D 與 L,用哪隻手照鏡子
每個含碳不對稱中心(chiral center)的分子都有兩種立體異構物(stereoisomers),就像左手和右手。生化約定把離羰基最遠的不對稱碳拿來定義:該碳上的 -OH 在 Fischer 投影式右邊叫 D、左邊叫 L。
自然界的單醣幾乎都是 D 系列(D-glucose、D-fructose、D-ribose…),L 系列極為罕見。這不是沒原因,合成這些單醣的酵素是蛋白質,蛋白質本身是 L-胺基酸組成的;一套 L-酵素系統只能精確辨認 D-單醣。
Aldose vs. ketose,羰基在頭還是在腰
- 醛醣(aldose):羰基在 C1(葡萄糖、半乳糖、甘露糖、核糖)
- 酮醣(ketose):羰基在 C2(果糖、二羥丙酮、核酮糖)
α/β anomers,最容易混淆的一對
當醛醣或酮醣的羰基和自己身上某個 -OH 反應,可以形成環狀結構(五員的 furanose 或六員的 pyranose)。環化時原本的羰基碳變成了一個新的不對稱中心,它叫異頭碳(anomeric carbon)。
α/β 的判準(Haworth 投影式):以決定 D/L 構型的那個參考 -OH(D-己醣是 C5 上的 -OH;對 D-糖,Haworth 式中 C5 的參考 -OH 朝上)為基準:
- α-anomer:異頭碳(C1)上的 -OH 與參考 -OH 反向(D-糖在 Haworth 式中朝下)
- β-anomer:異頭碳(C1)上的 -OH 與參考 -OH 同向(D-糖在 Haworth 式中朝上)

提醒:「朝上 / 朝下」的口訣只對 D-糖的 Haworth 投影成立。對 L-糖參考 -OH 朝下,α/β 的方向相反。真正的定義要看「與決定 D/L 的那個 -OH 是否同向」。
α 和 β 兩種 D-glucose 叫做異頭異構物(anomers)。它們看起來只差一個鍵結方向,卻會造成重大的生物學差異:
- 澱粉(starch)、肝醣(glycogen)、麥芽糖都是 α-(1→4) 葡萄糖聚合
- 纖維素(cellulose)是 β-(1→4) 葡萄糖聚合,差一個 α/β,動物就消化不了
溶液中的 mutarotation(變旋):純的 α-D-glucose 溶在水中會慢慢變成 α 和 β 的混合(比例約 1:2),因為環狀結構會經開環的線性結構再閉環,過程中 α/β 可以互換。
其他立體異構術語的差別
| 術語 | 定義 | 例子 |
| Enantiomer(鏡像異構物) | 所有不對稱碳的構型都相反 | D-glucose vs. L-glucose |
| Epimer(差向異構物) | 只有一個不對稱碳的構型不同 | D-glucose vs. D-galactose(C4 差向) D-glucose vs. D-mannose(C2 差向) |
| Anomer(變旋/異頭異構物) | 只有異頭碳(環化後的 C1)的構型不同 | α-D-glucose vs. β-D-glucose |
國考常考 anomer 的定義,看到 α-D-glucose 和 β-D-glucose的選項直接選。
生化常考的重要單醣
| 單醣 | 類型 | 碳數 | 備註 |
| Glucose(葡萄糖) | aldohexose | 6 | 血糖主角,能量來源 |
| Fructose(果糖) | ketohexose | 6 | 水果、蔗糖的一半;走肝代謝 |
| Galactose(半乳糖) | aldohexose | 6 | 乳糖的一半;和 glucose 是 C4 epimer |
| Mannose(甘露糖) | aldohexose | 6 | 糖蛋白中常見;和 glucose 是 C2 epimer |
| Ribose / Deoxyribose | aldopentose | 5 | 核酸骨架(RNA 用 ribose,DNA 用 deoxyribose) |
本節對應國考題 共 2 題 · 隨選 2 題
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