【醫學百科●單糖】

楊籍富

【醫學百科●單糖】

 

拼音

 

dāntáng

 

英文參考

 

monosaccharide單糖是只含一個有羰基的多羥基化合物單位的最簡單的糖，在碳水化合物中即使水解，也不能生成更簡單的糖類。

 

單糖是作為構成寡糖多糖的基本單位。

 

碳的數目為2，3，4，5，6，7，……等的單糖各稱為二糖、三糖、四糖、戊糖、己糖、庚糖……，其中己糖和戊糖最廣泛分布于自然界。

 

分類單糖根據其羰基所在位置分為2類。

 

羰基在分子末端的為醛糖；

 

羰基在其他位置的稱酮糖。

 

又可根據所含碳原子的數目分為丙糖、丁糖、戊糖、己糖和庚糖。

 

結構幾乎全部天然存在的單糖都沒有支鏈，其每個碳原子連接一個羥基或一個衍生的功能基。

 

單糖至少含有一個手性（不對稱）碳原子，只有二羥基丙酮例外；

 

所以一般單糖皆有旋光活性，其立體異構體數目為2n，n為手性碳原子的數目。

 

單糖的構型以前綴D-或L-表示。

 

D-系糖是D-甘油醛的衍生物。

 

構型與旋光性（用或-表示）無關。

 

開鏈結構不能反映單糖的全部性質。

 

實際上，戊糖和多于5個碳原子的單糖分子中，僅有一小部分以這種方式存在。

 

以己糖為例，分子中的羰基與第5個碳原子上的羥基生成半縮醛或半縮酮，使分子成為含氧的環。

 

如此形成的五元環稱呋喃。

 

所形成的六元環稱吡喃。

 

習慣上用投影式表示單糖的環形結構：糖環為一平面，其朝向讀者的一面劃上粗線，取代基則垂直于糖平面，呋喃環實際上接近平面而吡喃環略皺起，又可表現為船式和椅式兩種構像。

 

椅式構像更接近真實，它最穩定。

 

在形成半縮醛（或半縮酮）的過程中，羰基碳成為一個新的手性碳原子，因而又形成α和β兩種異構體。

 

在D系糖環狀結構中，新手性碳原子C1如放在糖環的右邊，其上的羥基在糖環平面之下為α式，在平面之上為β式。

 

在溶液中，α和β異構體與開鏈式結構達到平衡。

 

性質單糖都有甜味，其化學性質是由于分子中的功能基（酮基、醛基和醇基），其中最重要的是還原性。

 

單糖都是還原糖，測定單糖濃度（如血糖）的方法常利用其還原性。

 

單糖的分類單糖作為糖的性質之一，顯有還原性，可以由氨性硝酸銀溶液、Fehling溶液等還原反應來定性，該反應主要是由于糖分子中的醛基或酮基而引起的。

 

分別將帶醛基的糖稱為醛糖，帶酮基的糖稱酮糖，已糖根據這樣分類，則有醛己糖、酮己糖。

 

在命名酮糖（ketose）（-co-基在第二碳上）時，將其對應的醛糖（aldo－se），其詞尾-ose-常改為-ulose。

 

對于核糖（ribo－se）、木糖（xylose）則分別稱為ribulose、xylulo－se。

 

各種單糖只有少量具有羰基直鏈結構，大多數單糖取類似于呋喃或吡喃的五角或六角氧環型的環狀結構，而各稱為呋喃糖、吡喃糖。

 

由于單糖是由不對稱碳原子所組成的，因此有許多立體異構體。

 

由于單糖形成雜環，在羰基上生成羥基而有α，β異構變化可見到變旋現象。

 

然而一旦該羥基通過糖苷鍵和其他單糖、醇、酚類物質以及磷酸結合時，就以α，或β的任何一種形式而存在。

 

這兩種類型的化合物在化學性質上有各種差異，在其立體結構或生物化學性質上極為嚴格，糖苷酶對α型和β型也是有區別的，具有嚴格的特異性。

 

淀粉、糖原經磷酸化酶作用生成的1-磷酸葡萄糖嚴格地屬于α型。

 

單糖多以寡糖、多糖以及糖苷形式存在，而游離存在的為量較少。

 

在動植物中最常見的是葡萄糖和果糖。

 

作為己糖在天然產物中可見到甘露糖和半乳糖，而其游離存在的較為罕見。

 

在戊糖中，游離存在的有針葉樹木林中的阿拉伯糖和李等果實類中的木糖。

 

在庚糖則在avocard中與甘露庚酮糖相對應的七元糖醇共同存在（庚醛糖heptudose）。

 

重要的單糖目前已知的天然單糖超過百種，可以游離形式或結合形式存在。

 

特別重要的單糖是戊糖和己糖。

 

葡萄糖葡萄糖（glucose）是最重要的動物單糖，也是最豐富的天然有機化合物。

 

在許多甜果、蜜和血中有游離形式的葡萄糖，它也是許多寡糖和多糖的組分。

 

葡萄糖是一種己醛糖；

 

用于復合詞中簡稱葡糖。

 

在工業上，用酸或酶水解土豆或玉米淀粉來制造葡萄糖。

 

從葡萄糖經不同形式的發酵可生成酒精，乳酸、醋酸或檸檬酸。

 

葡萄糖用作營養劑或調味劑。

 

果糖果糖（fructose）是一種最普通和最甜的己酮糖，和葡萄糖與蔗糖共同存在于許多甜果和蜜中。

 

果糖是精液中主要的糖，也是許多寡糖和多糖的成分。

 

菊粉是大理菊、菊苣和其他菊科植物根中的多糖。

 

工業上用酸或酶水解菊粉制造果糖。

 

果糖在醫藥上或食品工業中用作增甜劑。

 

半乳糖半乳糖（galactose）一種已醛糖。

 

天然半乳糖可以D式或L式存在，在動物界廣泛分布，是乳糖、腦苷脂和神經節苷脂等的成分。

 

重要的單糖衍生物糖的磷酸化合物所有活細胞中都有單糖的磷酸衍生物，它們是糖代謝的重要中間產物。

 

有代表性的是己糖C1與C6上的羥基與磷酸構成的酯。

 

氨基糖氨基糖（aminosugar）又稱糖胺。

 

是單糖的一個羥基被氨基取代所構成的化合物。

 

廣泛分布于天然多糖中的是葡糖胺（glucosamine）和半乳糖胺（galactosamine）。

 

重要的糖胺還有乙酰葡糖胺、胞壁酸、乙酰胞壁酸和唾液酸等。

 

糖醛酸糖醛酸（alduroicacid）醛糖中距醛基最遠的羥基被氧化成羧基而成的糖酸。

 

天然存在的糖醛酸有D-葡萄糖，D-甘露糖和D-半乳糖衍生的3種己糖醛酸，它們分別是動物、植物和微生物多糖的重要組分，其中只有半乳糖醛酸可以游離狀態存在于植物果實中。

 

在動物體內，D-葡糖醛酸有解毒的功能。

 

能和D-葡糖醛酸結合的配糖基種類很多，一般都是小分子化合物，包括酚類、芳香酸、脂肪酸、芳香烴等。

 

通常配糖基與D-葡糖醛酸保持1∶1的比例，很少有例外。

 

結合部位主要在肝臟。

 

脫氧糖單糖的羥基被氫取代所構成的化合物。

 

如D-2-脫氧核糖為DNA的成分；

 

L-巖藻糖為一些糖蛋白的成分，它是L-6-脫氧半乳糖。

 

核苷二磷酸糖核苷二磷酸糖（nucleosidediphosphatesugar）單糖與核苷二磷酸末端磷酸基用糖苷鍵連結構成的化合物。

 

其中被活化的糖基參與許多代謝反應，特別是寡糖和多糖的生物合成。

 

截至目前，研究過的天然核苷二磷酸糖已有百多種，如核苷二磷酸葡糖就有UDP-葡糖、ADP-葡糖、CDP-葡糖、GDP-葡糖、TDP-葡糖等5種。

 

尿苷二磷酸葡糖（uridinediphosphateglucose，UDPG）可作核苷二磷酸糖的代表。

 

引用：http://big5.wiki8.com/dantang_104147/