糖化學(xué)基礎(chǔ)

前言

2001年，人類基因組計劃順利完成，但是人們并未因此完全解讀復(fù)雜的生命現(xiàn)象。除了核酸和蛋白質(zhì)之外，豐富多彩的生命現(xiàn)象的另一個奧秘就是一糖。繼基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)后，生命科學(xué)下一個亟待探索的命題，則是被稱為“后基因組時代”的“糖組學(xué)”。19世紀(jì)后葉，德國著名化學(xué)家Emll Fischer的開拓性工作奠定了糖化學(xué)基礎(chǔ)，使糖真正發(fā)展成為一門學(xué)科。然而，糖最初僅被認(rèn)為是一種結(jié)構(gòu)及能量物質(zhì)，糖化學(xué)因此經(jīng)歷了一段時間的沉寂。隨著現(xiàn)代分離、分析技術(shù)的迅速發(fā)展，糖的研究在20世紀(jì)后期得以突破。尤其近十年來，人們對糖的作用和重要性的認(rèn)識有了質(zhì)的飛躍：糖是除核酸和蛋白質(zhì)之外另一類重要的生命物質(zhì)，是生命體內(nèi)重要的信息分子，糖參與了生命，特別是多細(xì)胞生命的受精、著床、分化、發(fā)育、免疫、感染、癌變、衰老等全部時間和空間過程，并與多種疾病的發(fā)生密切相關(guān)。因此，糖化學(xué)成為繼核酸化學(xué)和蛋白質(zhì)化學(xué)之后的又一個前沿領(lǐng)域。糖化學(xué)研究已引起歐美很多國家的極大重視，我國的糖化學(xué)研究也已起步。本書著眼于介紹基礎(chǔ)糖化學(xué)知識，同時結(jié)合科學(xué)前沿?zé)狳c研究，旨在使有機化學(xué)、藥物化學(xué)及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生了解糖化學(xué)基本知識，拓寬知識結(jié)構(gòu)。因此，本書是相關(guān)專業(yè)本科生、研究生及從事糖化學(xué)、生命科學(xué)領(lǐng)域的科研人員的一個基礎(chǔ)性讀本。全書分為7章，第1章介紹糖與糖化學(xué)的歷史以及糖在自然界的合成與循環(huán)，糖在生物體內(nèi)的功能等基本概念；第2～7章分別介紹單糖、寡糖、多糖、糖苷、糖脂、糖蛋白的基本知識與研究現(xiàn)狀。全書簡明扼要，深入淺出，配有大量實例和圖解，可讀性強。

內(nèi)容概要

　　2001年，人類基因組計劃順利完成，但是人們并未因此完全解讀復(fù)雜的生命現(xiàn)象。除了核酸和蛋白質(zhì)之外，豐富多彩的生命現(xiàn)象的另一個奧秘就是一糖。繼基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)后，生命科學(xué)下一個亟待探索的命題，則是被稱為“后基因組時代”的“糖組學(xué)”?！　?9世紀(jì)后葉，德國著名化學(xué)家Emll Fischer的開拓性工作奠定了糖化學(xué)基礎(chǔ)，使糖真正發(fā)展成為一門學(xué)科。然而，糖最初僅被認(rèn)為是一種結(jié)構(gòu)及能量物質(zhì)，糖化學(xué)因此經(jīng)歷了一段時間的沉寂。隨著現(xiàn)代分離、分析技術(shù)的迅速發(fā)展，糖的研究在20世紀(jì)后期得以突破。尤其近十年來，人們對糖的作用和重要性的認(rèn)識有了質(zhì)的飛躍：糖是除核酸和蛋白質(zhì)之外另一類重要的生命物質(zhì)，是生命體內(nèi)重要的信息分子，糖參與了生命，特別是多細(xì)胞生命的受精、著床、分化、發(fā)育、免疫、感染、癌變、衰老等全部時間和空間過程，并與多種疾病的發(fā)生密切相關(guān)。因此，糖化學(xué)成為繼核酸化學(xué)和蛋白質(zhì)化學(xué)之后的又一個前沿領(lǐng)域。糖化學(xué)研究已引起歐美很多國家的極大重視，我國的糖化學(xué)研究也已起步?！　”緯塾诮榻B基礎(chǔ)糖化學(xué)知識，同時結(jié)合科學(xué)前沿?zé)狳c研究，旨在使有機化學(xué)、藥物化學(xué)及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生了解糖化學(xué)基本知識，拓寬知識結(jié)構(gòu)。因此，本書是相關(guān)專業(yè)本科生、研究生及從事糖化學(xué)、生命科學(xué)領(lǐng)域的科研人員的一個基礎(chǔ)性讀本。全書分為7章，第1章介紹糖與糖化學(xué)的歷史以及糖在自然界的合成與循環(huán)，糖在生物體內(nèi)的功能等基本概念；第2～7章分別介紹單糖、寡糖、多糖、糖苷、糖脂、糖蛋白的基本知識與研究現(xiàn)狀。全書簡明扼要，深入淺出，配有大量實例和圖解，可讀性強。

書籍目錄

1  緒論1.1  糖的基本概念/21.2  糖在自然界的合成與循環(huán)/31.3  糖在生物體內(nèi)的功能/61.3.1  糖的結(jié)構(gòu)功能/61.3.2  糖的生物學(xué)功能/71.4  糖的結(jié)構(gòu)多樣性與生物活性多樣性/101.4.1  糖結(jié)構(gòu)的多樣性/101.4.2  糖生物活性的多樣性/10參考文獻/112  單糖2.1  單糖的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)/142.1.1  單糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)/142.1.2  單糖的構(gòu)型/162.1.3  單糖的構(gòu)象/172.2  葡萄糖的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)/182.2.1  葡萄糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)/182.2.2  葡萄糖的構(gòu)型/222.2.3  葡萄糖的構(gòu)象/232.2.4  葡萄糖的性質(zhì)/242.3  重要的單糖及其應(yīng)用/272.3.1  D－(－)-核糖和D－(－)-2-脫氧核糖/272.3.2  D-果糖/282.3.3  D-木糖/292.3.4  D－(＋)-半乳糖/292.3.5  D－(＋)-甘露糖/292.3.6  L-巖藻糖/302.4  重要的單糖衍生物/302.4.1  糖醇/302.4.2  糖酸/332.4.3  氨基糖/342.4.4  唾液酸(涎酸)/352.4.5  維生素C/35參考文獻/363  寡糖3.1  二糖/373.1.1  二糖的基本概念/373.1.2  常見的二糖/383.2  天然寡糖/443.2.1  松三糖/443.2.2  甘露寡糖/453.2.3  木寡糖/453.2.4  環(huán)糊精/463.2.5  血型決定簇寡糖/483.3  功能性寡糖/493.3.1  功能性寡糖的作用及其機理/503.3.2  功能性寡糖的研發(fā)與生產(chǎn)現(xiàn)狀/513.3.3  常見的功能性寡糖/533.3.4  能性寡糖的研發(fā)趨勢/543.3.5  能性寡糖的制備方法/553.4  寡糖的化學(xué)合成/563.4.1  寡糖合成的一般特征/573.4.2  糖給體和糖受體/593.4.3  寡糖合成中常見的糖基化方法/603.4.4  寡糖合成中的立體選擇性/62參考文獻/664  多糖4.1  多糖的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)/69 4.1.1  多糖的結(jié)構(gòu)/694.1.2  多糖結(jié)構(gòu)的測定/724.1.3  多糖的性質(zhì)/764.2  常見的多糖/774.2.1  淀粉/774.2.2  纖維素/804.2.3  半纖維素/824.2.4  糖原/834.2.5  甲殼素/844.2.6  殼聚糖/854.3  活性多糖的生物學(xué)功能/864.4  重要的活性多糖/914.4.1  真菌多糖/914.4.2  植物多糖/944.4.3  動物多糖/964.4.4  藻類多糖/964.4.5  細(xì)菌多糖/98參考文獻/100

章節(jié)摘錄

1.4.1 糖結(jié)構(gòu)的多樣性核酸、蛋白質(zhì)和糖是生命體中最重要的三類生物分子，但對這三種物質(zhì)的認(rèn)識程度卻有很大的不同。作為生物分子之一的糖，早在一個世紀(jì)前就已為人們所認(rèn)識，然而，在很長的時間里，糖僅僅是作為生物體內(nèi)的能量和結(jié)構(gòu)物質(zhì)被認(rèn)識的，對糖的生鏨學(xué)功能的認(rèn)識遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于對核酸和蛋白質(zhì)的認(rèn)識。其主要原因是糖的結(jié)構(gòu)具有多樣性。核酸和蛋白質(zhì)是分別通過磷酸二酯鍵和酰胺鍵相連的線性分子；而糖通過糖苷鍵相連，糖苷鍵有a、B兩種立體異構(gòu)形式，并且由于每個單糖有數(shù)個羥基而往往形成支鏈結(jié)構(gòu)。因此，糖的分離、結(jié)構(gòu)分析和化學(xué)合成都較困難。核酸和蛋白質(zhì)的合成是一個由模板控制的過程，是高度精確的，基因工程就是建立在這個過程的原理之上；而糖鏈的合成是一個類似汽車制造的過程，每個糖苷鍵的合成或斷裂由定位于這條生產(chǎn)線特定位置的特定糖基轉(zhuǎn)移酶或水解酶控制，這個過程是不精確的，造成糖鏈的“微觀不均一性（micro-heterogeneitv）”，使均一糖鏈的分離極其困難。隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家們逐步認(rèn)識到糖類在生命過程中也起著十分重要的作用。人體內(nèi)有50％以上的蛋白質(zhì)結(jié)合有糖，糖是細(xì)胞與細(xì)胞間通信的信息分子。蛋白質(zhì)或脂質(zhì)大多都是以被包裹在細(xì)胞膜內(nèi)的形式存在，當(dāng)糖同蛋白質(zhì)或脂質(zhì)結(jié)合在一起時，細(xì)胞表面就會向外伸出胡須狀的糖鏈，而正是有了這種須狀物，細(xì)胞之間才能夠交流，細(xì)胞是根據(jù)對方的糖鏈來進行識別的。糖的結(jié)構(gòu)的多樣性，使得它可能攜帶的信息量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了蛋白質(zhì)和核酸。舉例來說，由4個核苷酸組成的寡核苷酸，可能的序列僅有24種；而由4個己糖組成的寡糖鏈，可能的序列則多達3萬多種。要真正揭開生命的奧秘，就必須對糖的結(jié)構(gòu)和功能有更深入的理解。

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《糖化學(xué)基礎(chǔ)》是普通高等教育化學(xué)類專業(yè)規(guī)劃教材之一。

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