多糖的结构分类

糖的结构分类沿用了对蛋白质和核酸的分析方法,单糖是糖类的组成单元,单糖之间脱水形成糖苷键,并以糖苷键线性或分枝连接成寡糖和多糖。一般将少于20个糖基的糖链称为寡糖,多于20个糖基的糖链称为多糖。寡糖和多糖的结构也可分为一级、二级、三级和四级结构。

1一级结构

多糖的一级结构包括糖基的组成﹑糖基排列顺序﹑相邻糖基的连接方式、异头物构型以及糖链有无分支、分支的位置与长短等。与蛋白质和核酸相比,糖的一级结构非常复杂。例如,两种氨基酸只能构成一种二肽,而两种相同单糖能结合形成11种不同的二糖;另外,通过硫酸化、乙酰化﹑磷酸化﹑甲基化等衍生形式还可形成糖衍生物。最简单的多糖由相同的单糖残基以相同的键型连接形成线性链,比如直链淀粉是以麦芽糖作为结构单位的1,4键合的D-吡喃葡萄聚糖。

2二级结构

多糖的二级结构指多糖骨架链间以氢键结合所形成的各种聚合体,只关系到多糖分子中主链的构象,不涉及侧链的空间排布2。在多糖链中,糖环的几何形状几乎是硬性的,各个单糖残基绕糖苷键旋转而相对定位,可决定多糖的整体构象。通常糖苷键有两个可旋转的主链二面角:PH1-C10i-C糖配基) , 4(C1O:-C糖配基H糖配基),两个单糖若为1→6连接,则还有第三个可旋转的二面角w0 6-Cs-CsO;),解决寡糖构象的关键在于确定44w的取值。但是,它们的取值受相邻糖环之间的空间阻碍和相邻糖残基间的非共价键相互作用的严格限制。因此,多糖的二级结构形式主要依赖一级结构的排步。

3三级和四级结构

多糖链一级结构的重复顺序,由于糖单位的羟基、羧基、氨基以及硫酸基之间的非共价相互作用,导致有序的二级结构空间有规则而粗大的构象,即是多糖链的三级结构。

多糖的四级结构指多聚链间非共价链结合形成的聚集体。多糖链的聚集作用可在相同的分子间进行(如纤维素链间的氢键相互作用),也可在不同的多糖链间进行(如黄杆菌聚糖的多糖链与半乳甘露聚糖骨架中未取代区域之间的相互作用)。

由上可知,多糖的结构形态是各个单糖残基在空间相对定位的综合。解析这些定位,对于理解多糖的生物学功能有极深刻的意义。

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