Классификация углеводов. Углеводы, в первую очередь целлюлоза, являются самыми распространёнными органическими соединениями на Земле

Углеводы, в первую очередь целлюлоза, являются самыми распространёнными органическими соединениями на Земле. В организме млекопитающих на долю углеводов приходится мерее 1% массы тела, однако их роль чрезвычайно велика. Углеводы, будучи компонентом протеогликанов, входят в состав соединительной ткани: углеводсодержащие белки глико- и мукопротеины являются составной частью защитных слизей организма6 углеводы входят в состав транспортных белков плазмы крови и иммунологически активных соединений: они формируют гликокаликс клеток. Углеводы являются основным источником энергии.

По величине молекулярной массы углеводы делят на:

· мносахариды

· олигосахариды (2-10 моносахаридов)

· полисахариды (более 10 моносахаридов)

Моносахарид – это альдегид или кетон многоатомного алифатического спирта. Простейшими моносахаридами являются триозы: глицериновый альдегид (альдоза) и диоксиацетон (кетоза):

Н Н

│ │

С=О Н – С – ОН

│ │

Н – С – ОН С=О

│ │

СН₂ОН СН₂ОН

d-глицериновый диоксиацетон

альдегид

Моносахариды с 4-мя углеродными атомами относятся к эритрозам, с 5-ю – к пентозам, с 6-ю – к гексозам, с 7-ю – к седогептулозам, с 8-ю – к октулозам.

Моносахариды – оптически активные соединения. Их оптическая активность обуславливается асимметричным углеродным атомом (т.е. таким, у которого все 4 валентности связаны с разными радикалами). Таким асимметричным атомом уже обладает самая простейшая альдоза – глицериновый альдегид. Возможны 2 его пространственных варианта, являющихся зеркальным отражением друг друга, которые нельзя совместить при вращении. Их называют пространственными изомерами, или стереоизомерами; при этом стереоизомеры, в проекционной формуле которых ОН-группы расположены справа, называются D-формами (dexter – правый), если ОН-группы расположены слева, - то это L-форма (leavus – левый). Химические свойства у стереоизомеров одинаковы, но оптическая активность (угол вращения плоскости поляризованного света при прохождении его через раствор сахара) различна, т.е. D- и L-формы вращают плоскость поляризованного луча на одну величину, но в противоположном направлении. Экспериментально установлено, что для глицеринового альдегида правовращающей (+) является D-форма. Вращение влево обозначается знаком –

При удлинении углеродной цепи в моносахаридах число асимметричных атомов углерода увеличивается, при этом количество стереоизомеров будет составлять 2ⁿ (n – количество асимметричных атомов С). Так, у гексоз с 4 асимметричными углеродными атомами будет 16 стереоизомеров и 8 различных химически отличающихся соединений. Природа предпочитает стереоизомеры, у которых последний асимметричный атом углерода имеет D-форму, поэтому их называют D-моносахаридами. Ферменты клеток строго различают стереоизомеры, синтезируя и вызывая распад исключительно D-моносахаридов.

Моносахариды могут иметь незамкнутые и циклические формы (5-членное – фуранозное кольцо, 6-членное – пиранозное кольцо). Образование кольца приводит к появлению асимметрии первого углеродного атома: ОН-группа может быть направлена вверх или вниз по отношению к кольцу (соответственно возникают α и β формы), находящиеся в равновесии с формой открытой цепи.

Рис.1.Химические свойства различных моносахаридов схожи в силу сходства их строения:

1.Углеводы обладают свойствами восстановителей (благодаря наличию альдегидной группы в составе их молекулы), что даёт возможность проводить качественное и количественное определение сахаров. На этом свойстве базируется о-толуидиновый метод определения уровня глюкозы в крови и реакции (Троммера, Ниландера) определения сахара в моче. Однако эти методы недостаточно специфичны, так как помимо глюкозы цветную реакцию дают и другие редуцирующие сахара.

2..При окислении моносахаридов образуются уроновые кислоты, из которых важнейшей является глюкуроновая кислота, входящая в состав основного вещества соединительной ткани.

3..Моносахариды способны образовывать эфиры, особо важны фосфорные эфиры гексоз (глюкозы, фруктозы, галактозы) и пентоз (рибозы и дезоксирибозы), так как именно фосфорилированные сахара участвуют в реакциях метаболизма.

4..Моносахариды могут присоединять аминогруппу (образуются глюкозамины) и ацетилироваться.

Поиск по сайту: