生物化学(全国中医药行业高等教育“十四五”规划教材)
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一、同多糖

同多糖(均多糖,homopolysaccharide)是仅由一种单糖构成的多糖。常见的同多糖有淀粉、糖原、纤维素、右旋糖酐、菊粉和果胶等,它们是糖的储存形式或机体的结构成分。

1.淀粉(starch) 是食物中的主要糖类。淀粉是植物糖的储存形式,主要存在于种子和根茎(如大米、玉米、小麦、马铃薯、红薯和芋头)中。

淀粉包括直链淀粉和支链淀粉,它们的结构和性质都有差别。

(1)直链淀粉(amylose) 由50~5000个葡萄糖以α-1,4-糖苷键连接而成,占淀粉总量的13%~20%。直链淀粉只有两个末端,分别是非还原端和还原端。

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直链淀粉的构象并不是伸展的,而是卷曲成空心螺旋(hollow helix),每个螺旋含有6个葡萄糖(图1-1)。

直链淀粉可溶于热水,溶液在常温下与碘呈蓝色,机制可能是img嵌入直链淀粉螺旋内部,形成螯合物。

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图1-1 直链淀粉和支链淀粉

(2)支链淀粉(amylopectin) 比直链淀粉大,由多达上百万个葡萄糖以α-1,4-糖苷键连接而成,不过每隔24~30个葡萄糖会连接一个分支(称为外支),分支点的葡萄糖以α-1,6-糖苷键连接。分支的另一端是非还原端,支链淀粉只有一个末端是还原端。

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支链淀粉不溶于水,在热水中吸水糊化,遇碘呈紫色。

淀粉可被酸或淀粉酶催化水解,水解过程中生成一系列大小不同的中间产物,统称糊精(dextrin)。根据与碘呈色的不同,它们分别称为蓝糊精、红糊精和无色糊精。

2.糖原(glycogen) 又称动物淀粉。糖原分子称为β粒子,直径约21nm,由多达6万个葡萄糖构成,有2000多个非还原端,数个至数十个β粒子与糖原代谢酶系形成糖原颗粒(glycogen granule),直径0.04~0.2μm,是动物糖的储存形式,存在于大多数组织细胞中,但主要在肝脏(肝糖原)、骨骼肌和心肌(肌糖原)的细胞质中,脑细胞也有一定量。

糖原与支链淀粉一样有两种糖苷键,因而也有分支,且分支短而多,每个分支上可以再有两个分支,分支点间隔8~15个葡萄糖(图1-2)。

糖原溶于热水,溶液在常温下与碘呈紫红色或红褐色。

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图1-2 糖原结构

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图1-3 纤维素

3.纤维素(cellulose) 由多达1.5万个葡萄糖以β-1,4-糖苷键连接而成,没有分支。纤维素是植物细胞壁的主要结构成分,占树叶干重的10%~20%、木材干重的50%~70%。棉花含纤维素92%~98%,而脱脂棉和滤纸几乎是纯纤维素(图1-3)。

4.右旋糖酐(dextran) 是细菌和酵母代谢物,由葡萄糖以α-1,6-糖苷键连接而成,有分支,主要通过α-1,3-糖苷键连接,少量通过α-1,2、α-1,4-糖苷键连接。各种右旋糖酐分子大小不一,用途不同:①分子量(相对分子质量)2×104~4×104的右旋糖酐主要用于降低血液黏稠度,改善微循环,防止血栓形成。②分子量7.5×104的右旋糖酐可用作血浆代用品,增加血容量。③分子量大于9×104的右旋糖酐会引起细胞凝集,没有医用价值。

5.菊粉(inulin) 是一种聚果糖(fructosan),由果糖以β-2,1-糖苷键连接而成。见于大丽花、洋蓟、蒲公英的块茎和根,不能消化吸收,故无营养价值,但因易溶于水,常用于测定肾小球滤过率。

6.果胶(pectin) 水果富含,由半乳糖醛酸(部分甲基化)以α-1,4-糖苷键连接而成,含部分半乳糖或阿拉伯糖分支。