二糖：特征，结构，实例，功能 - 生物学 - 2025

该双糖是碳水化合物，其是也被称为双糖。它们在饮食中具有重要的功能，是人体的主要能量来源。这些可以是植物来源的，例如存在的甘蔗蔗糖和麦芽糖，以及动物来源的，例如存在于哺乳动物的乳汁中的乳糖。

碳水化合物或糖是所谓的碳水化合物或碳水化合物，是由碳，氧和氢组成的水溶性物质，通式为（CH2O）n。

二糖乳糖的结构示意图（来源：维基百科，英文维基百科，Telliott）

碳水化合物是自然界中最丰富的有机物质，存在于所有植物中。构成植物细胞壁结构的纤维素是碳水化合物，就像谷物和块茎中的淀粉一样。

它们还存在于所有动物组织中，例如哺乳动物的血液和牛奶。

碳水化合物可分为：（1）单糖，不能被水解成较简单的碳水化合物；（2）在二糖中，当水解时会产生两个单糖；（3）在寡糖中，通过水解产生3-10个单糖，（4）在多糖中，其水解产生10个以上的单糖。

淀粉，纤维素和糖原是多糖。在人类和其他动物中具有生理重要性的二糖是蔗糖，麦芽糖和乳糖。

特征与结构

作为碳水化合物，二糖由碳，氧和氢组成。通常，大多数碳水化合物的结构中的氧和氢与水中的比例相同，也就是说，每个氧都有两个氢。

因此，它们被称为“碳水化合物或碳水化合物”。化学上，碳水化合物可以定义为多羟基醛（R-CHO）或酮（R-CO-R）。

醛和酮具有羰基（C = O）。在醛中，该基团连接至至少一个氢，而在酮中，该羰基未连接至氢。

二糖是通过糖苷键连接的两个单糖。

当与稀酸加热或通过酶作用加热时，诸如麦芽糖，蔗糖和乳糖的二糖水解并产生其单糖组分。蔗糖产生葡萄糖和果糖，麦芽糖产生两个葡萄糖，乳糖产生半乳糖和葡萄糖。

例子

蔗糖

蔗糖是自然界中含量最丰富的糖，由葡萄糖和果糖等单糖组成。在甜菜，甘蔗，高粱，菠萝，枫树等植物汁液中都发现了蔗糖，而蔗糖含量较低。成熟的水果和许多蔬菜的汁液。该二糖易于通过酵母的作用进行发酵。

乳糖

乳糖或乳糖是由半乳糖和葡萄糖组成。哺乳动物的牛奶中乳糖含量很高，可为婴儿提供营养。

大多数哺乳动物只能在婴儿时消化乳糖，而它们在成熟时会失去这种能力。实际上，能够在成年后消化乳制品的人类会发生突变，从而可以消化。

这就是为什么这么多人对乳糖不耐症的原因。像其他哺乳动物一样，人类直到大约一万年前在某些人群中才出现这种突变，直到童年时代才具备消化乳糖的能力。

如今，乳糖不耐症的人数在不同人群之间差异很大，从北欧的10％到非洲和亚洲部分地区的95％不等。不同文化的传统饮食在乳制品消费量中反映了这一点。

麦芽糖

麦芽糖由两个葡萄糖单元组成，是当淀粉酶水解植物中的淀粉时形成的。在消化过程中，唾液淀粉酶和胰淀粉酶（胰蛋白酶）分解淀粉，产生一种中间产物，即麦芽糖。

这种二糖存在于玉米糖浆，麦芽糖和发芽的大麦中，很容易通过酵母作用发酵。

海藻糖

海藻糖还由两个葡萄糖分子（如麦芽糖）组成，但这些分子的连接方式不同。它存在于某些植物，真菌和虾和昆虫等动物中。

许多昆虫（例如蜜蜂，蚱hopper和蝴蝶）的血糖由海藻糖组成。他们将其用作有效的存储分子，当其分解时可提供快速的飞行能量。

壳生物

它由两个连接的葡糖胺分子组成。在结构上，它与纤维二糖非常相似，不同之处在于它具有N-乙酰氨基基团，其中纤维二糖具有羟基。

它存在于某些细菌中，并用于生化研究以研究酶的活性。

在几丁质中也发现了它，几丁质形成了真菌的壁，昆虫的外骨骼，节肢动物和甲壳类动物，在鱼类和头足类动物中也发现了它们，例如章鱼和乌贼。

纤维二糖（葡萄糖+葡萄糖）

纤维二糖是纤维素或富含纤维素的材料（如纸或棉）水解的产物。它是通过将两个β-葡萄糖分子通过β键（1→4）连接而形成的

乳果糖（半乳糖+果糖）

乳果糖是一种合成（人造）糖，不会被人体吸收，而是在结肠中分解成吸收结肠中水分的产品，从而软化粪便。它的主要用途是治疗便秘。

它也可用于降低肝病患者的血氨水平，因为乳果糖可吸收结肠中的氨（将其从体内清除）。

异麦芽糖（葡萄糖+葡萄糖异麦芽糖酶）

海藻糖是一种人造糖，是由葡萄糖和果糖通过α（1-1）糖苷键连接的二糖。

它是在由蔗糖生产异麦芽酮糖期间生产的。在小肠内壁，异麦芽糖酶将海藻糖分解为葡萄糖和果糖，然后被小肠吸收。海藻糖具有导致牙齿腐烂的低效力。

壳生物

它是几丁质中的二糖重复单元，仅在碳2上存在N-乙酰氨基而不是羟基的情况下才与纤维二糖有所不同。但是，非乙酰化形式通常也称为壳二糖。

乳糖醇

它是通过乳糖氢化获得的结晶醇C12H24O11。它是乳果糖的二糖类似物，用作甜味剂。它也是一种泻药，用于治疗便秘。

Turanose

还原性二糖有机化合物，可被细菌和真菌用作碳源。

梅利比萨

棉子糖部分水解形成的二糖（C12H22O11）。

木糖

由两个木糖残基组成的二糖

令人窒息

存在于糖脂中的二糖。

龙胆

龙胆二糖是由两个D-葡萄糖单元组成的二糖，两个D-葡萄糖单元通过β型糖苷键（1→6）连接。龙胆二糖具有许多异构体，这些异构体的区别在于连接两个葡萄糖单元的糖苷键的性质。

白糖

它是一种糖基果糖，由α-D-吡喃葡萄糖基残基通过键（1→5）与D-果糖吡喃糖连接而成。蔗糖的异构体。

常规

它是存在于糖苷中的二糖。

卡罗来纳甙A

寡糖包含两个通过糖苷键连接的单糖单元。

吸收性

在人类中，摄入的二糖或多糖（例如淀粉和糖原）在小肠中被水解并吸收为单糖。摄取的单糖原样被吸收。

例如，果糖被动地扩散到肠细胞中，并且大多数在进入血液之前被转化为葡萄糖。

乳糖酶，麦芽糖酶和蔗糖酶是位于小肠细胞内腔边界的酶，分别负责乳糖，麦芽糖和蔗糖的水解。

乳糖酶由新生婴儿产生，但在某些人群中，成年后不再由肠细胞合成。

由于缺乏乳糖酶，乳糖保留在肠道中，并通过渗透作用将水吸引到肠道腔中；到达结肠后，乳糖被消化道中的细菌发酵降解，产生二氧化碳和各种酸。喝牛奶时，水和二氧化碳的这种组合会引起腹泻，这被称为乳糖不耐症。

葡萄糖和半乳糖通过常见的钠依赖性机制吸收。首先，钠的主动转运可将钠从肠细胞中通过基底外侧膜移至血液中。这降低了肠细胞内的钠浓度，从而在肠腔和肠上皮细胞内部之间产生了钠梯度。

当产生该梯度时，获得将钠与葡萄糖或半乳糖一起驱入细胞的力。在小肠壁中，有一个Na + /葡萄糖，Na + /半乳糖共转运蛋白（一种共转运蛋白），取决于钠浓度，葡萄糖或半乳糖的进入。

消化道内腔中Na +的浓度越高，葡萄糖或半乳糖的流入量越大。如果没有钠或其在管腔中的浓度很低，则葡萄糖和半乳糖都不会被充分吸收。

例如，在通常从葡萄糖中获取能量的细菌（例如大肠杆菌）中，在培养基中不存在这种碳水化合物的情况下，它们可以使用乳糖，并为此合成一种负责乳糖主动转运的蛋白质，称为乳糖通透酶，从而进入乳糖，无需事先水解。

特征

摄入的二糖进入动物体内，以单糖的形式食用。在人体中，主要在肝脏中，尽管也存在于其他器官中，但这些单糖可根据需要整合到合成或分解代谢的代谢链中。

通过分解代谢（分解），这些碳水化合物参与了ATP的产生。在合成过程中，它们参与多糖（例如糖原）的合成，从而形成肝脏，骨骼肌和许多其他器官中存在的能量储备。

它们通常还参与许多糖蛋白和糖脂的合成。

尽管像所有摄入的碳水化合物一样，二糖可以成为人类和动物的能量来源，但由于它们形成细胞膜和糖蛋白结构的一部分，因此它们参与了多种有机功能。

例如，葡萄糖胺是透明质酸和肝素的基本成分。

乳糖及其衍生物

La lactosa presente en la leche y sus derivados es la fuente más importante de galactosa. La galactosa tiene gran importancia ya que forma parte de los cerebrósidos, gangliósidos y mucoproteínas, que son constituyentes esenciales de las membranas celulares neuronales.

La lactosa y la presencia de otros azúcares en la dieta favorece el desarrollo de la flora intestinal, que es indispensable para la función digestiva.

La galactosa también participa en el sistema inmunitario al ser uno de los componentes del grupo ABO en la pared de los glóbulos rojos sanguíneos.

La glucosa producto de la digestión de la lactosa, de la sacarosa o de la maltosa, puede ingresar dentro del organismo a la vía de la síntesis de las pentosas, especialmente la síntesis de ribosa que es necesaria para la síntesis de ácidos nucleicos.

En las plantas

En la mayoría de las plantas superiores los disacáridos son sintetizados a partir de triosas fosfato procedentes del ciclo de reducción fotosintética del carbono.

Estas plantas sintetizan principalmente sacarosa y la transportan desde el citosol hacia las raíces, semillas y hojas jóvenes, es decir, hacia zonas de la planta que no utilizan la fotosíntesis de manera sustancial.

Es así como la sacarosa sintetizada por el ciclo de reducción fotosintética de carbono y la que se origina por degradación del almidón sintetizado por la fotosíntesis y acumulado en los cloroplastos, son dos fuentes nocturnas de energía para las plantas.

Otra función conocida de algunos disacáridos, especialmente de la maltosa, es la de participar en el mecanismo de transducción de señales químicas al motor del flagelo de algunas bacterias.

En este caso la maltosa se une primero a una proteína y este complejo luego se une al transductor; como resultado de esta unión se produce una señal intracelular dirigida a la actividad del motor del flagelo.

Referencias

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Essential Cell Biology. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Fox, S. I. (2006). Human Physiology (9th ed.). New York, USA: McGraw-Hill Press.
3. Guyton, A., & Hall, J. (2006). Textbook of Medical Physiology (11th ed.). Elsevier Inc.
4. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harper’s Illustrated Biochemistry (28th ed.). McGraw-Hill Medical.
5. Rawn, J. D. (1998). Biochemistry. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.