葡萄糖
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葡萄糖(C6H12O6) | |
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IUPAC名 D-glucose D-葡萄糖 | |
系统名 (2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal (2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-五羟基己醛 | |
别名 | 血糖 (blood sugar) 右旋糖 (dextrose) 玉米糖 (corn sugar) 葡萄糖 (grape sugar) |
识别 | |
缩写 | Glc |
CAS号 | 50-99-7 |
PubChem | 5793 |
ChemSpider | 5589 |
SMILES |
|
Beilstein | 1281604 |
Gmelin | 83256 |
3DMet | B04623 |
EINECS | 200-075-1 |
ChEBI | 4167 |
RTECS | LZ6600000 |
KEGG | C00031 |
MeSH | Glucose |
IUPHAR配体 | 4536 |
性质 | |
化学式 | C6H12O6 |
摩尔质量 | 180.16 g·mol⁻¹ |
密度 | 1.54 |
熔点 | α-D-glucose: 146 °C β-D-glucose: 150 °C |
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。 |
葡萄糖(法语、德语、英語:glucose;又称血糖、玉米葡糖、玉蜀黍糖)是自然界分布最广、且最为重要的一種单醣。 因為擁有6個碳原子,被歸為己糖或六碳糖。葡萄糖是一种多羟基醛,分子式為C6H12O6。其水溶液旋光向右,故亦称“右旋糖”。葡萄糖在生物学领域具有重要地位,是活細胞的能量來源和新陳代謝的中间产物。植物可通过行光合作用產生葡萄糖。
目录
1 歷史
2 異構體
2.1 旋转异构体
3 性质
3.1 还原性
3.2 成脎
4 功能作用
4.1 生活應用
4.2 糖解过程中的葡萄糖
4.3 吸收
4.4 運輸
4.5 排泄
5 参考文献
5.1 引用
5.2 书籍
6 参见
歷史
1747年,德國化學家馬格拉夫自葡萄乾中分離出少量的葡萄糖[1]。1838年,由法國化學家尚-巴蒂斯特·杜馬正式命名為葡萄糖。由於葡萄糖在生物體中的重要地位,了解其化學組成和結構成為19世紀有機化學的重要課題,1892年德國化學家費歇爾確定了葡萄糖的鏈狀結構及其立體異構體,並因此獲得1902年諾貝爾化學獎[2]。
異構體
葡萄糖可以以鏈狀或環狀的形式存在
D-葡萄糖的球棒模型
葡萄糖的空間填充模型
平面化的D-葡萄糖結構式
D-葡萄糖的結構
α-D-
吡喃葡萄糖
葡萄糖的結構
α-D-
吡喃葡萄糖
β-D-
吡喃葡萄糖
β-D-
吡喃葡萄糖
Jmol 立體圖一
Jmol 立體圖二
旋转异构体
性质
还原性
葡萄糖具有还原性,著名的银镜反应就是根据这个原理进行的:
- CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OH====ΔCH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2Odisplaystyle rm CH_2OH(CHOH)_4CHO+2Ag(NH_3)_2OHstackrel Delta =!=!=!=CH_2OH(CHOH)_4COONH_4+2Agdownarrow +3NH_3+H_2O
葡萄糖还可以与氢氧化铜反应生成氧化亚铜:
- CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2====ΔCH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2Odisplaystyle rm CH_2OH(CHOH)_4CHO+2Cu(OH)_2stackrel Delta =!=!=!=CH_2OH(CHOH)_4COOH+Cu_2Odownarrow +2H_2O
成脎
葡萄糖和苯肼反应,可以形成糖脎。[3]
功能作用
生活應用
葡萄糖很容易吸收進入血液,因此醫院、運動愛好者常常以其作強而有力的快速能量來源。除此之外,葡萄糖對腦部正常功能極為重要,高循环血糖濃度可產生葡萄糖強記效應(Glucose Memory Facilitation Effect),並促進記憶力和認表現[4]。 若血液中之葡萄糖濃度過高,將可能導致肥胖和糖尿病。若濃度過低可能為低血糖症或胰島素休克之徵兆。
糖解过程中的葡萄糖
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位于KEGG途径数据库化合物 C00031 位于KEGG途径数据库的酶2.7.1.1 位于KEGG途径数据库化合物 C00668 位于KEGG途径数据库的反应R01786 | ||||||||||||||||||||
糖解过程中的葡萄糖 |
動物細胞會將葡萄糖以肝糖的形式儲存於平滑內質網中[5],過多的血液葡萄糖會在肝臟和脂肪組織中,轉換成脂肪酸和甘油三酸脂。
當血液中的葡萄糖過多,會促進胰臟分泌胰島素。胰島素再活化乙醯輔酶A羧化酶,將乙酰辅酶A催化成丙二醯輔酶A。丙二醯輔酶A是脂肪酸的前驅物,此物質一方面會轉化成脂肪酸,另一方面會抑制粒線體外膜上肉鹼棕櫚醯轉移酶I的活性。當肉鹼棕櫚醯轉移酶被丙二醯輔酶A抑制後,細胞質的脂肪酸無法進入粒線體,造成脂肪酸無法分解而累積,使人肥胖。
吸收
葡萄糖得藉細胞膜蛋白穿越血液和組織間障礙,易於吸收[5]。葡萄糖由腸道吸收或血管注射後,經在腎臟再吸收。葡萄糖從腸道吸收受許多因素影響,包括食物的成分、胃排空的速度、腸道荷爾蒙和腸道血流速度。有一些症状通常也会导致糖類吸收失調,如痢疾、氣體、疝氣等。這些會影響消化酵素的作用。[來源請求]
運輸
主要有兩種葡萄糖輸送者,一種在血漿中很豐富,包含血液到大腦、血液到眼睛和胎盤的障礙。它也參與胰臟和腎臟的輸送並且在肝臟中調節葡萄糖。另一種是鈉依賴輸送者,它的功能在腸道和腎臟中攜帶葡萄糖對抗濃度的坡度。葡萄糖很容易被其他的糖質營養素的糖類代謝,但是它的輸送者僅和半乳糖共用,和木糖就無法共用,例如葡萄糖輸送者較喜歡D型葡萄糖勝過於L型。
排泄
葡萄糖經由腎臟排泄,尿液中葡萄糖的含量很低,大約98%葡萄糖在腎小管的中被重吸收,主要在近曲小管段[5]。在糖尿病人中葡萄糖可能增加7倍的排泄量,因為血糖濃度超過腎臟輸送者的再吸收能力所致。在新生兒,葡萄糖可以用糖類複合體的方式由糞便中排出。[來源請求]
参考文献
引用
^ Marggraf. Experiences chimiques faites dans le dessein de tirer un veritable sucre de diverses plantes, qui croissent dans nos contrées". Histoire de l'académie royale des sciences et belles-lettres de Berlin. 1747: 79-90.
^ Nobel Foundation. Emil Fischer - Biographical.
^ 李瑞波. 对于糖脎生成的探讨[J]. 牡丹江师范学院学报(自然科学版), 2006(3):37-38.
^ Smith MA1, Riby LM, Eekelen JA, Foster JK. Glucose enhancement of human memory: a comprehensive research review of the glucose memory facilitation effect.. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 2011, 35(3): 770-783. PMID 20883717. doi:10.1016/j.neubiorev.2010.09.008.
^ 5.05.15.2 武, 林. 大滿貫複習講義.生物. 臺南市: 翰林出版事業股份有限公司.
书籍
Lehninger Principles of Biochemistry 5th ed. 引文格式1维护:冗余文本 (link)
参见
氟代脱氧葡萄糖(一种葡萄糖类似物,核医学PET代谢显像时最为常用的放射性药品)
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糖酵解代谢途径 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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