Pamokos tema
Užsiėmimų metu:
1. Organizacinis momentas
Sveikinimai. Pažymėti, kad nėra. Patikrinkite pasirengimą pamokai. Pasiruošimas darbui.
Sveiki! Ankstesnėse pamokose mokėmės monosacharidus – heksozes. Tačiau monosacharidų pasaulis yra labai įvairus, be heksozių, didelę reikšmę turi pentozės.
2. Motyvacijos studijuoti temą kūrimas
Šiandien mes susipažinsime:
Pentozės klasifikacija,
fizines savybes,
Aldopentozės struktūrinės ypatybės,
Biologinis pentozių vaidmuo žmogaus organizme.
3. Pagrindinių žinių kartojimas
Prieš pereidami prie naujos temos studijų, prisimename, ką mokėmės ankstesnėse klasėse.
Pakartokime šias sąvokas: monosacharidai, heksozės, aldoheksozės, ketoheksozės.
Studentai pateikia sąvokų apibrėžimus.
Monosacharidai yra paprasti angliavandeniai, kurie nehidrolizuojami.
Heksozės yra monosacharidai, turintys 6 anglies atomus.
Aldoheksozės yra heksozės, turinčios aldehido funkcinę grupę.
Ketoheksozės yra heksozės, turinčios funkcinę ketonų grupę.
Dabar jums reikia atsakyti į šiuos klausimus:
Užduodami klausimai.
Kokios medžiagos klasifikuojamos kaip angliavandeniai?
Siūlomas atsakymas: gliukozė, fruktozė, laktozė, krakmolas, celiuliozė, maltozė, ribozė.
Koks yra angliavandenių šaltinis?
Siūlomas atsakymas: angliavandenių šaltiniai yra augalai, kurių lapai vyksta fotosintezė veikiant saulės energijai.
Kokie angliavandeniai klasifikuojami kaip monosacharidus?
Kokiai cheminei klasei priklauso gliukozė?
Siūlomas atsakymas: gliukozė yra aldehido alkoholis.
Išvardykite jums žinomus gliukozės fermentacijos procesus.
Siūlomas atsakymas: alkoholis, pieno rūgštis, sviesto fermentacija.
Koks yra gliukozės vaidmuo gyvų organizmų gyvenime?
Siūlomas atsakymas: yra energijos šaltinis.
4. Naujos medžiagos mokymasis
Monosacharidų molekulėse gali būti nuo trijų iki dešimties anglies atomų.
Vaikinai, prisiminkime monosacharidų klasifikaciją pagal anglies atomų skaičių molekulėje.
Vienas mokinys prieina prie lentos ir diagramos pavidalu užrašo monosacharidų klasifikaciją.
Užduodami klausimai.
Kokius šios klasifikacijos monosacharidus jau ištyrėte?
Siūlomas atsakymas: heksozės.
Kokia yra heksozių cheminė sudėtis? Parašykite formulę.
Siūlomas atsakymas: C 6 H 12 O 6.
Pateikite mūsų tyrinėtų heksozių pavyzdžių.
Siūlomas atsakymas: gliukozė, fruktozė.
Schemos paaiškinimas.
Triozei priskiriamos pieno ir piruvo rūgštys, kurios dalyvauja gyvų organizmų fermentacijos ir oksidacijos procesuose.
Tetrozės pirmiausia apima eritrozę, kuri aktyviai dalyvauja organizme vykstančiuose medžiagų apykaitos procesuose, ji yra tarpininkė pirmiausia fotosintezės procesuose ir ištiesina angliavandenių molekulių žiedinę formą.
Šiandien mes mokysime pentozes.
Užduodamas klausimas.
Kokia yra pentozių cheminė sudėtis? Parašykite formulę.
Siūlomas atsakymas: C 5 H 10 O 5.
Gyvūnų ir augalų organizmų ląstelės susideda iš pentozių – tai ribozė ir dezoksiribozė. Jie yra nukleorūgščių dalis: ribozė yra ribonukleino rūgšties (RNR) dalis, dezoksiribozė yra dezoksiribonukleino rūgšties (DNR) dalis.
Taigi, suformuluokite pamokos temą.
Mokiniai suformuluoja pamokos temą.
Pamokos tema: „Pentosės. Ribozė ir dezoksiribozė kaip aldopentozės atstovai.
Visos pentozės, priklausomai nuo keto ar aldų grupės buvimo, skirstomos į ketopentozes (ribulozę, ksiluliozę) ir aldopentozes (ribozę, arabinozę, ksilozę, likozę).
Užrašykite diagramą lentoje.
Schemos paaiškinimas.
Ribozės izomeras – ribulozės fosforo esterio pavidalu dalyvauja angliavandenių apykaitoje.
Augaluose ksiluliozė taip pat dalyvauja angliavandenių apykaitoje fosforo esterio pavidalu.
Didžiausią susidomėjimą kelia aldopentozė.
Ribozė vaidina labai svarbų vaidmenį gyvuose organizmuose. Tai yra RNR, nukleotidų, vitaminų, kofermentų dalis. Jo fosforo esteriai dalyvauja angliavandenių apykaitoje.
Užduodamas klausimas.
Kokios funkcinės grupės yra įtrauktos į aldopentozes?
Siūlomas atsakymas: aldehidų ir alkoholių grupės.
Kaip patvirtinti funkcinių grupių buvimą aldopentozėse naudojant kokybines reakcijas?
Siūlomas atsakymas: sidabro veidrodžio reakcija (aldehido grupė), reakcija su šviežiai paruoštu vario (11) hidroksidu (alkoholio grupė).
Norėdami paaiškinti ribozės ir dezoksiribozės savybių ir struktūros ypatybes, užpildykite lentelę naudodami informacinius kontūrus, kuriuos kiekvienas turi ant savo stalo (A, B priedai).
| P / P | ženklas | Ribose | Dezoksiribozė |
| Kas ir kada atrado medžiagą | 1905 m | Phoebus Lieven, 1929 m |
|
| Fizinės savybės | Bespalviai kristalai, lengvai tirpsta vandenyje ir saldaus skonio. | Bespalvė kristalinė medžiaga, gerai tirpi vandenyje. |
|
| Formulė | C 5 H 10 O 5 | C5H10O4 |
|
| Aciklinė forma |
|
|
|
| Ciklinė forma |
|
|
|
| Buvimas gamtoje | Laisva forma nerasta; Oligo- ir polisacharidų sudedamoji dalis; Jis randamas gyvūnų odoje ir seilių liaukose; Tai yra RNR (ribonukleino rūgščių) dalis, vitaminas B2; - ATP (adenozino trifosforo rūgšties) sudedamoji dalis. | Laisva forma nerasta. - neatskiriama nukleoproteinų, kuriuose gausu mėsos ir žuvies produktų, dalis; Tai yra DNR (dezoksiribonukleino rūgščių) dalis. |
|
| Biologinis vaidmuo | Informacijos ir energijos, taip pat kai kurių kofermentų ir bakterinių polisacharidų perdavimas. Dalyvauja baltymų sintezėje ir paveldimų savybių perdavimuose. | Nukleino rūgščių sintezei. Tai yra neatsiejama nukleotidų kofermentų, vaidinančių svarbų vaidmenį gyvų būtybių metabolizme, sudedamoji dalis. Dalyvauti baltymų sintezėje ir paveldimų savybių perdavimuose. |
|
| Taikymas | Ribose galima įsigyti kaip atskirą sporto maisto papildą. | Nėra informacijos apie paraišką. |
Lentelės paaiškinimas.
Ribozės ir dezoksiribozės savybės.
Dezoksiribozės sudėtis neatitinka C formulės n (H2O) m , kuri buvo laikoma bendra visų angliavandenių formule.
Dezoksiribozė nuo ribozės skiriasi tuo, kad molekulėje nėra vienos hidroksilo grupės (hidroksi grupės), kuri yra pakeista vandenilio atomu. Iš čia ir kilo medžiagos pavadinimas (dezoksiribozė).
Struktūrinės formulės tiksliai nurodo, kuris dezoksiribozės anglies atomas neturi hidroksilo grupės.
Kaip ir gliukozė, pentozės molekulės egzistuoja ne tik aldehido, bet ir ciklinės formos. Panašiai galima pavaizduoti ir žiedo užsegimą jose. Skirtumas tik tas, kad karbonilo grupė sąveikauja su ne penktojo, o ketvirtojo anglies atomo hidroksilu, ir dėl atomų persirikiavimo susidaro ne šešių, o penkių narių ciklas.
5. Žinių įtvirtinimas
Mokiniai laiko testą. A priedas
Mokiniai keičiasi sąsiuviniais ir lygina savo atsakymus su teisingais, kurie užrašomi lentoje. Jie vertina vienas kitą.
Testo atsakymus.
1) B,
2) C, D,
3) A, D,
4) A,
5) A.
6. Pamokos apibendrinimas
Šioje pamokoje jūs peržiūrėjote temą „Pentozės. Ribozė ir dezoksiribozė kaip aldopentozės atstovai“. Ar pamokos metu galėjote pagilinti žinias apie angliavandenius, sužinojote apie ribozės ir dezoksiribozės struktūrines ypatybes, jų biologinį vaidmenį žmogaus organizme.
Studentų darbo vertinimas. Įvertinimas.
7. Namų darbai
Namų darbų paaiškinimas.
Parengti pranešimą tema „Nukleino rūgščių RNR ir DNR sudėtis“.
A PRIEDAS
RIBOZĖ
Ribozė yra monosacharidas iš pentozės grupės; bespalviai kristalai, lengvai tirpūs vandenyje ir saldaus skonio. Atidarytas 1905 m. Jo formulė yra 5 H 10 O 5 .
Monosacharidai, turintys penkis anglies atomus ir penkis deguonies atomus, gamtoje neatsiranda laisvos formos, bet yra svarbios oligo- ir polisacharidų, esančių, pavyzdžiui, medienoje, sudedamosios dalys.
Baltymų junginių pavidalu ribozė randama gyvūnų odoje ir seilių liaukose.
Tai yra ribonukleino rūgšties (RNR) pagrindas, taip pat pagrindinis ingredientas, kurį organizmas naudoja kurdamas ATP molekulę.
Ribozė yra būtina vitamino B dalis 2 ir nukleotidai.
Biologinis vaidmuo
Ribozė yra ribonukleino rūgščių (RNR), nukleozidų, mono- ir dinukleotidų, pernešančių informaciją ir energiją ląstelėse, dalis, taip pat kai kurie kofermentai ir bakteriniai polisacharidai.
Taikymas
Papildomas ribozės naudojimas ženkliai padeda atstatyti energijos atsargas širdies raumenyje ir griaučių raumenyse, prarastas alinančių treniruočių metu, dirbant sunkų fizinį darbą ar išeminėmis sąlygomis, kai sumažėja audinių aprūpinimas deguonimi. Tokį stiprų ribozės poveikį lemia tai, kad esant poreikiui, audiniuose trūksta fermentų, reikalingų greitai jos sintezei. Energijos atsargų papildymas sulėtėja, kai suvartojama daug ATP. Dėl to sumažėja ATP ir kitų jo pakeitimui reikalingų junginių atsargos. Visa tai paaiškina, kodėl sportininkai kelias dienas po intensyvios treniruotės jaučiasi pavargę.
Visai neseniai ribozė buvo parduodama kaip atskiras sporto priedas, kuris gali būti miltelių arba skysto pavidalo. Nepaisant visų šios medžiagos privalumų, ribozę rekomenduojama vartoti kartu su kitais sporto papildais, nes tai gali žymiai sustiprinti jų poveikį. Sėkmingiausias derinys su riboze yra kreatinas.
B PRIEDAS
DEOKSIRIBOZĖ
Dezoksiribozė yra pentozės monosacharidas, turintis viena hidroksilo grupe mažiau nei ribozė. Tai bespalvė kristalinė medžiaga, gerai tirpi vandenyje. Cheminę formulę 1929 m. atrado Phoebus Lieven. Jo formulė yra 5 H 10 O 4 .
Laisvoje formoje pentozės maisto produktuose nerandamos ir patenka į žmogaus organizmą kaip nukleoproteinų, kurių gausu mėsos ir žuvies produktuose, dalis.
Tai yra DNR molekulių (dezoksiribonukleino rūgščių) angliavandenių-fosfato skeleto dalis.
Biologinis vaidmuo
Dezoksiribozė naudojama nukleorūgštims sintetinti. Tai yra neatsiejama nukleotidų kofermentų, vaidinančių svarbų vaidmenį gyvų būtybių metabolizme, sudedamoji dalis. Dalyvauti baltymų sintezėje ir paveldimų savybių perdavimuose.
Taikymas
Gali būti naudojamas kaip maisto priedas. Mokslinėje literatūroje kol kas nėra praktinių šio priedo vartojimo gairių – tai yra, kaip jį vartoti, kokiais kiekiais, kokiu laiku ir kokių rezultatų reikėtų tikėtis.
B PRIEDAS
Temos viktorina
"Pentosės. Ribozė ir dezoksiribozė kaip aldopentozės atstovai.
1) Monosacharidas yra:
2) Kuris iš junginių yra ketozė?
5) Kiek hidroksilo grupių yra dezoksiribozėje?
| A) 3, B) 4, | 1, D) 2. |
Vertinimo kriterijus.
Tiesa 5 užduotys – balas „5“;
Tiesa 4 užduotys – balas „4“;
Tiesa 3 užduotys – balas „3“;
Tiesa 2 užduotys – balas „2“.
Iš monosacharidų, hidroksilo grupes pakeitus amino grupe (-NH 2), susidaro aminocukrūs. Žmogaus organizme svarbiausi amino cukrūs yra gliukozaminas ir galaktozaminas:
Jie yra sudėtinių mukopolisacharidų angliavandenių, atliekančių apsaugines ir specifines funkcijas, būdingas gleivėms, akies stiklakūniui, sąnarių sinoviniam skysčiui, kraujo krešėjimo sistemai ir kt., dalis.
Iš gliukozės oksidacijos ar redukcijos procese susidaro daug funkciniu požiūriu svarbių medžiagų: askorbo rūgšties, sorbitolio alkoholio, gliukono, gliukurono, sialo ir kitų rūgščių.
2.1.4. Ribozė ir dezoksiribozė
Šie laisvieji angliavandeniai yra reti. Dažniau jie yra sudėtinių medžiagų dalis, t.y. naudojamas organizme plastikiniuose procesuose. Taigi, ribozė yra nukleotidų (ATP, ADP, AMP) ir RNR, taip pat daugelio kofermentų (NADP, NAD, FAD, FMN, CoA) dalis. Dezoksiribozė yra DNR dalis. Organizme ribozė ir dezoksiribozė (kaip ir kitos pentozės) yra ciklinės formos.
2.1.5. Gliceraldehidas ir dihidroksiacetonas
Jie susidaro kūno audiniuose vykstant gliukozės ir fruktozės apykaitai. Šios triozės, būdamos izomerai, gali tarpusavyje virsti:
Organizmo audiniuose, vykstant angliavandenių ir riebalų apykaitai, susidaro gliceraldehido ir fosfodioksiacetono fosforo esteriai. Fosfogliceraldehidas yra didelės energijos biologinės oksidacijos substratas. Jo oksidacijos procese susidaro ATP, piruvo rūgštis (PVA) ir pieno rūgštis (laktatas).
Monosacharidai lengvai sąveikauja su cheminėmis medžiagomis, todėl jie retai randami gyvuose organizmuose laisvoje būsenoje. Oligosacharidai yra ypač svarbūs organizmui monosacharidų dariniai.
2.2. Oligosacharidai
Tai sudėtingi angliavandeniai, sudaryti iš nedidelio kiekio (nuo 2 iki 10) monosacharidų likučių. Jei dvi monosacharidų liekanos yra sujungtos 1,4 arba 1,2-glikozidinėmis jungtimis, susidaro disacharidai. Pagrindiniai disacharidai yra sacharozė, maltozė ir laktozė.Jų molekulinė formulė yra C 12 H 22 O 12.
2.2.1. sacharozės
sacharozės- (cukranendrių arba runkelių cukrus) susideda iš gliukozės ir fruktozės liekanų, tarpusavyje sujungtų 1,2-glikozidine jungtimi, kuri susidaro sąveikaujant pirmojo gliukozės anglies atomo hidroksilo grupei ir antrojo anglies atomo hidroksilo grupei. fruktozės.
Sacharozė yra pagrindinė maistinio cukraus sudedamoji dalis. Virškinimo procese, veikiant fermentui sacharazei, jis suskaidomas į gliukozę ir fruktozę.
2.2.2. Maltozė
Maltozė- (vaisių cukrus) susideda iš dviejų gliukozės molekulių, sujungtų 1,4-glikozidine jungtimi:
Daug maltozės randama javų, daigintų grūdų salyklo ekstraktuose. Jis susidaro virškinimo trakte krakmolo arba glikogeno hidrolizės metu. Virškinimo metu, veikiant fermentui maltazei, jis skyla į dvi gliukozės molekules.
2.2.3. Laktozė
Laktozė- (pieno cukrus) susideda iš gliukozės ir galaktozės molekulės, kurios yra tarpusavyje sujungtos 1,4-glikozidine jungtimi:
Laktozė laktacijos metu sintetinama pieno liaukose. Žmogaus virškinimo sistemoje laktozę skaido laktazė į gliukozę ir galaktozę. Laktozės patekimas į organizmą su maistu prisideda prie pieno rūgšties bakterijų vystymosi, kurios slopina puvimo procesų vystymąsi. Tačiau žmonėms, kurių fermento laktazės aktyvumas mažas (daugumai suaugusių Europos, Rytų, arabų šalių, Indijos gyventojų), išsivysto pieno netoleravimas.
Nagrinėjami disacharidai yra saldaus skonio.Jei sacharozės saldumas yra 100, tai laktozės saldumas bus 16, maltozės -30, gliukozės -70, fruktozės -170. Be to, jie turi didelę maistinę vertę. Todėl jie nerekomenduojami žmonėms, kenčiantiems nuo nutukimo ir diabeto. Jie pakeičiami dirbtinėmis medžiagomis, tokiomis kaip sacharinas, kurios yra saldaus skonio (sacharino saldumas –40 000), tačiau organizmo jų nepasisavina.
Dauguma angliavandenių gamtoje yra polisacharidų pavidalo ir skirstomi į dvi dideles grupes – homo- ir heteropolisacharidus.
Angliavandeniai yra visų augalų ir gyvūnų organizmų ląstelių ir audinių dalis. Jie turi didelę reikšmę kaip energijos šaltiniai medžiagų apykaitos procesuose.
Angliavandeniai yra pagrindinis žinduolių maisto ingredientas. Gerai žinomas jų atstovas – gliukozė – yra daržovių sultyse, vaisiuose, vaisiuose, o ypač vynuogėse (iš čia ir kilo jos pavadinimas – vynuogių cukrus). Tai yra būtina gyvūnų kraujo ir audinių sudedamoji dalis ir tiesioginis energijos šaltinis ląstelių reakcijoms.
Angliavandeniai susidaro augaluose fotosintezės metu iš anglies dioksido ir vandens. Žmonėms pagrindinis angliavandenių šaltinis yra augalinis maistas.
Angliavandeniai skirstomi į monosacharidai ir polisacharidai. Monosacharidai nėra hidrolizuojami, kad susidarytų paprastesni angliavandeniai. Hidrolizuojami polisacharidai gali būti laikomi monosacharidų polikondensacijos produktais. Polisacharidai yra didelės molekulinės masės junginiai, kurių makromolekulėse yra šimtai ir tūkstančiai monosacharidų likučių. Tarpinė grupė tarp monosacharidų ir polisacharidų yra oligosacharidai(iš graikų kalbos. oligos- šiek tiek), kurių molekulinė masė yra palyginti maža.
Neatsiejama pirmiau minėtų pavadinimų dalis - sacharidai- susijęs su įprastu angliavandenių pavadinimu, vis dar vartojamu šiandien, Sachara.
11.1. Monosacharidai
11.1.1. Struktūra ir stereoizomerija
Monosacharidai paprastai yra kietos medžiagos, kurios gerai tirpsta vandenyje, blogai tirpsta alkoholyje ir netirpsta daugumoje organinių tirpiklių. Beveik visi monosacharidai yra saldaus skonio.
Monosacharidai gali egzistuoti tiek atviromis (okso), tiek ciklinėmis formomis. Tirpale šios izomerinės formos yra dinaminėje pusiausvyroje.
atviros formos.Monosacharidai (monozės) yra heterofunkciniai junginiai. Jų molekulėse vienu metu yra karbonilo (aldehido arba ketono) ir kelių hidroksilo grupių, t. y. monosacharidai yra polihidroksikarbonilo junginiai - polihidroksialdehidai ir polihidroksiketonai. Jie turi neišsišakojusią anglies grandinę.
Monosacharidai klasifikuojami pagal karbonilo grupės pobūdį ir anglies grandinės ilgį. Monosacharidai, turintys aldehido grupę, vadinami aldozės, ir ketonų grupė (dažniausiai 2 padėtyje) - ketozė(priesaga -ose vartojami monosacharidų pavadinimams: gliukozė, galaktozė, fruktozė ir kt.). Apskritai aldozės ir ketozės struktūrą galima pavaizduoti taip.
Priklausomai nuo anglies grandinės ilgio (3-10 atomų), monosacharidai skirstomi į triozes, tetrozes, pentozes, heksozes, heptozes ir tt Dažniausios yra pentozės ir heksozės.
Stereoizomerija.Monosacharidų molekulėse yra keli chiralumo centrai, todėl egzistuoja daugybė stereoizomerų, atitinkančių tą pačią struktūrinę formulę. Pavyzdžiui, aldoheksozėje yra keturi asimetriniai anglies atomai ir ją atitinka 16 stereoizomerų (2 4), ty 8 poros enantiomerų. Palyginti su atitinkamomis aldozėmis, ketoheksozėse yra vienu chiraliniu anglies atomu mažiau, todėl stereoizomerų skaičius (2 3) sumažėja iki 8 (4 enantiomerų poros).
Atviros (neciklinės) monosacharidų formos parodytos Fišerio projekcijos formulėmis (žr. 7.1.2). Anglies grandinė juose parašyta vertikaliai. Aldozėse aldehido grupė yra viršuje, ketozėse - pirminė alkoholio grupė, esanti šalia karbonilo grupės. Nuo šių grupių prasideda grandinės numeracija.
D,L sistema naudojama stereochemijai žymėti. Monosacharido priskyrimas D arba L serijai atliekamas pagal chiralinio centro, labiausiai nutolusio nuo okso grupės, konfigūraciją, nepriklausomai nuo kitų centrų konfigūracijos! Pentozėms toks „apibrėžiamasis“ centras yra C-4 atomas, o heksozėms – C-5. OH grupės padėtis paskutiniame chiralumo centre dešinėje rodo, kad monosacharidas priklauso D serijai, kairėje - L serijai, ty pagal analogiją su stereocheminiu standartu - gliceraldehidu (žr. 2).
Yra žinoma, kad R,S sistema yra universali, norint nustatyti junginių su keliais chiralumo centrais stereocheminę struktūrą (žr. 7.1.2). Tačiau monosacharidų pavadinimų sudėtingumas riboja jų praktinį taikymą.
Dauguma natūralių monosacharidų priklauso D serijai. Iš aldopentozių dažnai randama D-ribozė ir D-ksilozė, o iš ketopentozių – D-ribulozės ir D-ksiluliozės.
Bendrieji ketozės pavadinimai susidaro įvedant priesagą -šv atitinkamų aldozių pavadinimuose: ribozė atitinka ribulas, ksilozė - ksiuliozė(Pavadinimas „fruktozė“ nepatenka į šią taisyklę, kuri neturi ryšio su atitinkamos aldozės pavadinimu).
Kaip matyti iš aukščiau pateiktų formulių, stereoizomerinės d-aldoheksozės, taip pat d-aldopentozės ir d-ketopentozės yra diastereomerai. Tarp jų yra ir tokių, kurie skiriasi tik vieno chiralumo centro konfigūracija. Diastereomerai, kurie skiriasi tik vieno asimetrinio anglies atomo konfigūracija, vadinami epimerai. Epimerai yra ypatingas diastereomerų atvejis. Pavyzdžiui, d-gliukozė ir d-galaktozė skiriasi
vienas nuo kito tik pagal C-4 atomo konfigūraciją, ty jie yra epimerai ties C-4. Panašiai d-gliukozė ir d-mannozė yra C-2 epimerai, o d-ribozė ir d-ksilozė yra epimerai C-3.
Kiekviena d serijos aldozė atitinka l serijos enantiomerą, kurio visų chiralumo centrų konfigūracija yra priešinga.
Ciklinės formos. Atviros monosacharidų formos yra patogios nagrinėjant erdvinius ryšius tarp stereoizomerinių monosacharidų. Tiesą sakant, monosacharidai yra struktūriniai cikliniai pusacetaliai. Ciklinių monosacharidų formų susidarymas gali būti laikomas monosacharido molekulėje esančių karbonilo ir hidroksilo grupių (žr. 9.2.2) intramolekulinės sąveikos rezultatas.
Hemiacetalio hidroksilo grupė angliavandenių chemijoje vadinamaglikozidinis.Jo savybės labai skiriasi nuo kitų (alkoholio) hidroksilo grupių.
Dėl ciklizacijos susidaro termodinamiškai stabilesni furanozės (penkių narių) ir piranozės (šešianariai) žiedai. Ciklų pavadinimai kilę iš giminingų heterociklinių junginių – furano ir pirano – pavadinimų.
Šių ciklų susidarymas yra susijęs su monosacharidų anglies grandinių gebėjimu priimti gana palankią žnyplės konformaciją (žr. 7.2.1). Dėl to aldehidas (arba ketonas) ir hidroksilas C-4 (arba C-5) grupėse yra artimi erdvėje, t.y. tos funkcinės grupės, dėl kurių sąveikos vyksta intramolekulinė ciklizacija. Jei hidroksilo grupė C-5 reaguoja aldoheksozėse, susidaro pusacetalis su šešių narių piranozės žiedu. Panašus ciklas ketoheksozėse gaunamas, kai reakcijoje dalyvauja hidroksilo grupė C-6.
Ciklinių formų pavadinimuose kartu su monosacharido pavadinimu ciklo dydis nurodomas žodžiais piranozė arba furanozė. Jei hidroksilo grupė C-4 yra susijusi su aldoheksozių ciklizavimu, o C-5 - ketoheksozių, tada gaunami pusacetaliai su penkių narių furanozės žiedu.
Ciklinėje formoje sukuriamas papildomas chiralumo centras - anglies atomas, kuris anksčiau buvo karbonilo grupės dalis (aldozėms tai yra C-1). Šis atomas vadinamas anomerinis ir du atitinkami stereoizomerai α- ir β-anomerai(11.1 pav.). Anomerai yra ypatingas epimerų atvejis.
Skirtingos anomerinio anglies atomo konfigūracijos atsiranda dėl to, kad aldehido grupę dėl sukimosi aplink С-1-С-2 σ-jungtį nukleofilinis deguonies atomas atakuoja iš esmės iš skirtingų pusių (žr. 11.1 pav. ). Dėl to susidaro priešingos anomerinio centro konfigūracijos pusacetaliai.
α-anomero anomerinio centro konfigūracija yra tokia pati kaip „galinio“ chiralinio centro, kuris lemia priklausymą d- arba l -serija, o β-anomerui ji yra priešinga. Fišerio monosacharidų projekcijos formulėse d -serija α-anomere, yra glikozidinė grupė OH Dešinėje, ir β-anomeras paliko iš anglies grandinės.
Ryžiai. 11.1.α- ir β-anomerų susidarymas pagal pavyzdį d-gliukozė
Haworth formulės. Ciklinės monosacharidų formos pavaizduotos kaip Hawortho perspektyvinės formulės, kuriose ciklai rodomi kaip plokšti daugiakampiai, esantys statmenai brėžinio plokštumai. Deguonies atomas yra piranozės žiede dešiniajame kampe, furanozės žiede – už žiedo plokštumos. Anglies atomų simboliai cikluose nenurodo.
Norint pereiti prie Hawortho formulių, Fišerio ciklinė formulė transformuojama taip, kad ciklo deguonies atomas būtų toje pačioje tiesėje kaip ir anglies atomai, įtraukti į ciklą. Tai parodyta toliau a-d-gliukopiranozės atveju dviem permutacijomis C-5 atome, o tai nekeičia šio asimetrinio centro konfigūracijos (žr. 7.1.2). Jei transformuota Fišerio formulė dedama horizontaliai, kaip reikalauja Hawortho formulių rašymo taisyklės, tai pakaitalai, esantys į dešinę nuo vertikalios anglies grandinės linijos, bus po ciklo plokštuma, o esantys kairėje – aukščiau. Šis lėktuvas.
Piranozės formos d-aldoheksozėse (ir furanozės formos d-aldopentozėse) CH grupė 2 OH visada yra virš ciklo plokštumos, kuri yra formalus d serijos ženklas. D-aldozių a-anomerų glikozidinė hidroksilo grupė yra po žiedo plokštuma, o β-anomerų – virš plokštumos.
Paprastumo dėlei Hawortho formulėse dažnai nevaizduojami vandenilio atomų simboliai ir jų ryšiai su ciklo anglies atomais. Jei kalbame apie anomerų mišinį arba stereoizomerą, kurio anomerinio centro konfigūracija nežinoma, OH glikozidinės grupės padėtis nurodoma banguota linija.
d- GLUKOPIRANOZĖ
Remiantis panašiomis taisyklėmis, perėjimas atliekamas ketozėms, kuri parodyta žemiau, naudojant vieną iš d-fruktozės furanozės formos anomerų.
11.1.2. Ciklo-okso-tautomerizmas
Kietoje būsenoje monosacharidai yra ciklinės formos. Priklausomai nuo tirpiklio, iš kurio d-gliukozė buvo perkristalizuota, ji gaunama kaip a-d-gliukopiranozė (iš alkoholio arba vandens) arba kaip β-d-gliukopiranozė (iš piridino). Jie skiriasi specifiniu sukimosi kampu [a] D 20 , būtent +112? a-anomeras ir +19? ties β-anomeru. Šviežiai paruoštam tirpalui
kiekvieno anomero, stovint, stebimas savitojo sukimosi pokytis, kol pasiekiamas pastovus +52,5° sukimosi kampas, kuris yra vienodas abiem tirpalams.
Šviesos poliarizacijos plokštumos sukimosi kampo laiko pokytis angliavandenių tirpalais vadinamasmutarotacija.
Cheminė mutarotacijos esmė – monosacharidų gebėjimas egzistuoti kaip pusiausvyrinis tautomerų mišinys – atviros ir ciklinės formos. Šis tautomerijos tipas vadinamas ciklo-okso-tautomerizmas.
Tirpaluose pusiausvyra tarp keturių ciklinių monosacharidų tautomerų susidaro per atvirą formą - okso formą. A- ir β-anomerų keitimas vienas į kitą per tarpinę okso formą vadinamas anomerizacija.
Taigi d-gliukozė tirpale egzistuoja tautomerų pavidalu: okso formų ir piranozės bei furanozės ciklinių formų a- ir β-anomerų.
Tautomerų mišinyje vyrauja piranozės formos. Nedideli kiekiai yra okso formos, taip pat tautomerų su furanozės žiedais. Tačiau svarbu ne absoliutus vieno ar kito tautomero turinys, o jų perėjimo vienas į kitą galimybė, o tai lemia „reikalingos“ formos kiekio papildymą jį vartojant.
niya bet kokiame procese. Pavyzdžiui, nepaisant nereikšmingo okso formos kiekio, gliukozė patenka į reakcijas, būdingas aldehidų grupei.
Panašios tautomerinės transformacijos vyksta tirpaluose su visais monosacharidais ir daugeliu žinomų oligosacharidų. Žemiau pateikiama svarbiausio ketoheksozių atstovo - d-fruktozės, esančios vaisiuose, meduje, taip pat dalyje sacharozės, tautomerinių transformacijų diagrama (žr. 11.2.2).
11.1.3. Konformacijos
Tačiau Hawortho aprašomosios formulės neatspindi tikrosios monosacharidų molekulių geometrijos, nes penkių ir šešių narių žiedai nėra plokštieji. Taigi šešių narių piranozės žiedas, kaip ir cikloheksanas, įgauna palankiausią kėdės konformaciją (žr. 7.2.2). Įprastuose monosachariduose tūrinė pirminė alkoholio grupė CH 2 OH ir dauguma hidroksilo grupių yra palankesnėse pusiaujo padėtyse.
Iš dviejų d-gliukopiranozės anomerų tirpale dominuoja β-anomeras, kuriame visi pakaitai, įskaitant pusacetalio hidroksilą, yra pusiaujo kryptimi.
Didelis d-gliukopiranozės termodinaminis stabilumas dėl jos konformacinės struktūros paaiškina didžiausią d-gliukozės pasiskirstymą gamtoje tarp monosacharidų.
Konformacinė monosacharidų struktūra iš anksto nulemia polisacharidų grandinių erdvinį išsidėstymą, formuojant jų antrinę struktūrą.
11.1.4. Neklasikiniai monosacharidai
Neklasikiniai monosacharidai yra keletas junginių, kurių struktūrinė „architektūra“ yra bendra su įprastais „klasikiniais“ monosacharidais (aldozėmis ir ketozėmis), tačiau skiriasi vienos ar kelių funkcinių grupių modifikavimu arba kai kurių iš jų nebuvimu. juos. Tokiuose junginiuose OH grupės dažnai nėra. Jie pavadinti pridedant priešdėlį prie pradinio monosacharido pavadinimo deoksi- (reiškia, kad OH grupės nėra) ir „naujojo“ pakaito pavadinimas.
Deoksicukrus.Labiausiai paplitęs deoksicukrus, 2-deoksi-D-ribozė, yra struktūrinis DNR komponentas. Kardiologijoje naudojami natūralūs širdies glikozidai (žr. 15.3.5) turi dideoksicukraus likučių, tokių kaip digitoksozės (skaitmeniniai širdies glikozidai).
Amino cukrus.Šie dariniai, kuriuose vietoj hidroksilo grupės yra amino grupė (dažniausiai C-2), turi bazinių savybių ir su rūgštimis sudaro kristalines druskas. Svarbiausi aminocukrų atstovai yra d-gliukozės ir d-galaktozės analogai, kuriems dažnai vartojami pusiau trivialūs terminai.
Įprasti pavadinimai yra atitinkamai d-gliukozaminas ir d-galaktozaminas. Juose esanti amino grupė gali būti acilinta acto, kartais sieros rūgšties likučiais.
Aldites.Į alditus, taip pat vadinamas cukraus alkoholiai, apima polihidroksilius alkoholius, kuriuose vietoj okso grupės =O yra hidroksilo grupė. Kiekviena aldozė atitinka vieną alditą, kurio pavadinime vartojama priesaga -tai vietoj -ozya, pvz., d-manitas (iš d-manozės). Alditai turi simetriškesnę struktūrą nei aldozės, todėl tarp jų randami mezo junginiai (viduje simetriški), pavyzdžiui, ksilitolis.
Rūgščių cukrų.Monosacharidai, kuriuose vietoj CH vieneto 2 OH yra COOH grupė, turi bendrą pavadinimą urono rūgštys. Jų vardai naudoja kombinaciją - urono rūgštis vietoj galūnės -ozya atitinkama aldozė. Atkreipkite dėmesį, kad grandinės numeracija yra iš aldehido anglies atomo, o ne iš karboksilo, kad būtų išsaugotas struktūrinis ryšys su pirminiu monosacharidu.
Urono rūgštys yra augalų ir bakterijų polisacharidų sudedamosios dalys (žr. 13.3.2).
RŪGŠTIS CUKRAUS
Monosacharidai, kuriuose vietoj aldehido grupės yra karboksilo grupė, klasifikuojami kaip aldono rūgštys. Jei karboksilo grupės yra abiejuose anglies grandinės galuose, tada tokie junginiai turi bendrą pavadinimą aldaro rūgštys.Šių rūšių rūgščių nomenklatūroje atitinkamai naudojami deriniai -ono rūgštis ir - virulentiška rūgštis.
Aldono ir aldaro rūgštys negali sudaryti tautomerinių ciklinių formų, nes joms trūksta aldehido grupės. Aldaro rūgštys, kaip ir alditai, gali egzistuoti mezo junginių pavidalu (pavyzdys yra galaktaro rūgštis).
Askorbo rūgštis (vitaminas C). Šis, ko gero, seniausias ir populiariausias vitaminas yra panašus į monosacharidus ir yra γ-laktono rūgštis (I). Vitamino C
randama vaisiuose, ypač citrusiniuose vaisiuose, uogose (erškėtuogėse, juoduosiuose serbentuose), daržovėse, piene. Jis komerciškai gaminamas dideliu mastu iš d-gliukozės.
Askorbo rūgštis pasižymi gana stipriomis rūgštinėmis savybėmis. (pK a 4,2) dėl vienos iš endiolio fragmento hidroksilo grupių. Formuojantis druskoms γ-laktono žiedas neatsidaro.
Askorbo rūgštis turi stiprių redukuojančių savybių. susidarė jo oksidacijos metu dehidroaskorbo rūgštis lengvai atkuriama iki askorbo rūgšties. Šis procesas sukelia daugybę redokso reakcijų organizme.
11.1.5. Cheminės savybės
Monosacharidai yra labai reaktyvios medžiagos. Jų molekulėse yra šie svarbiausi reakcijos centrai:
Hemiacetalio hidroksilas (paryškinta spalva);
Alkoholinės hidroksilo grupės (visos kitos, išskyrus pusacetalą);
Aciklinės formos karbonilo grupė.
Glikozidai.Glikozidai apima ciklinių angliavandenių formų darinius, kuriuose pusacetalio hidroksilo grupė yra pakeista OR grupe. Ne angliavandenių glikozido komponentas vadinamas aglikonas. Ryšys tarp anomerinio centro (aldozėse jis yra C-1, ketozėse - C-2) ir OR grupės vadinamas glikozidiniu. Glikozidai yra ciklinių aldozės arba ketozės formų acetaliai.
Priklausomai nuo oksido ciklo dydžio, glikozidai skirstomi į piranozidai ir furanozidai. Gliukozidų glikozidai vadinami gliukozidais, ribozės vadinami ribosidais ir tt Pilname glikozidų pavadinime iš eilės nurodomas radikalo R pavadinimas, anomerinio centro konfigūracija (α- arba β-) ir angliavandenių liekanos pavadinimas. su priesagos pakeitimu -ose ant -ozidas (žr. pavyzdžius toliau pateiktoje reakcijos schemoje).
Glikozidai susidaro monosacharidams sąveikaujant su alkoholiais rūgštinės katalizės sąlygomis; šiuo atveju į reakciją patenka tik pusacetalio grupė OH.
Glikozidų tirpalai nemutarotuoja.
Monosacharido pavertimas glikozidu yra sudėtingas procesas, vykstantis per kelias nuoseklias reakcijas. Apskritai, jis
yra logiška ruošiant aciklinius acetalius (žr. 5.3). Tačiau dėl reakcijos grįžtamumo tirpale pradinio monosacharido tautomerinės formos ir keturi izomeriniai glikozidai (furanozidų ir piranozidų α- ir β-anomerai) gali būti pusiausvyroje.
Kaip ir visi acetaliai, glikozidai yra hidrolizuojami praskiestomis rūgštimis, tačiau yra atsparūs hidrolizei silpnai šarminėje terpėje. Glikozidų hidrolizė sukelia atitinkamus alkoholius ir monosacharidus ir yra atvirkštinė reakcija į jų susidarymą. Fermentinė glikozidų hidrolizė yra gyvūnų organizmuose atliekamo polisacharidų skaidymo pagrindas.
Sudėtingi eteriai.Monosacharidai lengvai acilinami organinių rūgščių anhidridais, sudarydami esterius, kuriuose dalyvauja visos hidroksilo grupės. Pavyzdžiui, sąveikaujant su acto anhidridu, gaunami monosacharidų acetilo dariniai. Monosacharidų esteriai hidrolizuojasi tiek rūgštinėje, tiek šarminėje aplinkoje.
Didelę reikšmę turi neorganinių rūgščių esteriai, ypač fosforo rūgšties esteriai - fosfatai. Jie randami visuose augalų ir gyvūnų organizmuose ir yra metaboliškai aktyvios monosacharidų formos. Svarbiausias vaidmuo tenka d-gliukozės ir d-fruktozės fosfatams.
Sieros rūgšties esteriai – sulfatai – yra jungiamojo audinio polisacharidų dalis (žr. 11.3.2).
Atsigavimas.Redukuojant monosacharidus (jų aldehidų ar ketonų grupes), susidaro alditai.
heksahidriniai alkoholiai -D- gliucitas(sorbitolis) ir D- manitolis- gaunami atitinkamai atkuriant gliukozę ir manozę. Alditas lengvai tirpsta vandenyje, yra saldaus skonio, dalis jų (ksilitolis ir sorbitolis) vartojami kaip cukraus pakaitalai diabetikams.
Atkuriant aldozę gaunamas tik vienas poliolis, atstatant ketozę – dviejų poliolių mišinys; pavyzdžiui iš d - susidaro fruktozė d-gliucitas ir d-manitolis.
Oksidacija.Oksidacijos reakcijos naudojamos monosacharidams, ypač gliukozei, aptikti biologiniuose skysčiuose (šlapime, kraujyje).
Monosacharido molekulėje gali oksiduotis bet kuris anglies atomas, tačiau lengviausiai oksiduojasi atviros formos aldozės aldehidinė grupė.
Švelnūs oksidatoriai (bromo vanduo) gali oksiduoti aldehido grupę į karboksilo grupę, nepaveikdami kitų grupių. At
tai gamina aldono rūgštis. Taigi, kai oksiduojasi d -gliukozė gaunama su bromo vandeniu d -gliukono rūgštis. Medicinoje naudojama jo kalcio druska – kalcio gliukonatas.
Stipresnių oksidatorių, tokių kaip azoto rūgštis, kalio permanganatas ir net Cu 2 + arba Ag + jonai, veikimas sukelia gilų monosacharidų skilimą, nutrūkus anglies ir anglies ryšiams. Anglies grandinė išsaugoma tik tam tikrais atvejais, pavyzdžiui, oksidacijos metu d-gliukozė d -gliuko rūgštis arba d -galaktozė iki galaktaro (gleivių) rūgšties.
Gauta galaktaro rūgštis mažai tirpsta vandenyje ir nusėda, kuri yra naudojama galaktozei aptikti šiuo metodu.
Aldozes lengvai oksiduoja kompleksiniai vario(II) ir sidabro junginiai, atitinkamai, su Felingo ir Tollenso reagentais (taip pat žr. 5.5). Tokios reakcijos galimos dėl to, kad tautomeriniame mišinyje yra aldehido (atviros) formos.
Dėl galimybės redukuoti Cu 2 + arba Ag + jonus monosacharidai ir jų dariniai, turintys potencialią aldehido grupę, vadinamiatkuriant.
Su šiais reagentais glikozidai nesumažina ir neduoda teigiamo testo. Tačiau ketozės gali redukuoti metalų katijonus, nes šarminėje terpėje jie izomerizuojasi į aldozes.
Tiesioginė CH bloko oksidacija 2 Monosacharidų OH į karboksilo grupę yra neįmanomas dėl aldehido grupės, labiau linkusios oksiduotis, todėl norint paversti monosacharidą urono rūgštimi, monosacharidas su apsaugota aldehido grupe oksiduojamas, pavyzdžiui, kaip glikozidas.
Gliukurono rūgšties glikozidų susidarymas - gliukuronidai- yra biosintezės proceso pavyzdys konjugacija, y., vaistų ar jų metabolitų surišimo su biogeninėmis, taip pat su toksinėmis medžiagomis procesas, po kurio iš organizmo išsiskiria su šlapimu.
11.2. Oligosacharidai
Oligosacharidai yra angliavandeniai, sudaryti iš kelių monosacharidų liekanų (nuo 2 iki 10), susietų glikozidine jungtimi.
Paprasčiausi oligosacharidai yra disacharidai (biozės), susidedantys iš dviejų monosacharidų liekanų ir yra glikozidai (pilni acetaliai), kuriuose vienas iš likučių veikia kaip aglikonas. Disacharidų gebėjimas hidrolizuotis rūgštinėje aplinkoje, susidarant monosacharidams, yra susijęs su acetaline prigimtimi.
Yra du monosacharidų likučių surišimo tipai:
Dėl vieno monosacharido pusacetalinės OH grupės ir kito bet kokios alkoholio grupės (toliau pateiktame pavyzdyje hidroksilas C-4); tai redukuojančių disacharidų grupė;
Dalyvaujant abiejų monosacharidų pusacetalinėms grupėms OH; yra neredukuojančių disacharidų grupė.
11.2.1. Disacharidų mažinimas
Šiuose disachariduose viena iš monosacharidų liekanų dalyvauja formuojant glikozidinį ryšį dėl hidroksilo grupės (dažniausiai C-4). Disacharidas turi laisvą hemiacetalio hidroksilo grupę, dėl kurios išsaugoma galimybė atidaryti žiedą.
Tokių disacharidų redukcinės savybės ir jų tirpalų mutarotacija atsiranda dėl ciklo-okso-tautomerizmo.
Redukuojančių disacharidų atstovai yra maltozė, celobiozė, laktozė.
Maltozė.Šis disacharidas dar vadinamas salyklo cukrumi (iš lat. maltum- salyklas). Tai yra pagrindinis krakmolo skilimo produktas, veikiant fermentui β-amilazei, kurį išskiria seilių liaukos, taip pat yra salyklo (daigintuose, o vėliau džiovintuose ir susmulkintuose javų grūduose). Maltozė yra mažiau saldaus skonio nei sacharozė.
Maltozė yra disacharidas, kuriame dviejų d-gliukopiranozės molekulių liekanos yra sujungtos a(1^4)-glikozidine jungtimi.
Anomerinis anglies atomas, dalyvaujantis formuojant šį ryšį, turi a konfigūraciją, o anomerinis atomas su pusacetaline hidroksilo grupe gali turėti ir α- ir β-konfigūraciją (atitinkamai a- ir β-maltozė).
Sisteminiame disacharido pavadinime „pirmoji“ molekulė įgyja priesagą -Ozilas, o „antrasis“ išlaiko galūnę -ose. Be to, visas pavadinimas nurodo abiejų anomerinių anglies atomų konfigūraciją.
Celiobiozė.Šis disacharidas susidaro nepilnai hidrolizuojant celiuliozės polisacharidą.
Celiobiozė yra disacharidas, kuriame dviejų d-gliukopiranozės molekulių liekanos yra sujungtos β(1-4)-glikozidine jungtimi.
Skirtumas tarp celobiozės ir maltozės yra tas, kad anomerinis anglies atomas, dalyvaujantis formuojant glikozidinę jungtį, turi β konfigūraciją.
Maltozę skaldo fermentas α-gliukozidazė, kuri nėra aktyvi prieš celobiozę. Celibiozę gali skaidyti fermentas β-gliukozidazė, tačiau šio fermento žmogaus organizme nėra, todėl celobiozė ir atitinkamas celiuliozės polisacharidas žmogaus organizme negali būti apdorojami. Atrajotojai gali maitintis žolių celiulioze (ląsteliena), nes jų virškinamajame trakte esančios bakterijos turi β-gliukozidazės.
Konfigūracijos skirtumas tarp maltozės ir celobiozės taip pat reiškia konformacinį skirtumą: α-glikozidinė jungtis maltozėje yra ašies kryptimi, o β-glikozidinė jungtis celobiozėje yra pusiaujo kryptimi. Konformacinė disacharidų būsena yra pagrindinė linijinės celiuliozės struktūros, kurią sudaro celiobiozė, ir spiralinės amilozės (krakmolo) struktūros, sudarytos iš maltozės vienetų, priežastis.
Laktozėrandama piene (4-5%) ir gaunama iš išrūgų po varškės atskyrimo (iš čia ir vadinasi „pieno cukrus“).
Laktozė yra disacharidas, kuriame d-galaktopiranozės ir d-gliukopiranozės liekanos yra sujungtos P(1-4)-glikozidine jungtimi.
Anomerinis d-galaktopiranozės anglies atomas, dalyvaujantis formuojant šį ryšį, turi β konfigūraciją. Anomerinis gliukopiranozės fragmento atomas gali turėti ir α-, ir β-konfigūraciją (atitinkamai α- ir β-laktozė).
11.2.2. Neredukuojantys disacharidai
Svarbiausias neredukuojantis disacharidas yra sacharozės. Jo šaltinis – cukranendrių, cukrinių runkelių (iki 28 % sausųjų medžiagų), augalų ir vaisių sultys.
Sacharozė yra disacharidas, kuriame a-d-gliukopiranozės ir β-d-fruktofuranozės liekanos yra sujungtos glikozidiniais ryšiais dėl kiekvieno monosacharido pusacetalinių hidroksilo grupių.
Kadangi sacharozės molekulėje nėra pusacetalio hidroksilo grupių, ji nepajėgi ciklookso-tautomerizmo. Sacharozės tirpalai nemutarotuoja.
11.2.3. Cheminės savybės
Pagal cheminę prigimtį oligosacharidai yra glikozidai, o redukuojantys oligosacharidai taip pat turi monosacharidų požymių, nes juose yra potenciali aldehido grupė (atviroje formoje) ir hemiacetalio hidroksilas. Tai lemia jų cheminį elgesį. Jie dalyvauja daugelyje monosacharidams būdingų reakcijų: susidaro esteriai, gali būti oksiduojami ir redukuojami veikiant tiems patiems reagentams.
Būdingiausia disacharidų reakcija yra rūgštinė hidrolizė, dėl kurios nutrūksta glikozidinė jungtis ir susidaro monosacharidai (visomis tautomerinėmis formomis). Apskritai ši reakcija yra analogiška alkilglikozidų hidrolizei (žr. 11.1.5).
11.3. Polisacharidai
Polisacharidai sudaro didžiąją dalį organinių medžiagų Žemės biosferoje. Jie atlieka tris svarbias biologines funkcijas, veikia kaip struktūriniai ląstelių ir audinių komponentai, energijos rezervas ir apsauginės medžiagos.
Polisacharidai (glikanai) yra didelės molekulinės masės angliavandeniai. Pagal cheminę prigimtį jie yra poliglikozidai (poliacetaliai).
Polisacharidų struktūrinis principas nesiskiria nuo redukuojančių oligosacharidų (žr. 11.2). Kiekviena monosacharido jungtis yra sujungta glikozidinėmis jungtimis su ankstesnėmis ir vėlesnėmis jungtimis. Tuo pačiu metu pusacetalio hidroksilo grupė yra skirta ryšiui su kita grandimi, o alkoholio grupė - su ankstesne. Skirtumas slypi tik monosacharidų likučių skaičiuje: polisachariduose jų gali būti šimtai ar net tūkstančiai.
Augalinės kilmės polisachariduose dažniausiai yra (1-4)-glikozidiniai ryšiai, o gyvulinės ir bakterinės kilmės polisachariduose – kitų tipų ryšiai. Viename polimero grandinės gale yra redukuojančios monosacharido liekanos. Kadangi jo dalis visoje makromolekulėje yra labai maža, polisacharidai redukuojančių savybių praktiškai nepasižymi.
Glikozidinė polisacharidų prigimtis lemia jų hidrolizę rūgštinėje ir stabilumą šarminėje terpėje. Dėl visiškos hidrolizės susidaro monosacharidai arba jų dariniai, nepilnos - daugybė tarpinių oligosacharidų, įskaitant disacharidus.
Polisacharidai turi didelę molekulinę masę. Jiems būdingas aukštesnis makromolekulių struktūros organizavimo lygis, būdingas stambiamolekulinėms medžiagoms. Kartu su pirmine struktūra, ty su tam tikra monomero liekanų seka, svarbų vaidmenį atlieka antrinė struktūra, kurią lemia stambiamolekulinės grandinės erdvinis išsidėstymas.
Polisacharidų grandinės gali būti šakotos arba nešakotos (linijinės).
Polisacharidai skirstomi į grupes:
Homopolisacharidai, sudaryti iš vieno monosacharido liekanų;
Heteropolisacharidai, susidedantys iš skirtingų monosacharidų likučių.
Homopolisacharidai apima daug augalinės (krakmolo, celiuliozės, pektino), gyvūninės (glikogeno, chitino) ir bakterinės (dekstranų) kilmės polisacharidų.
Heteropolisacharidai, tarp kurių yra daug gyvūnų ir bakterijų polisacharidų, yra mažiau ištirti, tačiau atlieka svarbų biologinį vaidmenį. Heteropolisacharidai organizme yra susiję su baltymais ir sudaro sudėtingus supramolekulinius kompleksus.
11.3.1. Homopolisacharidai
Krakmolas.Šis polisacharidas susideda iš dviejų tipų polimerų, pagamintų iš d-gliukopiranozės: amilozė(10-20 proc.) ir amilopektino(80-90 proc.). Krakmolas susidaro augaluose fotosintezės metu ir yra „sandėliuojamas“ gumbuose, šaknyse, sėklose.
Krakmolas yra balta amorfinė medžiaga. Šaltame vandenyje netirpsta, karštame vandenyje išbrinksta ir dalis pamažu ištirpsta. Greitai kaitinant krakmolą, dėl jame esančios drėgmės (10-20%), įvyksta hidrolizinis stambiamolekulinės grandinės skilimas į smulkesnius fragmentus ir susidaro polisacharidų mišinys, vadinamasis. dekstrinų. Dekstrinai geriau tirpsta vandenyje nei krakmolas.
Šis krakmolo skaidymo procesas, arba dekstrinizacija, atliekamas kepant. Miltų krakmolas, paverstas dekstrinais, lengviau virškinamas dėl didesnio tirpumo.
Amilozė yra polisacharidas, kuriame d-gliukopiranozės liekanos yra sujungtos a(1-4)-glikozidiniais ryšiais, t. y. maltozė yra amilozės disacharidinis fragmentas.
Amilozės grandinė yra neišsišakojusi, apima iki tūkstančio gliukozės likučių, molekulinė masė iki 160 tūkstančių vienetų.
Remiantis rentgeno spindulių difrakcijos analize, amilozės makromolekulė yra sulankstyta spirale (11.2 pav.). Kiekvienam spiralės posūkiui yra šeši monosacharidų vienetai. Tokio paties dydžio molekulės, pavyzdžiui, jodo molekulės, gali patekti į vidinį spiralės kanalą, sudarydamos kompleksus, vadinamus įtraukimo jungtys. Amilozės-jodo kompleksas yra mėlynas. Jis naudojamas analitiniais tikslais krakmolui ir jodui aptikti (krakmolo jodo testas).
Ryžiai. 11.2.Spiralinė amilozės struktūra (vaizdas išilgai spiralės ašies)
Amilopektinas, skirtingai nei amilozė, turi šakotą struktūrą (11.3 pav.). Jo molekulinė masė siekia 1-6 mln.
Ryžiai. 11.3.Šakotoji amilopektino makromolekulė (spalvoti apskritimai – šoninių grandinių šakojimosi vietos)
Amilopektinas yra šakotas polisacharidas, kurio grandinėse D-gliukopiranozės liekanos yra sujungtos α(1^4)-glikozidiniais ryšiais, o šakojimosi vietose – α(1^6)-ryšiais. Tarp šakos taškų yra 20-25 gliukozės likučiai.
Krakmolo hidrolizė virškinimo trakte vyksta veikiant fermentams, kurie skaido a(1-4)- ir a(1-6)-glikozidines jungtis. Galutiniai hidrolizės produktai yra gliukozė ir maltozė.
Glikogenas.Gyvūnų organizmuose šis polisacharidas yra struktūrinis ir funkcinis augalinio krakmolo analogas. Savo struktūra jis panašus į amilopektiną, tačiau turi dar daugiau grandinės išsišakojimą. Dažniausiai tarp šakos taškų būna 10-12, kartais net 6 gliukozės vienetai. Galima sąlygiškai teigti, kad glikogeno makromolekulės išsišakojimas yra du kartus didesnis nei amilopektino. Stiprus išsišakojimas prisideda prie energetinės glikogeno funkcijos atlikimo, nes tik esant daugybei galinių liekanų galima užtikrinti greitą reikiamo kiekio gliukozės molekulių skilimą.
Glikogeno molekulinė masė yra neįprastai didelė ir siekia 100 mln.. Tokio dydžio makromolekulės prisideda prie atsarginių angliavandenių funkcijos. Taigi glikogeno makromolekulė dėl savo didelio dydžio nepraeina pro membraną ir lieka ląstelės viduje tol, kol atsiranda energijos poreikis.
Glikogeno hidrolizė rūgščioje aplinkoje vyksta labai lengvai su kiekybine gliukozės išeiga. Tai naudojama glikogeno kiekiui audiniuose analizuoti pagal susidariusios gliukozės kiekį.
Panašiai kaip glikogenas gyvūnų organizmuose, mažiau šakotos struktūros amilopektinas atlieka tokį patį vaidmenį kaip rezervinis polisacharidas augaluose. Taip yra dėl to, kad augaluose medžiagų apykaitos procesai vyksta daug lėčiau ir nereikia greito energijos antplūdžio, kaip kartais reikia gyvūno organizmui (stresinės situacijos, fizinė ar psichinė įtampa).
Celiuliozė.Šis polisacharidas, dar vadinamas celiulioze, yra gausiausias augalų polisacharidas. Celiuliozė pasižymi dideliu mechaniniu stiprumu ir yra augalų atraminė medžiaga. Medienoje yra 50-70% celiuliozės; Medvilnė yra beveik gryna celiuliozė. Celiuliozė yra svarbi žaliava daugeliui pramonės šakų (celiuliozės ir popieriaus, tekstilės ir kt.).
Celiuliozė yra linijinis polisacharidas, kuriame d-gliukopiranozės liekanos yra sujungtos P(1-4)-glikozidiniais ryšiais. Disacharidinis celiuliozės fragmentas yra celiobiozė.
Stambiamolekulinė grandinė neturi šakų, joje yra 2,5-12 tūkst. gliukozės likučių, o tai atitinka molekulinę masę nuo 400 tūkst. iki 1-2 mln.
Anomerinio anglies atomo β konfigūracija lemia tai, kad celiuliozės makromolekulė turi griežtai linijinę struktūrą. Tai palengvina vandenilinių jungčių susidarymas grandinėje, taip pat tarp gretimų grandinių.
Toks grandininis įpakavimas užtikrina didelį mechaninį stiprumą, skaidulų kiekį, netirpumą vandenyje ir cheminį inertiškumą, todėl celiuliozė yra puiki medžiaga augalų ląstelių sienelėms statyti. Celiuliozės neskaido įprasti virškinamojo trakto fermentai, tačiau ji būtina normaliai mitybai kaip maistinė skaidula.
Didelę praktinę reikšmę turi celiuliozės eteriniai dariniai: acetatai (dirbtinis šilkas), nitratai (sprogstamosios medžiagos, koloksilinas) ir kiti (viskozės pluoštas, celofanas).
11.3.2. Heteropolisacharidai
Jungiamojo audinio polisacharidai. Iš jungiamojo audinio polisacharidų labiausiai ištirti chondroitino sulfatai (oda, kremzlės, sausgyslės), hialurono rūgštis (akies stiklakūnis, virkštelė, kremzlės, sąnarių skystis), heparinas (kepenys). Pagal struktūrą šie polisacharidai turi keletą bendrų bruožų: jų neišsišakojusios grandinės susideda iš disacharidų liekanų, tarp kurių yra urono rūgštis (d-gliukurono, d-galakturono, l-idurono – d-gliukurono rūgšties epimeras C-5) ir aminocukrus. (N-acetilgliukozaminas, N-acetilgalaktozaminas). Kai kuriuose iš jų yra sieros rūgšties likučių.
Jungiamojo audinio polisacharidai kartais vadinami rūgštiniais mukopolisacharidais (iš lot. gleivių- gleivės), nes juose yra karboksilo ir sulfo grupių.
Chondroitino sulfatai. Jie susideda iš N-acetilinto chondrozino disacharido liekanų, sujungtų β(1-4)-glikozidinėmis jungtimis.
N-acetilchondrozinas yra pagamintas iš likučių D -gliukurono rūgšties ir N-acetilo-D -galaktozaminas, sujungtas β(1-3)-glikozidine jungtimi.
Kaip rodo pavadinimas, šie polisacharidai yra sieros rūgšties esteriai (sulfatai). Sulfato grupė sudaro esterio ryšį su N-acetil-D-galaktozamino hidroksilo grupe, esančia 4 arba 6 padėtyje. Atitinkamai išskiriami chondroitino-4-sulfatas ir chondroitino-6-sulfatas. Chondroitino sulfatų molekulinė masė yra 10-60 tūkstančių vienetų.
Hialurono rūgštis. Šis polisacharidas yra sudarytas iš disacharidų liekanų, sujungtų β(1-4)-glikozidinėmis jungtimis.
Disacharido fragmentas susideda iš likučių D - gliukurono rūgštis ir N-acetil-D-gliukozaminasβ (1-3)-glikozidinė jungtis.
Heparinas. Heparine pasikartojančius disacharidų vienetus sudaro d-gliukozamino ir vienos iš urono rūgščių, d-gliukurono arba l-idurono, liekanos. Kiekybine prasme vyrauja l-idurono rūgštis. α(1-4)-glikozidinė jungtis atsiranda disacharido fragmente, o α(1-4)-jungtis atsiranda tarp disacharido fragmentų, jei fragmentas baigiasi l-idurono rūgštimi, ir β(1-4)- jungtis, jei d -gliukurono rūgštis.
Daugumos gliukozamino liekanų amino grupė yra sulfatuota, o kai kurios iš jų yra acetilintos. Be to, sulfatų grupės randamos daugelyje l-idurono rūgšties (2 padėtyje) ir gliukozamino (6 padėtyje) likučių. D-gliukurono rūgšties likučiai nėra sulfatuoti. Vidutiniškai vienas disacharido fragmentas turi 2,5-3 sulfato grupes. Heparino molekulinė masė yra 16-20 tūkstančių vienetų.
Heparinas apsaugo nuo kraujo krešėjimo, t. y. pasižymi antikoaguliantinėmis savybėmis.
Daugelis heteropolisacharidų, įskaitant aptartus aukščiau, randami ne laisvoje, o surištoje formoje su polipeptidinėmis grandinėmis. Tokie stambiamolekuliniai junginiai priskiriami mišriems biopolimerams, kuriems šiuo metu vartojamas šis terminas. glikokonjugatai.
Monosacharidai: klasifikacija; stereoizomerija, D ir L serijos; atviros ir ciklinės formos D-gliukozės ir 2-deoksi-D-ribozės pavyzdžiu, ciklo-oksotautomerizmas; mutarotacija. Atstovai: D-ksilozė, D-ribozė, D-gliukozė, 2-deoksi-D-ribozė, D-gliukozaminas.
Angliavandeniai- heterofunkciniai junginiai, kurie yra aldehidiniai arba ketoniniai polihidroksiliai alkoholiai arba jų dariniai. Angliavandenių klasei priklauso įvairūs junginiai – nuo mažos molekulinės masės, turinčių nuo 3 iki 10 anglies atomų iki polimerų, kurių molekulinė masė siekia kelis milijonus. Kalbant apie rūgšties hidrolizę ir fizikines bei chemines savybes, jos skirstomos į tris dideles grupes: monosacharidai, oligosacharidai ir polisacharidai .
Monosacharidai(monozės) – angliavandeniai, kurie negali rūgščių hidrolizės, susidarant paprastesniems cukrams. Monozės klasifikuoti pagal anglies atomų skaičių, funkcinių grupių pobūdį, stereoizomerines eilutes ir anomerines formas. Autorius funkcines grupes monosacharidai skirstomi į aldozės (turi aldehido grupę) ir ketozė (turi karbonilo grupę).
Autorius anglies atomų skaičius grandinėje: triozės (3), tetrozės (4), pentozės (5), heksozės (6), heptozės (7) ir kt. iki 10. Svarbiausios yra pentozės ir heksozės. Autorius paskutinio chiralinio atomo konfigūracijos anglies monosacharidai skirstomi į D ir L serijų stereoizomerus. Paprastai D serijos stereoizomerai dalyvauja medžiagų apykaitos reakcijose organizme (D-gliukozė, D-fruktozė, D-ribozė, D-dezoksiribozė ir kt.)
Apskritai, atskiro monosacharido pavadinimas apima:
Priešdėlis, apibūdinantis visų asimetrinių anglies atomų konfigūraciją;
Skaitmeninis skiemuo, nustatantis anglies atomų skaičių grandinėje;
Priesaga - oz - aldozėms ir - ulosa - ketozei, o okso grupės lokantas nurodomas tik tuo atveju, jei jis nėra prie C-2 atomo.
Struktūra ir stereoizomerija monosacharidai.
Monosacharidų molekulėse yra keli chiralumo centrai, todėl yra daug stereoizomerų, atitinkančių tą pačią struktūrinę formulę. Taigi aldopentozės stereoizomerų skaičius yra aštuoni ( 2 n , kur n = 3 ), įskaitant 4 poras enantiomerų. Aldoheksozės jau turės 16 stereoizomerų, tai yra 8 poras enantiomerų, nes jų anglies grandinėje yra 4 asimetriniai anglies atomai. Tai alozė, altrozė, galaktozė, gliukozė, gulozė, idozė, manozė, talozė. Ketoheksozėse yra vienu chiraliniu anglies atomu mažiau nei atitinkamose aldozėse, todėl stereoizomerų skaičius (2 3) sumažėja iki 8 (4 enantiomerų poros).
Santykinė konfigūracija monosacharidai, nustatyti pagal konfigūraciją chiralinis anglies atomas, esantis toliausiai nuo karbonilo grupės lyginant su konfigūracijos standartu – gliceraldehidu. Jei šio anglies atomo konfigūracija sutampa su D-gliceraldehido konfigūracija, visas monosacharidas vadinamas D serija. Ir atvirkščiai, suderinus L-gliceraldehido konfigūraciją, laikoma, kad monosacharidas priklauso L serijai. Kiekviena D serijos aldozė atitinka L serijos enantiomerą, kurio visų chiralumo centrų konfigūracija yra priešinga.
(! ) Hidroksilo grupės padėtis paskutiniame chiralumo centre dešinėje rodo, kad monosacharidas priklauso D serijai, kairėje - L serijai, t.y., toks pat kaip stereocheminiame standarte - gliceraldehidas.
Natūrali gliukozė yra stereoizomeras D- serialas. Esant pusiausvyrai, gliukozės tirpalai sukasi dešine (+52,5º), todėl gliukozė kartais vadinama dekstroze. Gliukozė gavo savo pavadinimą vynuogių cukrus dėl to, kad daugiausia jos randama vynuogių sultyse.
epimerai vadinami monosacharidų diastereomerai, kurie skiriasi tik vieno asimetrinio anglies atomo konfigūracija. D-gliukozės epimeras C4 yra D-galaktozė, o C2 – manozė. Epimerai šarminėje aplinkoje gali virsti vienas į kitą per endiolio formą, ir šis procesas vadinamas epimerizacija .
Monosacharidų tautomerizmas. Savybių tyrinėjimas gliukozė parodė:
1) gliukozės tirpalų sugerties spektruose nėra juostos, atitinkančios aldehido grupę;
2) gliukozės tirpalai ne visas reakcijas suteikia aldehido grupei (nesąveikauja su NaHSO 3 ir fuksino sieros rūgštimi);
3) sąveikaudama su alkoholiais esant „sausajam“ HCl, gliukozė, skirtingai nei aldehidai, prideda tik vieną ekvivalentą alkoholio;
4) šviežiai paruošti gliukozės tirpalai mutarotuoti per 1,5–2 valandas pakeičiamas poliarizuotos šviesos plokštumos sukimosi kampas.
Ciklinis monosacharidų formos pagal cheminę prigimtį yra ciklinės pusacetaliai , kurie susidaro sąveikaujant aldehido (arba ketonų) grupei su monosacharido alkoholio grupe. Dėl intramolekulinės sąveikos ( A N mechanizmas ) karbonilo grupės elektrofilinį anglies atomą atakuoja hidroksilo grupės nukleofilinis deguonies atomas. Termodinamiškai stabilesnis penkių narių ( furanozė ) ir šešių narių ( piranozė ) ciklai. Šių ciklų susidarymas yra susijęs su monosacharidų anglies grandinių gebėjimu priimti į nagus panašią konformaciją.
Žemiau pateikti ciklinių formų grafiniai atvaizdai vadinami Fišerio formulėmis (taip pat galite rasti pavadinimą „Colley-Tollens formules“).
Šiose reakcijose C 1 atomas iš prochiralinio ciklizacijos tampa chiraliniu ( anomerinis centras).
Stereoizomerai, kurie savo cikline forma skiriasi C-1 aldozės arba C-2 ketozės atomo konfigūracija, vadinami anomerai , o patys anglies atomai vadinami anomerinis centras .
OH grupė, susidaranti dėl ciklizacijos, yra pusacetalis. Ji taip pat vadinama glikozidine hidroksilo grupe. Pagal savybes jis labai skiriasi nuo kitų monosacharido alkoholio grupių.
Papildomo chiralinio centro susidarymas lemia naujų stereoizomerinių (anomerinių) α ir β formų atsiradimą. α-anomerinė forma vadinamas toks, kuriame pusacetalio hidroksilas yra toje pačioje pusėje kaip ir hidroksilas paskutiniame chiraliniame centre, ir β forma - kai pusacetalio hidroksilas yra kitoje pusėje nei hidroksilas paskutiniame chiraliniame centre. Susidaro 5 tarpusavyje praeinančios tautomerinės gliukozės formos. Šis tautomerijos tipas vadinamas ciklo-okso-tautomerizmas . Tautomerinės gliukozės formos tirpale yra pusiausvyros būsenoje.
Vyrauja monosacharidų tirpaluose ciklinė pusacetalinė forma (99,99%) kaip termodinamiškai palankesnė. Aciklinės formos, turinčios aldehido grupę, dalis sudaro mažiau nei 0,01%, šiuo atžvilgiu nėra reakcijos su NaHSO 3, su fuksino sieros rūgštimi, o gliukozės tirpalų absorbcijos spektrai nerodo, kad yra aldehidų grupei būdinga juosta.
Šiuo būdu, monosacharidai - cikliniai poliacetaliai aldehido arba ketonų polihidroksilių alkoholių, kurie tirpale egzistuoja pusiausvyroje su jų tautomerinėmis aciklinėmis formomis.
Šviežiai paruoštuose monosacharidų tirpaluose reiškinys mutarotacija - šviesos poliarizacijos plokštumos sukimosi kampo laiko pokyčiai . Anomerinės α ir β formos turi skirtingus poliarizuotos šviesos plokštumos sukimosi kampus. Taigi kristalinės α,D-gliukopiranozės, ištirpusios vandenyje, pradinis sukimosi kampas yra +112,5º, o vėliau palaipsniui mažėja iki +52,5º. Jei β,D-gliukopiranozė ištirpsta, jos pradinis sukimosi kampas yra +19,3º, o po to padidėja iki +52,5º. Tai paaiškinama tuo, kad kurį laiką tarp α ir β formų nusistovi pusiausvyra: 2/3 β formos → 1/3 α formos.
Pirmenybę formuotis vienam ar kitam anomerui daugiausia lemia jų konformacinė struktūra. Palankiausia piranozės žiedo konformacija yra foteliai ir furanozės ciklui - vokas arba sukti - konformacija. Svarbiausios heksozės – D-gliukozė, D-galaktozė ir D-mannozė – egzistuoja išskirtinai 4 C 1 konformacijoje. Be to, visų heksozių D-gliukozė piranozės žiede turi didžiausią pusiaujo pakaitų skaičių (o jo β-anomeras turi visus).
β-konformeryje visi pakaitai yra palankiausioje pusiaujo padėtyje, todėl ši forma tirpale yra 64%, o α-konformeris turi ašinį pusacetalio hidroksilo išsidėstymą. Tai gliukozės α-konformeris, randamas žmogaus organizme ir dalyvaujantis medžiagų apykaitos procesuose. Polisacharidas, pluoštas, yra sudarytas iš gliukozės β-konformerio.
Haworth formulės. Fišerio ciklinės formulės sėkmingai apibūdina monosacharidų konfigūraciją, tačiau jos toli gražu neatitinka tikrosios molekulių geometrijos. Hawortho perspektyvinėse formulėse piranozės ir furanozės žiedai vaizduojami kaip plokštieji taisyklingi daugiakampiai (atitinkamai šešiakampiai arba penkiakampiai), gulintys horizontaliai. Deguonies atomas cikle yra atstumu nuo stebėtojo, o piranozės - dešiniajame kampe.
Vandenilio atomai ir pakaitai (daugiausia CH2OH grupės, jei yra, ir jis) yra aukščiau ir žemiau žiedo plokštumos. Anglies atomų simboliai, kaip įprasta rašant ciklinių junginių formules, nerodomi. Paprastai vandenilio atomai su ryšiais taip pat praleidžiami. C-C ryšiai, esantys arčiau stebėtojo, kartais aiškumo dėlei rodomi storomis linijomis, nors tai nėra būtina.
Norint pereiti prie Hawortho formulių iš Fišerio ciklinių formulių, pastarosios turi būti transformuotos taip, kad ciklo deguonies atomas būtų toje pačioje eilutėje kaip ir anglies atomai, įtraukti į ciklą. Jei transformuota Fišerio formulė dedama horizontaliai, kaip reikalauja Hawortho formulių rašymas, tai pakaitalai, esantys dešinėje nuo vertikalios anglies grandinės linijos, bus po ciklo plokštuma, o esantys kairėje – aukščiau. Šis lėktuvas.
Aukščiau aprašytos transformacijos taip pat rodo, kad pusacetalio hidroksilas D serijos α-anomeruose yra po ciklo plokštuma, β-anomeruose – virš plokštumos. Be to, šoninė grandinė (piranozėse C-5 ir furanozėse C-4) yra virš žiedo plokštumos, jei ji yra prijungta prie D konfigūracijos anglies atomo, ir žemiau, jei šis atomas turi L- konfigūracija.
Atstovai.
D - Ksilozė - „medžio cukrus“, monosacharidas iš pentozių grupės, kurio empirinė formulė C 5 H 10 O 5, priklauso aldozėms. Jis yra augalų embrionuose kaip ergastinė medžiaga, taip pat yra vienas iš hemiceliuliozės ląstelių sienelės polisacharido monomerų.
D-Ribozė yra paprastų cukrų tipas, kuris sudaro angliavandenių RNR stuburą ir taip kontroliuoja visus gyvybės procesus. Ribozė taip pat dalyvauja adenozino trifosfato (ATP) gamyboje ir yra vienas iš jo struktūrinių komponentų.
2-deoksi-D-ribozė - dezoksiribonukleino rūgščių (DNR) komponentas. Šis istorinis pavadinimas nėra griežtai nomenklatūra, nes molekulėje yra tik du chiralumo centrai (išskyrus C-1 atomą ciklinėje formoje), todėl šis junginys lygiomis teisėmis gali būti vadinamas 2-deoksi-D-arabinoze. Teisingesnis atviros formos pavadinimas yra 2-deoksi-D-eritropentozė (paryškinta D-eritro konfigūracija).
D-gliukozaminas – medžiaga, kurią gamina sąnarių kremzlinis audinys, yra chondroitino komponentas ir yra sinovinio skysčio dalis.
Monosacharidai: atviros ir ciklinės formos, pavyzdžiui, D-galaktozė ir D-fruktozė, furanozė ir piranozė; – ir β–anomerai; stabiliausios svarbiausių D-heksopiranozių konformacijos. Atstovai: D-galaktozė, D-mannozė, D-fruktozė, D-galaktozaminas (1 klausimas).
Tautomerinės fruktozės formos susidaro taip pat, kaip ir tautomerinės gliukozės formos, atsižvelgiant į intramolekulinės sąveikos reakciją (AN). Elektrofilinis centras yra karbonilo grupės anglies atomas C2, o nukleofilas yra OH grupės deguonis, esantis 5 arba 6 anglies atome.
Atstovai.
D-galaktozė – gyvūnų ir augalų organizmuose, įskaitant kai kuriuos mikroorganizmus. Tai yra disacharidų – laktozės ir laktuliozės – dalis. Oksiduodamas susidaro galaktoninės, galakturono ir gleivės rūgštys.
D-mannozė – daugelio polisacharidų ir mišrių augalinės, gyvūninės ir bakterinės kilmės biopolimerų sudedamoji dalis.
D-fruktozė - monosacharidas, ketoheksozė, gyvuose organizmuose yra tik D-izomeras, laisvos formos - beveik visose saldžiose uogose ir vaisiuose - kaip monosacharidų vienetas, yra sacharozės ir laktuliozės dalis.
| " |
