几丁质,可构成植物或动物骨架.淀粉和糖原等多糖可作为生物体储存能量的物质.不均一多糖通过共价键与蛋白质构成蛋白聚糖发挥生物学功能,如作为机体润滑剂、识别外来组织的细胞、血型物质的基本成分等.
　　多糖类化合物广泛存在于动物细胞膜和植物、微生物的细胞壁中,是由醛基和酮基通过苷键连接的高分子聚合物,也是构成生命的四大基本物质之一.
　　20世纪50年代发现真菌多糖具有抗癌作用,后来又发现地衣、花粉及许多植物均含有多糖类化合物,并进行分离提纯,确定了其化学结构、物理化学性质、药理作用,尤其对多糖类化合物的抗肿瘤和免疫增强作用进行深入研究.