Tema e mësimit
Gjatë orëve të mësimit:
1. Momenti organizativ
pershendetje. Mark mungon. Kontrolloni gatishmërinë për mësimin. Përgatitja për punë.
Përshëndetje! Në mësimet e mëparshme, ne studiuam monosakaridet - heksozat. Por bota e monosakarideve është shumë e larmishme dhe përveç heksozave, rëndësi të madhe kanë edhe pentozat.
2. Krijimi i motivimit për të studiuar temën
Sot do të njihemi me:
Klasifikimi i pentozës,
vetitë fizike,
Karakteristikat strukturore të aldopentozës,
Roli biologjik i pentozave në trupin e njeriut.
3. Përsëritja e njohurive bazë
Para se të kalojmë në studimin e një teme të re, kujtojmë atë që kemi studiuar në klasat e mëparshme.
Le të përsërisim konceptet e mëposhtme: monosakaride, heksoze, aldoheksoze, ketohekzoza.
Nxënësit japin përkufizime për konceptet.
Monosakaridet janë karbohidrate të thjeshta që nuk i nënshtrohen hidrolizës.
Heksozat janë monosakaride që përmbajnë 6 atome karboni.
Aldohexozat janë heksoze që përmbajnë një grup funksional aldehid.
Ketohexozat janë heksoze që përmbajnë një grup funksional ketonesh.
Tani ju duhet t'i përgjigjeni pyetjeve të mëposhtme:
Po bëhen pyetje.
Cilat substanca klasifikohen si karbohidrate?
Përgjigje e sugjeruar: glukozë, fruktozë, laktozë, niseshte, celulozë, maltozë, ribozë.
Cili është burimi i karbohidrateve?
Përgjigje e sugjeruar: Burimet e karbohidrateve janë bimët, gjethet e të cilave i nënshtrohen fotosintezës nën veprimin e energjisë diellore.
Cilat karbohidrate klasifikohen si monosakaride?
Cilës klasë kimike i përket glukoza?
Përgjigje e sugjeruar: Glukoza është një alkool aldehid.
Rendisni proceset e fermentimit të glukozës të njohura për ju.
Përgjigje e sugjeruar: alkool, acid laktik, fermentim butirik.
Cili është roli i glukozës në jetën e organizmave të gjallë?
Përgjigja e sugjeruar: është burim energjie.
4. Mësimi i materialit të ri
Molekulat e monosakarideve mund të përmbajnë nga tre deri në dhjetë atome karboni.
Djema, le të kujtojmë klasifikimin e monosakarideve në varësi të numrit të atomeve të karbonit në molekulë.
Një nxënës vjen në dërrasën e zezë dhe shkruan klasifikimin e monosakarideve në formën e një diagrami.
Po bëhen pyetje.
Cilat monosakaride nga ky klasifikim keni studiuar tashmë?
Përgjigje e sugjeruar: heksoze.
Cila është përbërja kimike e heksozave? Shkruani një formulë.
Përgjigje e sugjeruar: C 6 H 12 O 6.
Jepni shembuj të heksozave që kemi studiuar.
Përgjigje e sugjeruar: glukozë, fruktozë.
Shpjegimi i skemës.
Triozat përfshijnë acidet laktike dhe piruvik, të cilët janë të përfshirë në proceset e fermentimit dhe oksidimit që ndodhin në organizmat e gjallë.
Tetrozat përfshijnë kryesisht eritrozën, e cila është e përfshirë në mënyrë aktive në proceset metabolike që ndodhin në trup, është një ndërmjetës kryesisht në proceset e fotosintezës dhe drejton formën unazore të molekulave të karbohidrateve.
Sot do të studiojmë pentozat.
Po bëhet një pyetje.
Cila është përbërja kimike e pentozave? Shkruani një formulë.
Përgjigje e sugjeruar: C 5 H 10 O 5.
Qelizat e organizmave të kafshëve dhe bimëve përbëhen nga pentoza - këto janë riboza dhe deoksiriboza. Ato janë pjesë e acideve nukleike: riboza është pjesë e acidit ribonukleik (ARN), deoksiriboza është pjesë e acidit deoksiribonukleik (ADN).
Pra, formuloni temën e mësimit.
Nxënësit formulojnë temën e mësimit.
Tema e mësimit: “Pentoses. Riboza dhe deoksiriboza si përfaqësues të aldopentozave.
Të gjitha pentozat, në varësi të pranisë së një grupi keto ose ald, ndahen në ketopentoza (ribulozë, ksilulozë) dhe aldopentoza (ribozë, arabinozë, ksilozë, liksoz).
Shkruani diagramin në tabelë.
Shpjegimi i skemës.
Një izomer i ribozës - ribulozës në formën e esterit fosforik është i përfshirë në metabolizmin e karbohidrateve.
Në bimë, ksiluloza është gjithashtu e përfshirë në metabolizmin e karbohidrateve në formën e esterit të fosforit.
Aldopentozat janë me interesin më të madh.
Riboza luan një rol shumë të rëndësishëm në organizmat e gjallë. Është pjesë e ARN-së, nukleotideve, vitaminave, koenzimave. Esteret e tij fosforike janë të përfshirë në metabolizmin e karbohidrateve.
Po bëhet një pyetje.
Cilat grupe funksionale përfshihen në aldopentoza?
Përgjigje e sugjeruar: grupet e aldehideve dhe alkooleve.
Si të konfirmohet prania e grupeve funksionale në aldopentoza duke përdorur reaksione cilësore?
Përgjigje e sugjeruar: reaksioni i pasqyrës së argjendit (grupi aldehid), reaksioni me hidroksid bakri (11) të sapopërgatitur (grupi i alkoolit).
Për të sqaruar veçoritë e vetive dhe strukturës së ribozës dhe deoksiribozës, plotësoni tabelën duke përdorur skicën e referencës që secili ka në tavolinat e tyre (Shtojcat A, B).
| P / P | shenjë | Ribozë | Deoksiriboza |
| Kush dhe kur e zbuloi substancën | 1905 | Phoebus Lieven, 1929 |
|
| Vetitë fizike | Kristal pa ngjyrë, lehtësisht të tretshëm në ujë dhe të ëmbël në shije. | Substancë kristalore pa ngjyrë, shumë e tretshme në ujë. |
|
| Formula | C 5 H 10 O 5 | C 5 H 10 O 4 |
|
| Forma aciklike |
|
|
|
| Forma ciklike |
|
|
|
| Të qenit në natyrë | Nuk gjendet në formë të lirë; Përbërës i oligo- dhe polisaharideve; Gjendet në lëkurën dhe gjëndrat e pështymës së kafshëve; Është pjesë e ARN-së (acidet ribonukleike), Vitamina B 2; - komponent i ATP-së (adenozintrifosforik acid). | Nuk gjendet në formë të lirë. - pjesë përbërëse e nukleoproteinave, të cilat janë të pasura me mish dhe produkte peshku; Është pjesë e ADN-së (acidet deoksiribonukleike). |
|
| Roli biologjik | Transferimi i informacionit dhe energjisë, si dhe i disa koenzimave dhe polisaharideve bakteriale. Merr pjesë në sintezën e proteinave dhe në transmetimin e tipareve trashëgimore. | Për sintezën e acideve nukleike. Është një komponent integral i koenzimave nukleotide që luajnë një rol të rëndësishëm në metabolizmin e qenieve të gjalla. Merrni pjesë në sintezën e proteinave dhe në transmetimin e tipareve trashëgimore. |
|
| Aplikacion | Riboza është në dispozicion si një shtesë e veçantë ushqimore sportive. | Asnjë informacion aplikimi. |
Shpjegimi i tabelës.
Karakteristikat e ribozës dhe deoksiribozës.
Përbërja e deoksiribozës nuk korrespondon me formulën C n (H 2 O) m , e cila konsiderohej formula e përgjithshme e të gjitha karbohidrateve.
Deoksiriboza ndryshon nga riboza nga mungesa e një grupi hidroksil (grupi hidroksi) në molekulë, i cili zëvendësohet nga një atom hidrogjeni. Prandaj emri i substancës (deoksiriboza).
Formulat strukturore tregojnë saktësisht se cili atom karboni i deoksiribozës nuk ka një grup hidroksil.
Ashtu si glukoza, molekulat e pentozës ekzistojnë jo vetëm në formën e aldehidit, por edhe në formën ciklike. Mbyllja e unazës në to mund të përfaqësohet në mënyrë të ngjashme. I vetmi ndryshim është se grupi karbonil bashkëvepron me hidroksilin jo të atomit të pestë, por të katërt të karbonit, dhe si rezultat i rirregullimit të atomeve, formohet një cikël jo gjashtë-anëtarësh, por pesë-anëtarësh.
5. Konsolidimi i njohurive
Nxënësit bëjnë një test. Shtojca A
Nxënësit shkëmbejnë fletoret dhe krahasojnë përgjigjet e tyre me ato të sakta, të cilat shkruhen në tabelë. Ata vlerësojnë njëri-tjetrin.
Përgjigjet e testit.
1) B,
2) C, D,
3) A, D,
4) A,
5) A.
6. Përmbledhja e mësimit
Në këtë mësim, ju rishikuat temën "Pentoza. Riboza dhe deoksiriboza si përfaqësues të aldopentozave". Gjatë mësimit, a keni mundur të thelloni njohuritë tuaja për karbohidratet, mësuat për veçoritë strukturore të ribozës dhe deoksiribozës, si dhe rolin e tyre biologjik në trupin e njeriut.
Vlerësimi i punës së nxënësve. Notimi.
7. Detyrë shtëpie
Shpjegimi i detyrave të shtëpisë.
Përgatitni një raport me temën "Përbërja e acideve nukleike ARN dhe ADN".
SHTOJCA A
RIBOZA
Riboza është një monosakarid nga grupi i pentozës; kristale pa ngjyrë, lehtësisht të tretshme në ujë dhe me shije të ëmbël. U hap në 1905. Formula e saj është 5 H 10 O 5 .
Monosakaridet me pesë atome karboni dhe pesë atome oksigjeni nuk gjenden në natyrë në një formë të lirë, por janë përbërës të rëndësishëm të oligo- dhe polisaharideve që përmbahen, për shembull, në dru.
Në formën e komponimeve proteinike, riboza gjendet në lëkurën dhe gjëndrat e pështymës së kafshëve.
Është baza e acidit ribonukleik (ARN), si dhe përbërësi kryesor i përdorur nga trupi për të krijuar molekulën ATP.
Riboza është një pjesë thelbësore e vitaminës B 2 dhe nukleotidet.
Roli biologjik
Riboza është pjesë e acideve ribonukleike (ARN), nukleozideve, mono- dhe dinukleotideve që bartin informacion dhe energji në qeliza, si dhe disa koenzima dhe polisaharide bakteriale.
Aplikacion
Përdorimi shtesë i ribozës ndihmon ndjeshëm në rivendosjen e rezervave të energjisë në muskujt e zemrës dhe muskujt skeletorë të humbur gjatë stërvitjes rraskapitëse, gjatë punës së vështirë fizike ose në kushte ishemike kur furnizimi me oksigjen në inde është i zvogëluar. Një efekt kaq i fortë i ribozës është për faktin se indeve u mungojnë enzimat e nevojshme për sintezën e saj të shpejtë kur ka nevojë për të. Rimbushja e rezervave të energjisë ngadalësohet kur konsumohen sasi të mëdha të ATP. Si rezultat, rezervat e ATP dhe komponimeve të tjera të nevojshme për zëvendësimin e tij zvogëlohen. E gjithë kjo shpjegon pse atletët ndihen të lodhur për disa ditë pas një stërvitje intensive.
Kohët e fundit, riboza është shitur si një shtesë sportive e pavarur, e cila mund të paraqitet në formë pluhuri ose të lëngshme. Pavarësisht të gjitha përfitimeve të kësaj substance, riboza rekomandohet të merret në kombinim me suplemente të tjera sportive, pasi mund të rrisë ndjeshëm efektin e tyre. Kombinimi më i suksesshëm me ribozën është kreatina.
SHTOJCA B
DEOKSIRIBOZA
Deoksiriboza është një monosakarid pentozë që përmban një grup hidroksil më pak se riboza. Është një substancë kristalore e pangjyrë, shumë e tretshme në ujë. Formula kimike u zbulua në vitin 1929 nga Phoebus Lieven. Formula e saj është 5 H 10 O 4 .
Në formën e lirë, pentozat nuk gjenden në produktet ushqimore dhe hyjnë në trupin e njeriut si pjesë e nukleoproteinave, të cilat janë të pasura me mish dhe produkte peshku.
Është pjesë e skeletit karbohidrat-fosfat të molekulave të ADN-së (acidet deoksiribonukleike).
Roli biologjik
Deoksiriboza përdoret për sintetizimin e acideve nukleike. Është një komponent integral i koenzimave nukleotide që luajnë një rol të rëndësishëm në metabolizmin e qenieve të gjalla. Merrni pjesë në sintezën e proteinave dhe në transmetimin e tipareve trashëgimore.
Aplikacion
Mund të përdoret si shtesë ushqimore. Nuk ka ende asnjë udhëzim praktik në literaturën shkencore për përdorimin e këtij suplementi - domethënë se si të përdoret, në çfarë sasie, në çfarë kohe dhe çfarë rezultatesh duhet të priten.
SHTOJCA B
Kuiz me temë
"Pentoses. Riboza dhe deoksiriboza si përfaqësues të aldopentozave.
1) Një monosakarid është:
2) Cili nga komponimet është ketoza?
5) Sa grupe hidroksil janë në deoksiribozë?
| A) 3, B) 4, | NË 1, D) 2. |
Kriteret e vlerësimit.
5 detyra të vërteta - rezultati "5";
4 detyra të vërteta - rezultati "4";
3 detyra të vërteta - rezultati "3";
2 detyra të vërteta - rezultati "2".
Nga monosakaridet, kur grupet hidroksil zëvendësohen nga një grup amino (-NH 2), formohen amino sheqernat. Në trupin e njeriut, amino sheqernat më të rëndësishme janë glukozamina dhe galaktozamina:
Ato bëjnë pjesë në karbohidratet komplekse të mukopolisaharideve, të cilat kryejnë funksione mbrojtëse dhe specifike karakteristike të mukusit, trupit qelqor të syrit, lëngut sinovial të kyçeve, sistemit të koagulimit të gjakut etj.
Shumë substanca të rëndësishme funksionalisht formohen nga glukoza në procesin e oksidimit ose reduktimit të saj: acidi askorbik, alkooli sorbitol, glukonik, glukuronik, sialik dhe acide të tjera.
2.1.4. Riboza dhe deoksiriboza
Këto karbohidrate të lira janë të rralla. Më shpesh ato janë pjesë e substancave komplekse, d.m.th. përdoret në trup në proceset plastike. Pra, riboza është pjesë e nukleotideve (ATP, ADP, AMP) dhe ARN-së, si dhe shumë koenzimave (NADP, NAD, FAD, FMN, CoA). Deoksiriboza është pjesë e ADN-së. Në trup, riboza dhe deoksiriboza (si pentozat e tjera) janë në formë ciklike.
2.1.5. Gliceraldehid dhe dihidroksiaceton
Ato formohen në indet e trupit gjatë metabolizmit të glukozës dhe fruktozës. Duke qenë izomerë, këto trioza janë të afta për ndërkonvertim:
Në indet e trupit, në procesin e metabolizmit të karbohidrateve dhe yndyrave, formohen estere fosforike të gliceraldehidit dhe fosfodioksiacetonit. Fosfogliceraldehidi është një substrat me energji të lartë të oksidimit biologjik. Në procesin e oksidimit të tij, formohen ATP, acidi piruvik (PVA) dhe acidi laktik (laktat).
Monosakaridet hyjnë lehtësisht në ndërveprime kimike, prandaj ato rrallë gjenden në organizmat e gjallë në gjendje të lirë. Oligosakaridet janë derivate veçanërisht të rëndësishëm të monosakarideve për trupin.
2.2. Oligosakaridet
Këto janë karbohidrate komplekse të ndërtuara nga një sasi e vogël (nga 2 në 10) të mbetjeve monosakaride. Nëse dy mbetje monosakaride janë të lidhura me lidhje 1,4 ose 1,2-glikozidike, atëherë formohen disakaride. Disakaridet kryesore janë saharoza, maltoza dhe laktoza.Formula molekulare e tyre është C 12 H 22 O 12.
2.2.1. saharozë
saharozë- (sheqer kallami ose panxhari) përbëhet nga një mbetje e glukozës dhe fruktozës, e ndërlidhur nga një lidhje 1,2-glikozidike, e cila formohet nga bashkëveprimi i grupit hidroksil të atomit të parë të karbonit të glukozës dhe grupit hidroksil të të dytit. atomi i karbonit i fruktozës.
Saharoza është përbërësi kryesor i sheqerit dietik. Në procesin e tretjes, nën ndikimin e enzimës sukrazë, zbërthehet në glukozë dhe fruktozë.
2.2.2. Maltoza
Maltoza- (Sheqeri i frutave) përbëhet nga dy molekula glukoze të lidhura nga një lidhje 1,4-glikozidike:
Shumë maltozë gjendet në ekstraktet e maltit të drithërave, drithërave të mbirë. Formohet në traktin gastrointestinal gjatë hidrolizës së niseshtës ose glikogjenit. Gjatë tretjes, ajo ndahet në dy molekula glukoze nën ndikimin e enzimës maltazë.
2.2.3. Laktoza
Laktoza- (Sheqeri i qumështit) përbëhet nga një molekulë e glukozës dhe galaktozës, të cilat janë të ndërlidhura nga një lidhje 1,4-glikozidike:
Laktoza sintetizohet në gjëndrat e qumështit gjatë laktacionit. Në sistemin tretës të njeriut, laktoza zbërthehet nga laktaza në glukozë dhe galaktozë. Marrja e laktozës në trup me ushqim kontribuon në zhvillimin e baktereve të acidit laktik, të cilat shtypin zhvillimin e proceseve kalbëzimi. Megjithatë, tek njerëzit me aktivitet të ulët të enzimës së laktazës (në shumicën e popullsisë së rritur të Evropës, Lindjes, vendeve arabe, Indisë), zhvillohet intoleranca ndaj qumështit.
Disakaridet e konsideruara kanë shije të ëmbël.Nëse ëmbëlsia e saharozës merret 100, atëherë ëmbëlsia e laktozës do të jetë 16, e maltozës -30, e glukozës -70, e fruktozës -170. Përveç kësaj, ato kanë një vlerë të lartë ushqyese. Prandaj, ato nuk rekomandohen për njerëzit që vuajnë nga obeziteti dhe diabeti. Ato zëvendësohen me lëndë artificiale, si për shembull sakarina, të cilat kanë shije të ëmbël (ëmbëlsia e sakarinës është -40 000), por nuk përthithen nga trupi.
Shumica e karbohidrateve në natyrë janë në formën e polisaharideve dhe ndahen në dy grupe të mëdha - homo- dhe heteropolisakaride.
Karbohidratet janë pjesë e qelizave dhe indeve të të gjitha organizmave bimorë dhe shtazorë. Ato kanë një rëndësi të madhe si burime energjie në proceset metabolike.
Karbohidratet janë përbërësi kryesor i ushqimit te gjitarët. Përfaqësuesi i tyre i mirënjohur - glukoza - gjendet në lëngjet e perimeve, frutat, frutat dhe veçanërisht në rrush (prandaj emri i tij - sheqer rrushi). Është një përbërës thelbësor i gjakut dhe indeve të kafshëve dhe një burim i drejtpërdrejtë energjie për reaksionet qelizore.
Karbohidratet formohen në bimë gjatë fotosintezës nga dioksidi i karbonit dhe uji. Për njerëzit, burimi kryesor i karbohidrateve janë ushqimet bimore.
Karbohidratet ndahen në monosakaridet dhe polisaharidet. Monosakaridet nuk hidrolizohen për të formuar karbohidrate më të thjeshta. Polisakaridet e hidrolizueshme mund të konsiderohen si produkte të polikondensimit të monosakarideve. Polisakaridet janë komponime me peshë të lartë molekulare, makromolekulat e të cilave përmbajnë qindra e mijëra mbetje monosakaride. Një grup i ndërmjetëm midis mono- dhe polisaharideve janë oligosakaridet(nga greqishtja. oligos- pak), duke pasur një peshë molekulare relativisht të vogël.
Pjesë përbërëse e emrave të mësipërm - saharidet- lidhur me emrin e zakonshëm të karbohidrateve që përdoren ende sot - Sahara.
11.1. Monosakaridet
11.1.1. Struktura dhe stereoizomerizmi
Monosakaridet janë përgjithësisht lëndë të ngurta që janë shumë të tretshme në ujë, pak në alkool dhe të patretshme në shumicën e tretësve organikë. Pothuajse të gjitha monosakaridet kanë një shije të ëmbël.
Monosakaridet mund të ekzistojnë si në formë të hapur (okso) ashtu edhe në formë ciklike. Në tretësirë, këto forma izomere janë në ekuilibër dinamik.
forma të hapura.Monosakaridet (monozat) janë komponime heterofunksionale. Molekulat e tyre përmbajnë njëkohësisht karbonil (aldehid ose keton) dhe disa grupe hidroksil, d.m.th. monosakaridet janë komponime polihidroksikarbonil - polihidroksialdehidet dhe polihidroksi ketone. Ata kanë një zinxhir karboni të padegëzuar.
Monosakaridet klasifikohen sipas natyrës së grupit karbonil dhe gjatësisë së zinxhirit të karbonit. Monosakaridet që përmbajnë një grup aldehid quhen aldoza, dhe grupi keton (zakonisht në pozicionin 2) - ketoza(prapashtesë -ose përdoret për emrat e monosakarideve: glukozë, galaktozë, fruktozë etj.). Në përgjithësi, struktura e aldozës dhe ketozës mund të përfaqësohet si më poshtë.
Varësisht nga gjatësia e vargut karbonik (3-10 atome), monosakaridet ndahen në trioza, tetroza, pentoza, heksoze, heptoza etj. Më të zakonshmet janë pentoza dhe heksoze.
Stereoizomerizmi.Molekulat e monosakarideve përmbajnë disa qendra kiraliteti, gjë që është arsyeja e ekzistencës së shumë stereoizomereve që korrespondojnë me të njëjtën formulë strukturore. Për shembull, në aldoheksozë ka katër atome asimetrike të karbonit dhe 16 stereoizomere (2 4) korrespondojnë me të, d.m.th., 8 palë enantiomere. Krahasuar me aldozat përkatëse, ketoekzozat përmbajnë një atom karboni kiral më pak, kështu që numri i stereoizomerëve (2 3) reduktohet në 8 (4 palë enantiomere).
Format e hapura (jo-ciklike) të monosakarideve tregohen si formula e projeksionit Fischer (shih 7.1.2). Zinxhiri i karbonit në to është shkruar vertikalisht. Në aldoza, grupi aldehid vendoset në krye, në ketoza, grupi primar i alkoolit ngjitur me grupin karbonil. Nga këto grupe fillon numërimi i zinxhirit.
Sistemi D,L përdoret për të treguar stereokiminë. Caktimi i një monosakaridi në serinë D- ose L kryhet sipas konfigurimit të qendrës kirale, më e largëta nga grupi okso, pavarësisht nga konfigurimi i qendrave të tjera! Për pentozat, një qendër e tillë "përcaktuese" është atomi C-4, dhe për heksozat - C-5. Pozicioni i grupit OH në qendrën e fundit të kiralitetit në të djathtë tregon që monosakaridi i përket serisë D, në të majtë - serisë L, d.m.th., në analogji me standardin stereokimik - gliceraldehidin (shih 7.1. 2).
Dihet që sistemi R,S është universal për përcaktimin e strukturës stereokimike të përbërjeve me disa qendra kiraliteti (shih 7.1.2). Sidoqoftë, rëndimi i emrave që rezultojnë të monosakarideve kufizon zbatimin e tij praktik.
Shumica e monosakarideve natyrale i përkasin serisë D. Nga aldopentozat, shpesh gjenden D-riboza dhe D-ksiloza, dhe nga ketopentozat, D-ribuloza dhe D-ksiluloza.
Emrat e zakonshëm për ketozën formohen duke futur prapashtesën - rr në emrat e aldozave përkatëse: i përgjigjet ribozës ribuloze, ksilozë - ksilulozë(Emri "fruktozë" bie jashtë këtij rregulli, i cili nuk ka asnjë lidhje me emrin e aldozës përkatëse).
Siç mund të shihet nga formulat e mësipërme, d-aldohekzozat stereoizomerike, si dhe d-aldopentozat dhe d-ketopentozat, janë diastereomere. Midis tyre ka nga ato që ndryshojnë në konfigurimin e vetëm një qendre kiraliteti. Diastereomeret që ndryshojnë në konfigurimin e vetëm një atomi asimetrik të karbonit quhen epimerët. Epimerët janë një rast i veçantë i diastereomerëve. Për shembull, d-glukoza dhe d-galaktoza janë të ndryshme
nga njëri-tjetri vetëm nga konfigurimi i atomit C-4, d.m.th., ato janë epimere në C-4. Në mënyrë të ngjashme, d-glukoza dhe d-manoza janë epimere në C-2, ndërsa d-riboza dhe d-ksiloza janë epimere në C-3.
Çdo aldozë e serisë d korrespondon me një enantiomer të serisë l me konfigurimin e kundërt të të gjitha qendrave të kiralitetit.
Format ciklike. Format e hapura të monosakarideve janë të përshtatshme për të konsideruar marrëdhëniet hapësinore midis monosakarideve stereoizomere. Në realitet, monosakaridet janë strukturalisht hemiacetalet ciklike. Formimi i formave ciklike të monosakarideve mund të konsiderohet si rezultat i një ndërveprimi intramolekular midis grupeve karbonil dhe hidroksil (shih 9.2.2) që përmbahen në molekulën e monosakaridit.
Grupi hidroksil hemiacetal në kiminë e karbohidrateve quhetglikozidike.Vetitë e tij ndryshojnë dukshëm nga grupet e tjera hidroksil (alkool).
Si rezultat i ciklizimit, formohen unaza furanozë (me pesë anëtarë) termodinamikisht më të qëndrueshme dhe piranozë (gjashtë-anëtare). Emrat e cikleve vijnë nga emrat e përbërjeve heterociklike të lidhura - furan dhe piran.
Formimi i këtyre cikleve shoqërohet me aftësinë e zinxhirëve të karbonit të monosakarideve për të adoptuar një konformacion mjaft të favorshëm pincer (shih 7.2.1). Si rezultat, aldehidi (ose ketoni) dhe hidroksili në grupet C-4 (ose në C-5) rezultojnë të jenë afër në hapësirë, d.m.th., ato grupe funksionale, si rezultat i ndërveprimit të të cilave ndodh ciklimi intramolekular. Nëse grupi hidroksil në C-5 reagon në aldoheksoza, atëherë formohet një hemiacetal me një unazë piranozë gjashtë-anëtareshe. Një cikël i ngjashëm në ketoekzoza përftohet me pjesëmarrjen e grupit hidroksil në C-6 në reaksion.
Në emrat e formave ciklike, së bashku me emrin e monosakaridit, madhësia e ciklit tregohet me fjalë piranozë ose furanoza. Nëse grupi hidroksil në C-4 është i përfshirë në ciklimin e aldoheksozave, dhe në C-5 për ketoekzozat, atëherë përftohen hemiacetale me një unazë furanozë pesë-anëtarësh.
Në formën ciklike, krijohet një qendër shtesë e kiralitetit - një atom karboni që më parë ishte pjesë e grupit karbonil (për aldozat, kjo është C-1). Ky atom quhet anomerike dhe dy stereoizomerët përkatës, α- dhe β-anomerët(Fig. 11.1). Anomerët janë një rast i veçantë i epimereve.
Konfigurime të ndryshme të atomit të karbonit anomerik lindin për shkak të faktit se grupi aldehid, për shkak të rrotullimit rreth lidhjes σ-1-С-2, sulmohet nga atomi nukleofilik i oksigjenit nga anët praktikisht të ndryshme (shih Fig. 11.1 ). Si rezultat, formohen hemiacetalet me konfigurime të kundërta të qendrës anomerike.
Në α-anomer, konfigurimi i qendrës anomerike është i njëjtë me konfigurimin e qendrës kirale "terminale", e cila përcakton përkatësinë në d- ose l -seria, ndërsa për β-anomerin është i kundërt. Në formulat e projeksionit Fisher për monosakaridet d -seri në α-anomer, ndodhet grupi glikozidik OH djathtas, dhe në β-anomer - majtas nga zinxhiri i karbonit.
Oriz. 11.1.Formimi i α- dhe β-anomereve me shembull d-glukozë
Formulat Haworth. Format ciklike të monosakarideve përshkruhen si formula e perspektivës së Haworth-it, në të cilat ciklet tregohen si poligone të sheshta që shtrihen pingul me rrafshin e vizatimit. Atomi i oksigjenit ndodhet në unazën e piranozës në këndin e djathtë, në unazën e furanozës - prapa rrafshit të unazës. Simbolet për atomet e karbonit në cikle nuk tregojnë.
Për të kaluar në formulat Haworth, formula ciklike e Fisher transformohet në mënyrë që atomi i oksigjenit të ciklit të vendoset në të njëjtën vijë të drejtë me atomet e karbonit të përfshirë në cikël. Kjo tregohet më poshtë për a-d-glukopiranozën nga dy permutacione në atomin C-5, gjë që nuk ndryshon konfigurimin e kësaj qendre asimetrike (shih 7.1.2). Nëse formula e transformuar Fisher vendoset horizontalisht, siç kërkohet nga rregullat për shkrimin e formulave Haworth, atëherë zëvendësuesit në të djathtë të vijës vertikale të zinxhirit të karbonit do të jenë nën rrafshin e ciklit, dhe ata në të majtë do të jenë sipër. ky aeroplan.
Në d-aldohekzozat në formën e piranozës (dhe në d-aldopentozat në formën e furanozës), grupi CH 2 OH ndodhet gjithmonë mbi rrafshin e ciklit, i cili shërben si një shenjë formale e serisë d. Grupi hidroksil glikozidik i a-anomereve të d-aldozave është nën rrafshin e unazës dhe i β-anomereve është mbi rrafshin.
Për hir të thjeshtësisë, formulat e Haworth shpesh nuk përshkruajnë simbolet e atomeve të hidrogjenit dhe lidhjet e tyre me atomet e karbonit të ciklit. Nëse po flasim për një përzierje anomerësh ose një stereoizomer me një konfigurim të panjohur të qendrës anomerike, atëherë pozicioni i grupit glikozidik OH tregohet me një vijë të valëzuar.
d-GLUKOPIRANOZA
Sipas rregullave të ngjashme, kalimi kryhet për ketozat, i cili tregohet më poshtë duke përdorur shembullin e një prej anomereve të formës furanozë të d-fruktozës.
11.1.2. Ciklo-okso-tautomerizmi
Në gjendje të ngurtë, monosakaridet janë në formë ciklike. Në varësi të tretësit nga i cili është rikristalizuar d-glukoza, ajo përftohet ose si a-d-glukopiranozë (nga alkooli ose uji) ose si β-d-glukopiranozë (nga piridina). Ato ndryshojnë në këndin specifik të rrotullimit [a] D 20 , përkatësisht +112? a-anomer dhe +19? në β-anomer. Për tretësirën e sapo përgatitur
e çdo anomeri, kur qëndron në këmbë, vërehet një ndryshim në rrotullimin specifik derisa të arrihet një kënd rrotullimi konstant prej +52,5°, i cili është i njëjtë për të dy tretësirat.
Ndryshimi në kohë i këndit të rrotullimit të planit të polarizimit të dritës nga tretësirat e karbohidrateve quhetmutarotacion.
Thelbi kimik i mutarotacionit është aftësia e monosakarideve për të ekzistuar si një përzierje ekuilibri tautomerësh - forma të hapura dhe ciklike. Ky lloj tautomerizmi quhet ciklo-okso-tautomerizëm.
Në tretësirat, ekuilibri ndërmjet katër tautomerëve ciklikë të monosakarideve vendoset përmes formës së hapur - formës okso. Ndërkonvertimi i a- dhe β-anomereve në njëri-tjetrin nëpërmjet një forme okso të ndërmjetme quhet anomerizimi.
Kështu, d-glukoza ekziston në tretësirë në formën e tautomerëve: forma okso dhe a- dhe β-anomere të formave ciklike piranozë dhe furanozë.
Përzierja e tautomerëve dominohet nga format piranozë. Forma okso, si dhe tautomerët me unaza furanozë, përmbahen në sasi të vogla. Sidoqoftë, ajo që është e rëndësishme nuk është përmbajtja absolute e njërit ose një tjetër tautomeri, por mundësia e kalimit të tyre në njëri-tjetrin, gjë që çon në rimbushjen e sasisë së formës "të nevojshme" siç konsumohet.
niya në çdo proces. Për shembull, megjithë përmbajtjen e parëndësishme të formës okso, glukoza hyn në reaksione karakteristike të grupit aldehid.
Transformime të ngjashme tautomerike ndodhin në tretësirat me të gjitha monosakaridet dhe oligosakaridet më të njohura. Më poshtë është një diagram i transformimeve tautomerike të përfaqësuesit më të rëndësishëm të ketohekzozave - d-fruktoza, e përmbajtur në fruta, mjaltë dhe gjithashtu një pjesë të saharozës (shih 11.2.2).
11.1.3. Konformacionet
Megjithatë, formulat përshkruese të Haworth nuk pasqyrojnë gjeometrinë reale të molekulave të monosakarideve, pasi unazat me pesë dhe gjashtë anëtarë nuk janë të rrafshët. Kështu, unaza piranozë me gjashtë anëtarë, si cikloheksani, miraton konformacionin më të favorshëm të karriges (shih 7.2.2). Në monosakaridet e zakonshme, grupi i madh i alkoolit primar CH 2 OH dhe shumica e grupeve hidroksil janë në pozicione më të favorshme ekuatoriale.
Nga dy anomerët e d-glukopiranozës, tretësira dominohet nga β-anomeri, në të cilin të gjithë zëvendësuesit, përfshirë hidroksilin hemiacetal, janë të vendosur në mënyrë ekuatoriale.
Stabiliteti i lartë termodinamik i d-glukopiranozës, për shkak të strukturës së saj konformuese, shpjegon shpërndarjen më të madhe të d-glukozës në natyrë midis monosakarideve.
Struktura konformacionale e monosakarideve paracakton rregullimin hapësinor të vargjeve polisaharide, duke formuar strukturën e tyre dytësore.
11.1.4. Monosakaridet jo klasike
Monosakaridet jo-klasike janë një numër përbërjesh që kanë një "arkitekturë" të përbashkët strukturore me monosakaridet "klasike" të zakonshme (aldozat dhe ketozat), por ndryshojnë ose në modifikimin e një ose më shumë grupeve funksionale, ose në mungesë të disa prej tyre. ato. Në komponime të tilla, grupi OH shpesh mungon. Emërtohen duke i shtuar parashtesën emrit të monosakaridit origjinal deoksi- (do të thotë pa grup OH) dhe emrin e zëvendësuesit "të ri".
Deoksi sheqer.Më i zakonshmi nga sheqernat deoksi, 2-deoksi-D-riboza, është një përbërës strukturor i ADN-së. Glikozidet kardiake natyrale (shih 15.3.5) të përdorura në kardiologji përmbajnë mbetje sheqeri didoksi siç janë dixhitoksozat (glikozidet kardiake dixhitale).
Amino sheqer.Këto derivate, që përmbajnë një grup amino në vend të një grupi hidroksil (zakonisht në C-2), kanë veti themelore dhe formojnë kripëra kristalore me acide. Përfaqësuesit më të rëndësishëm të amino sheqernave janë analoge të d-glukozës dhe d-galaktozës, për të cilat shpesh përdoren terma gjysmë të parëndësishëm.
Emrat e zakonshëm janë përkatësisht d-glucosamine dhe d-galactosamine. Grupi amino në to mund të acilohet me mbetje të acidit acetik, ndonjëherë sulfurik.
Alditët.Për alditët, i quajtur gjithashtu alkoolet e sheqerit, përfshijnë alkoolet polihidrike që përmbajnë një grup hidroksil në vend të një grupi okso =O. Çdo aldozë korrespondon me një aldit, në emër të të cilit përdoret prapashtesa -ajo në vend të -ozya, p.sh., d-maniti (nga d-manoza). Alditet kanë një strukturë më simetrike se aldozat, kështu që në mesin e tyre gjenden komponime mezo (nga brenda simetrike), si ksilitoli.
Sheqernat acide.Monosakaridet në të cilat në vend të njësisë CH 2 OH përmban grupin COOH, kanë një emër të përbashkët acidet uronike. Emrat e tyre përdorin kombinimin - acidi uronik në vend të një prapashtese -ozya aldoza përkatëse. Vini re se numërimi i zinxhirit është nga atomi i karbonit aldehid, dhe jo nga ai karboksil, në mënyrë që të ruhet marrëdhënia strukturore me monosakaridin origjinal.
Acidet uronike janë përbërës të polisaharideve bimore dhe bakteriale (shih 13.3.2).
SHEQER ACIDI
Monosakaridet që përmbajnë një grup karboksil në vend të një grupi aldehid klasifikohen si acidet aldonike. Nëse grupet karboksil janë të pranishëm në të dy skajet e zinxhirit të karbonit, atëherë komponime të tilla kanë një emër të përbashkët acidet aldarike. Në nomenklaturën e këtyre llojeve të acideve përdoren përkatësisht kombinime - acid onik dhe - acid virulent.
Acidet aldonike dhe aldarike nuk mund të formojnë forma ciklike tautomere, pasi atyre u mungon një grup aldehidi. Acidet aldarike, si alditet, mund të ekzistojnë në formën e komponimeve mezo (një shembull është acidi galaktarik).
Acidi askorbik (vitamina C). Kjo, ndoshta, vitamina më e vjetër dhe më e njohur është e ngjashme në strukturë me monosakaridet dhe është një acid γ-lakton (I). Vitaminë C
gjenden në fruta, veçanërisht në agrumet, manaferrat (trëndafili, rrush pa fara e zezë), perimet, qumështi. Prodhohet komercialisht në një shkallë të madhe nga d-glukoza.
Acidi askorbik shfaq veti mjaft të forta acidike. (pK a 4,2) për shkak të një prej grupeve hidroksil të fragmentit të enediolit. Gjatë formimit të kripërave, unaza γ-lakton nuk hapet.
Acidi askorbik ka veti të forta reduktuese. formohet gjatë oksidimit të tij acidi dehidroaskorbik rikthehet lehtësisht në acid askorbik. Ky proces siguron një sërë reaksionesh redoks në trup.
11.1.5. Vetitë kimike
Monosakaridet janë substanca shumë reaktive. Molekulat e tyre përmbajnë qendrat e mëposhtme më të rëndësishme të reagimit:
Hidroksil hemiacetal (i theksuar me ngjyra);
Grupet hidroksil alkoolike (të gjithë të tjerët përveç hemiacetalit);
Grupi karbonil i formës aciklike.
Glikozidet.Glikozidet përfshijnë derivate të formave ciklike të karbohidrateve në të cilat grupi hidroksil hemiacetal zëvendësohet nga një grup OR. Komponenti jo karbohidrat i glikozidit quhet aglikon. Marrëdhënia midis qendrës anomerike (në aldoza është C-1, në ketoza - C-2) dhe grupit OR quhet glikozid. Glikozidet janë acetalet e formave ciklike të aldozës ose ketozës.
Në varësi të madhësisë së ciklit të oksidit, glikozidet ndahen në piranozidet dhe furanozide. Glikozidet e glukozideve quhen glukozide, ribozat quhen ribozide, etj. Në emrin e plotë të glikozideve, në mënyrë sekuenciale tregohet emri i radikalit R, konfigurimi i qendrës anomerike (α- ose β-) dhe emri i mbetjes së karbohidrateve. me zëvendësimin e prapashtesës -ose në -ozid (shih shembujt në skemën e reagimit më poshtë).
Glikozidet formohen nga ndërveprimi i monosakarideve me alkoolet në kushtet e katalizimit acid; në këtë rast në reaksion hyn vetëm grupi hemiacetal OH.
Tretësirat e glikozideve nuk mutarotojnë.
Shndërrimi i një monosakaridi në një glikozid është një proces kompleks që vazhdon përmes një sërë reaksionesh të njëpasnjëshme. Në terma të përgjithshëm, ai
është logjike për përgatitjen e acetaleve aciklike (shih 5.3). Megjithatë, për shkak të kthyeshmërisë së reaksionit në tretësirë, format tautomerike të monosakaridit fillestar dhe katër glikozideve izomere (a- dhe β-anomerët e furanozideve dhe piranozideve) mund të jenë në ekuilibër.
Ashtu si të gjitha acetalet, glikozidet hidrolizohen nga acidet e holluara, por janë rezistente ndaj hidrolizës në mjedise pak alkaline. Hidroliza e glikozideve çon në alkoolet dhe monosakaridet përkatëse dhe është reagimi i kundërt ndaj formimit të tyre. Hidroliza enzimatike e glikozideve qëndron në themel të zbërthimit të polisaharideve të kryer në organizmat shtazorë.
Eteret komplekse.Monosakaridet acilizohen lehtësisht nga anhidridet e acideve organike, duke formuar estere me pjesëmarrjen e të gjitha grupeve hidroksil. Për shembull, kur bashkëveproni me anhidridin acetik, fitohen derivatet acetil të monosakarideve. Esteret e monosakarideve hidrolizohen si në mjedise acidike ashtu edhe në ato alkaline.
Rëndësi të madhe kanë esteret e acideve inorganike, në veçanti esteret e acidit fosforik - fosfatet. Ato gjenden në të gjitha organizmat bimore dhe shtazore dhe janë forma metabolike aktive të monosakarideve. Rolin më të rëndësishëm e luajnë d-glukoza dhe fosfatet d-fruktozë.
Esteret e acidit sulfurik - sulfatet - janë pjesë e polisaharideve të indit lidhës (shih 11.3.2).
Rimëkëmbja.Kur monosakaridet reduktohen (grupet e tyre aldehide ose ketonike), formohen aldite.
Alkoolet heksahidrike -D-gluciti(sorbitol) dhe D-manitol- përftohen me restaurimin përkatësisht të glukozës dhe manozës. Aldit është lehtësisht i tretshëm në ujë, ka shije të ëmbël, disa prej tyre (ksilitoli dhe sorbitoli) përdoren si zëvendësues të sheqerit për diabetikët.
Gjatë rivendosjes së aldozës, merret vetëm një poliol, kur rivendoset ketoza, përftohet një përzierje e dy polioleve; për shembull nga d - formohet fruktoza d-glucit dhe d-manitol.
Oksidimi.Reaksionet e oksidimit përdoren për të zbuluar monosakaridet, veçanërisht glukozën, në lëngjet biologjike (urinë, gjak).
Në një molekulë monosakaride, çdo atom karboni mund të oksidohet, por grupi aldehid i aldozës në një formë të hapur oksidohet më lehtë.
Agjentët oksidues të butë (uji me brom) mund të oksidojnë një grup aldehid në një grup karboksil pa prekur grupet e tjera. Në
kjo prodhon acide aldonike. Pra, kur oksidohet d -glukoza fitohet me ujë me brom d - acid glukonik. Në mjekësi, përdoret kripa e tij e kalciumit, glukonati i kalciumit.
Veprimi i agjentëve më të fortë oksidues, si acidi nitrik, permanganati i kaliumit, madje edhe jonet Cu 2 + ose Ag +, çon në një dekompozim të thellë të monosakarideve me një thyerje të lidhjeve karbon-karbon. Zinxhiri i karbonit ruhet vetëm në raste të caktuara, për shembull, gjatë oksidimit d-glukoza në d -acidi glukarik ose d -galaktozë në acid galaktar (mukus).
Acidi galaktarik që rezulton është pak i tretshëm në ujë dhe precipiton, i cili përdoret për të zbuluar galaktozën me këtë metodë.
Aldozat oksidohen lehtësisht nga komponimet komplekse të bakrit (II) dhe argjendit, përkatësisht, me reagentët Fehling dhe Tollens (shih gjithashtu 5.5). Reaksione të tilla janë të mundshme për shkak të pranisë së formës aldehide (të hapur) në përzierjen tautomerike.
Për shkak të aftësisë për të reduktuar jonet Cu 2 + ose Ag +, monosakaridet dhe derivatet e tyre që përmbajnë një grup të mundshëm aldehid quhenduke restauruar.
Glikozidet nuk shfaqin aftësi reduktuese dhe nuk japin test pozitiv me këta reagentë. Sidoqoftë, ketozat janë në gjendje të reduktojnë kationet metalike, pasi në një mjedis alkalik ato izomerizohen në aldoza.
Oksidimi i drejtpërdrejtë i njësisë CH 2 OH e monosakarideve në një grup karboksil është i pamundur për shkak të pranisë së një grupi aldehid më të prirur ndaj oksidimit, prandaj, për të kthyer një monosakarid në acid uronik, një monosakarid me një grup të mbrojtur aldehidi oksidohet, për shembull, në formën e një glikozidi.
Formimi i glikozideve të acidit glukuronik - glukuronidet- është një shembull i një procesi biosintetik konjugim, d.m.th., procesi i lidhjes së barnave ose metabolitëve të tyre me substanca biogjene, si dhe me substanca toksike, i ndjekur nga ekskretimi nga trupi me urinë.
11.2. Oligosakaridet
Oligosakaridet janë karbohidrate të ndërtuara nga disa mbetje monosakaride (nga 2 në 10) të lidhura nga një lidhje glikozidike.
Oligosakaridet më të thjeshta janë disakaridet (biozat), të cilat përbëhen nga mbetjet e dy monosakarideve dhe janë glikozide (acetalet e plota), në të cilat njëra prej mbetjeve vepron si aglikon. Aftësia e disaharideve për të hidrolizuar në një mjedis acid me formimin e monosakarideve lidhet me natyrën e acetalit.
Ekzistojnë dy lloje të lidhjes së mbetjeve të monosakarideve:
Për shkak të grupit hemiacetal OH të njërit monosakarid dhe çdo grupi alkooli të tjetrit (në shembullin më poshtë, hidroksil në C-4); është një grup disaharidesh reduktuese;
Me pjesëmarrjen e grupeve hemiacetal OH të të dy monosakarideve; është një grup disaharidesh joreduktuese.
11.2.1. Reduktimi i disakarideve
Në këto disakaride, një nga mbetjet monosakaride është i përfshirë në formimin e një lidhje glikozidike për shkak të grupit hidroksil (më shpesh në C-4). Disakaridi ka një grup të lirë hidroksil hemiacetal, si rezultat i të cilit ruhet aftësia për të hapur unazën.
Vetitë reduktuese të disakarideve të tilla dhe mutarotacioni i tretësirave të tyre janë për shkak të ciklo-okso-tautomerizmit.
Përfaqësuesit e disaharideve reduktuese janë maltoza, celobioza, laktoza.
Maltoza.Ky disakarid quhet edhe sheqer malti (nga lat. maltum- malt). Është produkti kryesor i zbërthimit të niseshtës nga veprimi i enzimës β-amilazë, e sekretuar nga gjëndra e pështymës, e cila gjendet gjithashtu në malt (kokrra drithëra të mbirë, dhe më pas të thara dhe të grimcuara). Maltoza ka një shije më pak të ëmbël se saharoza.
Maltoza është një disakarid në të cilin mbetjet e dy molekulave d-glukopiranozë janë të lidhura me një lidhje a(1^4)-glikozidike.
Atomi anomerik i karbonit i përfshirë në formimin e kësaj lidhjeje ka një konfigurim a dhe një atom anomerik me një grup hidroksil hemiacetal mund të ketë konfigurime α- dhe β (përkatësisht a- dhe β-maltozë).
Në emrin sistematik të disakaridit, molekula "e parë" merr prapashtesën -ozil, dhe "e dyta" ruan prapashtesën -ose. Për më tepër, emri i plotë tregon konfigurimin e të dy atomeve anomerik të karbonit.
Cellobioze.Ky disaharid formohet nga hidroliza jo e plotë e polisaharidit të celulozës.
Cellobioza është një disakarid në të cilin mbetjet e dy molekulave d-glukopiranozë janë të lidhura me një lidhje β(1-4)-glikozidike.
Dallimi midis celobiozës dhe maltozës është se atomi anomerik i karbonit i përfshirë në formimin e një lidhje glikozidike ka një konfigurim β.
Maltoza shkëputet nga enzima α-glukozidazë, e cila nuk është aktive kundër celobiozës. Cellobioza mund të copëtohet nga enzima β-glukozidazë, por kjo enzimë mungon në trupin e njeriut, kështu që celobioza dhe polisakaridi celuloz përkatës nuk mund të përpunohen në trupin e njeriut. Ripërtypësit mund të ushqehen me celulozën (fibra) e barishteve, sepse bakteret në traktin e tyre gastrointestinal kanë β-glukozidazë.
Dallimi konfigurues midis maltozës dhe celobiozës përfshin gjithashtu një ndryshim konformues: lidhja α-glikozidike në maltozë është e vendosur në aksi, dhe lidhja β-glikozidike në celobiozë ndodhet në ekuatoriale. Gjendja konformacionale e disakarideve është shkaku kryesor i strukturës lineare të celulozës, e cila përfshin celobiozën, dhe strukturën e mbështjellë të amilozës (niseshte), e ndërtuar nga njësitë e maltozës.
Laktozagjendet në qumësht (4-5%) dhe merret nga hirra pas ndarjes së gjizës (prandaj edhe emri i tij "sheqer qumështi").
Laktoza është një disakarid në të cilin mbetjet e d-galaktopiranozës dhe d-glukopiranozës janë të lidhura me një lidhje P(1-4)-glikozidike.
Atomi anomerik i karbonit i d-galaktopiranozës i përfshirë në formimin e kësaj lidhjeje ka konfigurimin β. Atomi anomerik i fragmentit të glukopiranozës mund të ketë konfigurime α- dhe β (përkatësisht α- dhe β-laktozë).
11.2.2. Disakaride jo reduktuese
Disakaridi joreduktues më i rëndësishëm është saharozë. Burimi i tij është kallam sheqeri, panxhari i sheqerit (deri në 28% të lëndës së thatë), lëngjet e bimëve dhe frutave.
Saharoza është një disakarid në të cilin mbetjet e a-d-glukopiranozës dhe β-d-fruktofuranozës janë të lidhura me lidhje glikozidike për shkak të grupeve hidroksil hemiacetal të secilit monosakarid.
Meqenëse molekulës së saharozës i mungojnë grupet hidroksil hemiacetal, ajo është e paaftë për ciklo-okso-tautomerizëm. Tretësirat e saharozës nuk mutarotojnë.
11.2.3. Vetitë kimike
Për nga natyra kimike, oligosakaridet janë glikozide, dhe oligosakaridet reduktuese gjithashtu kanë shenja të monosakarideve, pasi ato përmbajnë një grup të mundshëm aldehid (në formë të hapur) dhe një hidroksil hemiacetal. Kjo përcakton sjelljen e tyre kimike. Ata hyjnë në shumë reaksione të natyrshme në monosakaridet: ato formojnë estere, ato janë në gjendje të oksidohen dhe reduktohen nën veprimin e të njëjtëve reagjentë.
Reaksioni më karakteristik i disakarideve është hidroliza acidike, e cila çon në ndarjen e lidhjes glikozidike me formimin e monosakarideve (në të gjitha format tautomere). Në terma të përgjithshëm, ky reaksion është analog me hidrolizën e glikozideve alkil (shih 11.1.5).
11.3. Polisakaridet
Polisakaridet përbëjnë pjesën më të madhe të lëndës organike në biosferën e Tokës. Ata kryejnë tre funksione të rëndësishme biologjike, duke vepruar si përbërës strukturorë të qelizave dhe indeve, rezervë energjie dhe substanca mbrojtëse.
Polisakaridet (glikanet) janë karbohidrate me peshë të lartë molekulare. Nga natyra kimike, ato janë poliglikozide (polyacetale).
Parimi strukturor i polisaharideve nuk ndryshon nga oligosakaridet reduktuese (shih 11.2). Çdo lidhje e monosakaridit është e lidhur me lidhje glikozidike me lidhjet e mëparshme dhe të mëvonshme. Në të njëjtën kohë, një grup hidroksil hemiacetal sigurohet për komunikim me lidhjen tjetër, dhe një grup alkooli me atë të mëparshëm. Dallimi qëndron vetëm në numrin e mbetjeve të monosakarideve: polisaharidet mund të përmbajnë qindra apo edhe mijëra prej tyre.
Në polisaharidet me origjinë bimore, më të zakonshmet janë lidhjet (1-4)-glikozidike, ndërsa në polisaharidet me origjinë shtazore dhe bakteriale ka lidhje të llojeve të tjera. Në njërin skaj të zinxhirit polimer është një mbetje monosakaride reduktuese. Meqenëse proporcioni i tij në të gjithë makromolekulën është shumë i vogël, polisakaridet praktikisht nuk shfaqin veti reduktuese.
Natyra glikozidike e polisaharideve përcakton hidrolizën e tyre në acid dhe stabilitetin në mjediset alkaline. Hidroliza e plotë çon në formimin e monosakarideve ose derivateve të tyre, jo të plota - në një numër oligosakaridesh të ndërmjetme, përfshirë disakaridet.
Polisakaridet kanë një peshë të madhe molekulare. Ato karakterizohen nga një nivel më i lartë i organizimit strukturor të makromolekulave, tipik për substancat makromolekulare. Së bashku me strukturën parësore, d.m.th., me një sekuencë të caktuar të mbetjeve të monomerit, një rol të rëndësishëm luan struktura sekondare, e cila përcaktohet nga rregullimi hapësinor i zinxhirit makromolekular.
Zinxhirët polisakarid mund të jenë të degëzuar ose të padegëzuar (linear).
Polisakaridet ndahen në grupe:
Homopolisakaridet, të përbëra nga mbetjet e një monosakaridi;
Heteropolisakaride, të përbëra nga mbetje të monosakarideve të ndryshme.
Homopolisakaridet përfshijnë shumë polisakaride me origjinë bimore (niseshte, celulozë, pektinë), shtazore (glikogjen, kitinë) dhe bakteriale (dekstrans).
Heteropolisakaridet, të cilat përfshijnë shumë polisaharide shtazore dhe bakteriale, janë më pak të studiuara, por luajnë një rol të rëndësishëm biologjik. Heteropolisakaridet në trup shoqërohen me proteina dhe formojnë komplekse komplekse supramolekulare.
11.3.1. Homopolisakaridet
Amidoni.Ky polisaharid përbëhet nga dy lloje polimerësh të ndërtuar nga d-glukopiranoza: amiloza(10-20%) dhe amilopektinë(80-90%). Niseshteja formohet në bimë gjatë fotosintezës dhe "ruhet" në zhardhokët, rrënjët, farat.
Niseshteja është një substancë amorfe e bardhë. Është i patretshëm në ujë të ftohtë, bymehet në ujë të nxehtë dhe një pjesë e tij shpërbëhet gradualisht. Me nxehjen e shpejtë të niseshtës, për shkak të lagështisë që përmban (10-20%), ndodh ndarja hidrolitike e zinxhirit makromolekular në fragmente më të vogla dhe formohet një përzierje e polisaharideve, e quajtur. dekstrinat. Dekstrinat janë më të tretshme në ujë sesa niseshteja.
Ky proces i zbërthimit të niseshtës, ose dekstrinizim, kryhet në pjekje. Niseshteja e miellit e konvertuar në dekstrinë është më e lehtë për t'u tretur për shkak të tretshmërisë më të madhe.
Amiloza është një polisakarid në të cilin mbetjet e d-glukopiranozës janë të lidhura me lidhje a(1-4)-glikozidike, pra maltoza është fragmenti disakarid i amilozës.
Zinxhiri i amilozës është i padegëzuar, përfshin deri në një mijë mbetje glukoze, pesha molekulare është deri në 160 mijë njësi.
Sipas analizës së difraksionit me rreze X, makromolekula e amilozës paloset në një spirale (Fig. 11.2). Ekzistojnë gjashtë njësi monosakaride për çdo kthesë të spirales. Molekulat me të njëjtën madhësi, për shembull, molekulat e jodit, mund të hyjnë në kanalin e brendshëm të spirales, duke formuar komplekse të quajtura lidhjet e përfshirjes. Kompleksi amilozë-jod është blu. Kjo përdoret për qëllime analitike për të zbuluar si niseshtenë ashtu edhe jodin (testi i jodit të niseshtës).
Oriz. 11.2.Struktura spirale e amilozës (pamje përgjatë boshtit të spirales)
Amylopektina, ndryshe nga amiloza, ka një strukturë të degëzuar (Fig. 11.3). Pesha e saj molekulare arrin 1-6 milion.
Oriz. 11.3.Makromolekula e degëzuar e amilopektinës (rrathë me ngjyrë - vendet e degëzimit të zinxhirëve anësore)
Amilopektina është një polisaharid i degëzuar, në zinxhirët e të cilit mbetjet e D-glukopiranozës janë të lidhura me lidhje α(1^4)-glikozidike dhe në pikat e degëzimit me lidhje α(1^6). Midis pikave të degëzimit ka 20-25 mbetje glukoze.
Hidroliza e niseshtës në traktin gastrointestinal ndodh nën veprimin e enzimave që çajnë lidhjet a(1-4)- dhe a(1-6)-glikozidike. Produktet përfundimtare të hidrolizës janë glukoza dhe maltoza.
Glikogjeni.Në organizmat shtazorë, ky polisaharid është një analog strukturor dhe funksional i niseshtës vegjetale. Ajo është e ngjashme në strukturë me amilopektinën, por ka edhe më shumë degëzime zinxhirësh. Zakonisht midis pikave të degëzimit ka 10-12, ndonjëherë edhe 6 njësi glukoze. Mund të thuhet me kusht se degëzimi i makromolekulës së glikogjenit është dyfishi i amilopektinës. Degëzimi i fortë kontribuon në kryerjen e funksionit energjetik të glikogjenit, pasi vetëm me një mori mbetjesh terminale mund të sigurohet ndarja e shpejtë e sasisë së kërkuar të molekulave të glukozës.
Pesha molekulare e glikogjenit është jashtëzakonisht e madhe dhe arrin 100 milionë.Kjo madhësi makromolekulash kontribuon në funksionin e një karbohidrati rezervë. Kështu, makromolekula e glikogjenit, për shkak të madhësisë së saj të madhe, nuk kalon nëpër membranë dhe mbetet brenda qelizës derisa të ketë nevojë për energji.
Hidroliza e glikogjenit në një mjedis acid zhvillohet shumë lehtë me një rendiment sasior të glukozës. Kjo përdoret në analizën e indeve për përmbajtjen e glikogjenit nga sasia e glukozës së formuar.
Ngjashëm me glikogjenin në organizmat shtazorë, amilopektina, e cila ka një strukturë më pak të degëzuar, luan të njëjtin rol si një polisaharid rezervë në bimë. Kjo për faktin se proceset metabolike zhvillohen shumë më ngadalë në bimë dhe nuk kërkohet një fluks i shpejtë energjie, siç është ndonjëherë e nevojshme për organizmin e kafshëve (situata stresuese, stresi fizik ose mendor).
Celuloza.Ky polisaharid, i quajtur edhe celulozë, është polisakaridi bimor më i bollshëm. Celuloza ka forcë të lartë mekanike dhe vepron si një material mbështetës për bimët. Druri përmban 50-70% celulozë; Pambuku është pothuajse celulozë e pastër. Celuloza është një lëndë e parë e rëndësishme për një sërë industrish (pulpë dhe letër, tekstile, etj.).
Celuloza është një polisaharid linear në të cilin mbetjet e d-glukopiranozës janë të lidhura me lidhje P(1-4)-glikozidike. Fragmenti disakarid i celulozës është celobioza.
Zinxhiri makromolekular nuk ka degë, përmban 2,5-12 mijë mbetje glukoze, që korrespondon me një peshë molekulare nga 400 mijë në 1-2 milion.
Konfigurimi β i atomit të karbonit anomerik çon në faktin se makromolekula e celulozës ka një strukturë rreptësisht lineare. Kjo lehtësohet nga formimi i lidhjeve hidrogjenore brenda zinxhirit, si dhe midis zinxhirëve ngjitur.
Një paketim i tillë zinxhir siguron forcë të lartë mekanike, përmbajtje fibrash, pazgjidhshmëri në ujë dhe inertitet kimik, gjë që e bën celulozën një material të shkëlqyer për ndërtimin e mureve të qelizave bimore. Celuloza nuk zbërthehet nga enzimat e zakonshme të traktit gastrointestinal, por është e nevojshme për ushqimin normal si një fibër diete.
Rëndësi të madhe praktike kanë derivatet eterike të celulozës: acetatet (mëndafshi artificial), nitratet (eksplozivët, koloksilina) dhe të tjera (fibra viskoze, celofan).
11.3.2. Heteropolisakaridet
Polisakaridet e indit lidhor. Midis polisaharideve të indit lidhës, sulfatet e kondroitinës (lëkura, kërci, tendinat), acidi hialuronik (trupi qelqor i syrit, kordoni i kërthizës, kërci, lëngu i kyçeve), heparina (mëlçia) janë studiuar plotësisht. Për nga struktura, këto polisaharide kanë disa veçori të përbashkëta: zinxhirët e tyre të padegëzuar përbëhen nga mbetje disakaride, të cilat përfshijnë acidin uronik (d-glukuronik, d-galakturonik, l-iduronic - epimeri i acidit d-glukuronik në C-5) dhe amino sheqer. (N-acetilglukozamine, N-acetilgalaktozamine). Disa prej tyre përmbajnë mbetje të acidit sulfurik.
Polisakaridet e indit lidhës quhen ndonjëherë mukopolisakaride acide (nga lat. mukusit- mukus), pasi ato përmbajnë grupe karboksil dhe grupe sulfo.
Sulfatet e kondroitinës. Ato përbëhen nga mbetje të disakarideve të kondrozinës N-acetiluara të lidhura me lidhje β(1-4)-glikozidike.
N-acetilkondrozina është ndërtuar nga mbetjet D -acidi glukuronik dhe N-acetil-D -galaktozamine e lidhur nga nje lidhje β(1-3)-glikozidike.
Siç sugjeron emri, këto polisakaride janë estere të acidit sulfurik (sulfate). Grupi i sulfatit formon një lidhje esterike me grupin hidroksil të N-acetil-D-galaktozaminës që ndodhet në pozicionin 4 ose 6. Prandaj, dallohen kondroitin-4-sulfati dhe kondroitin-6-sulfati. Pesha molekulare e sulfateve të kondroitinës është 10-60 mijë njësi.
Acidi hialuronik. Ky polisaharid është ndërtuar nga mbetje disakaride të lidhura me lidhje β(1-4)-glikozidike.
Fragmenti i disakaridit përbëhet nga mbetje D -Acidi glukuronik dhe N-acetil-D-glukozamina të lidhuraβ (1-3)-lidhje glikozidike.
Heparina. Në heparinë, njësitë e disakarideve të përsëritura përfshijnë mbetje të d-glukozaminës dhe një prej acideve uronike, d-glukuronik ose l-iduronic. Në aspektin sasior mbizotëron acidi l-iduronik. Një lidhje α(1-4)-glikozidike ndodh brenda fragmentit disakarid, dhe një lidhje α(1-4)- ndodh midis fragmenteve të disakarideve nëse fragmenti përfundon në acid l-iduronik, dhe një β(1-4)- lidhje nëse d -acidi glukuronik.
Grupi amino i shumicës së mbetjeve të glukozaminës sulfatohet, dhe disa prej tyre janë të acetilizuar. Përveç kësaj, grupet sulfate gjenden në një numër mbetjesh të acidit l-iduronik (në pozicionin 2) dhe glukozaminës (në pozicionin 6). Mbetjet e acidit d-glukuronik nuk sulfohen. Mesatarisht, një fragment disakarid ka 2,5-3 grupe sulfate. Pesha molekulare e heparinës është 16-20 mijë njësi.
Heparina parandalon mpiksjen e gjakut, pra shfaq veti antikoagulante.
Shumë heteropolisakaride, përfshirë ato të diskutuara më sipër, nuk gjenden në formë të lirë, por në formë të lidhur me zinxhirë polipeptidikë. Komponime të tilla makromolekulare klasifikohen si biopolimere të përziera, për të cilat aktualisht përdoret termi. glikokonjugatet.
Monosakaridet: klasifikimi; stereoizomerizmi, seritë D dhe L; forma të hapura dhe ciklike në shembullin e D-glukozës dhe 2-deoksi-D-ribozës, ciklo-oksoautomerizmi; mutarotacion. Përfaqësuesit: D-ksilozë, D-ribozë, D-glukozë, 2-deoksi-D-ribozë, D-glukozamine.
Karbohidratet- komponimet heterofunksionale që janë alkoole polihidrike aldehide ose ketonike ose derivatet e tyre. Klasa e karbohidrateve përfshin një sërë komponimesh - nga pesha molekulare e ulët, që përmban nga 3 deri në 10 atome karboni deri te polimeret me një peshë molekulare prej disa miliona. Në lidhje me hidrolizën e acidit dhe vetitë fiziko-kimike, ato ndahen në tre grupe të mëdha: monosakaride, oligosakaride dhe polisakaride .
Monosakaridet(monoza) - karbohidrate që nuk janë në gjendje t'i nënshtrohen hidrolizës acidike me formimin e sheqernave më të thjeshta. Monozat klasifikojnë nga numri i atomeve të karbonit, natyra e grupeve funksionale, seritë stereoizomerike dhe format anomerike. Nga grupet funksionale monosakaridet klasifikohen në aldoza (përmbajnë një grup aldehidi) dhe ketoza (përmbajnë një grup karbonil).
Nga numri i atomeve të karbonit në zinxhir: triozat (3), tetrozat (4), pentozat (5), heksozat (6), heptozat (7) etj deri në 10. Më të rëndësishmet janë pentozat dhe heksozat. Nga konfigurimet e atomit të fundit kiral monosakaridet e karbonit ndahen në stereoizomere të serive D dhe L. Si rregull, stereoizomerët e serisë D marrin pjesë në reaksionet metabolike në trup (D-glukoza, D-fruktoza, D-riboza, D-deoksiriboza, etj.)
Në përgjithësi, emri i një monosakaridi individual përfshin:
Një parashtesë që përshkruan konfigurimin e të gjithë atomeve asimetrike të karbonit;
Një rrokje dixhitale që përcakton numrin e atomeve të karbonit në zinxhir;
Prapashtesa - oz - për aldozat dhe - ulosa - për ketozë, dhe lokanti i grupit okso tregohet vetëm nëse nuk është në atomin C-2.
Struktura dhe stereoizomerizmi monosakaridet.
Molekulat e monosakarideve përmbajnë disa qendra kiraliteti, kështu që ka një numër të madh stereoizomerësh që korrespondojnë me të njëjtën formulë strukturore. Kështu, numri i stereoizomerëve të aldopentozës është tetë ( 2 n , ku n = 3 ), duke përfshirë 4 palë enantiomere. Aldoheksozat do të kenë tashmë 16 stereoizomere, domethënë 8 palë enantiomere, pasi zinxhiri i tyre i karbonit përmban 4 atome karboni asimetrike. Këto janë aloza, altroza, galaktoza, glukoza, guloza, idoza, manoza, taloza. Ketoheksozat përmbajnë një atom kiral karboni më pak se aldozat përkatëse, kështu që numri i stereoizomerëve (2 3) reduktohet në 8 (4 palë enantiomere).
Konfigurimi relativ monosakaridet e përcaktuara nga konfigurimi atomi kiral i karbonit më i largët nga grupi karbonil në krahasim me standardin e konfigurimit - gliceraldehid. Nëse konfigurimi i këtij atomi karboni përkon me konfigurimin e D-gliceraldehidit, monosakaridi në tërësi quhet seria D. Në të kundërt, kur përputhet me konfigurimin e L-gliceraldehidit, monosakaridi konsiderohet se i përket serisë L. Çdo aldozë e serisë D korrespondon me një enantiomer të serisë L me konfigurimin e kundërt të të gjitha qendrave të kiralitetit.
(! ) Pozicioni i grupit hidroksil në qendrën e fundit të kiralitetit në të djathtë tregon që monosakaridi i përket serisë D, në të majtë - serisë L, d.m.th., njësoj si në standardin stereokimik - gliceraldehidi.
Glukoza natyrale është një stereoizomer D- seri. Në ekuilibër, tretësirat e glukozës kanë rrotullim në të djathtë (+52,5º), kështu që glukoza nganjëherë quhet dekstrozë. Glukoza mori emrin e saj sheqer rrushi për faktin se ajo gjendet më së shumti në lëngun e rrushit.
epimerët quhen diastereomerë të monosakarideve që ndryshojnë në konfigurimin e vetëm një atomi asimetrik të karbonit. Epimeri i D-glukozës në C 4 është D-galaktozë, dhe në C 2 është manoza. Epimerët në një mjedis alkalik mund të shndërrohen në njëri-tjetrin përmes formës së enediolit, dhe ky proces quhet epimerizimi .
Tautomerizmi i monosakarideve. Eksplorimi i pronave glukozë tregoi:
1) nuk ka asnjë brez që korrespondon me grupin aldehid në spektrat e përthithjes së tretësirave të glukozës;
2) tretësirat e glukozës nuk i japin të gjitha reaksionet grupit aldehid (ato nuk ndërveprojnë me NaHSO 3 dhe acidin sulfurik fuchsine);
3) kur bashkëvepron me alkoolet në prani të HCl "të thatë", glukoza shton, ndryshe nga aldehidet, vetëm një ekuivalent të alkoolit;
4) tretësirat e glukozës të përgatitura fllad mutarotate brenda 1,5-2 orësh, këndi i rrotullimit të rrafshit të dritës së polarizuar ndryshon.
Ciklike format e monosakarideve për nga natyra kimike janë ciklike hemiacetalet , të cilat formohen nga bashkëveprimi i grupit aldehid (ose keton) me grupin e alkoolit të monosakaridit. Si rezultat i ndërveprimit intramolekular ( A N mekanizmi ) atomi elektrofilik i karbonit i grupit karbonil sulmohet nga atomi i oksigjenit nukleofilik i grupit hidroksil. Me pesë anëtarë termodinamikisht më të qëndrueshme ( furanoza ) dhe gjashtë anëtarësh ( piranozë ) cikle. Formimi i këtyre cikleve shoqërohet me aftësinë e zinxhirëve karboni të monosakarideve për të adoptuar një konformacion të ngjashëm me kthetrat.
Paraqitjet grafike të formave ciklike të paraqitura më poshtë quhen formulat e Fisher-it (mund të gjeni edhe emrin "Formulat Colley-Tollens").
Në këto reaksione, atomi C 1 nga prokirali, si rezultat i ciklimit, bëhet kiral ( qendër anomerike).
Stereoizomerët që ndryshojnë në konfigurimin e atomit të aldozës C-1 ose C-2 në formën e tyre ciklike quhen anomerët , dhe quhen vetë atomet e karbonit qendër anomerike .
Grupi OH që rezulton nga ciklimi është hemiacetal. Quhet gjithashtu një grup hidroksil glikozidik. Për nga vetitë, ai ndryshon ndjeshëm nga grupet e tjera të alkoolit të monosakaridit.
Formimi i një qendre shtesë kirale çon në shfaqjen e formave të reja stereoizomerike (anomerike) α- dhe β. forma α-anomerike quhet ai në të cilin hidroksili hemiacetal është në të njëjtën anë me hidroksilin në qendrën e fundit kirale, dhe forma β - kur hidroksili hemiacetal është në anën tjetër se hidroksili në qendrën e fundit kirale. Formohen 5 forma tautomerike të glukozës që kalojnë reciprokisht. Ky lloj tautomerizmi quhet ciklo-okso-tautomerizëm . Format tautomere të glukozës janë në tretësirë në një gjendje ekuilibri.
Mbizotërojnë në tretësirat monosakaride forma ciklike hemiacetal (99,99%) si termodinamikisht më i favorshëm. Pjesa e formës aciklike që përmban grupin aldehid përbën më pak se 0.01%, në këtë drejtim, nuk ka asnjë reagim me NaHSO 3, nuk ka reagim me acidin sulfurik fuchsine dhe spektrat e përthithjes së tretësirave të glukozës nuk tregojnë praninë e një brezi karakteristik i grupit aldehid.
Në këtë mënyrë, monosakaridet - hemiacetalet ciklike të alkooleve aldehidike ose ketonike polihidrike që ekzistojnë në tretësirë në ekuilibër me format e tyre tautomere aciklike.
Në tretësirat e sapopërgatitura të monosakarideve, dukuria mutarotacion - ndryshimet në kohë të këndit të rrotullimit të rrafshit të polarizimit të dritës . Format anomerike α- dhe β kanë kënde të ndryshme të rrotullimit të rrafshit të dritës së polarizuar. Pra, α,D-glukopiranoza kristalore, kur tretet në ujë, ka një kënd rrotullimi fillestar prej +112,5º, dhe më pas zvogëlohet gradualisht në +52,5º. Nëse β,D-glukopiranoza shpërndahet, këndi i saj fillestar i rrotullimit është +19,3º, dhe më pas rritet në +52,5º. Kjo shpjegohet me faktin se për disa kohë vendoset një ekuilibër midis formave α- dhe β: 2/3 e formës β → 1/3 e formës α.
Preferenca për formimin e një ose një tjetër anomeri përcaktohet kryesisht nga struktura e tyre konformuese. Konformacioni më i favorshëm për unazën e piranozës është kolltuqe , dhe për ciklin e furanozës - zarf ose përdredhje -konformacion. Heksozat më të rëndësishme - D-glukoza, D-galaktoza dhe D-manoza - ekzistojnë ekskluzivisht në konformacionin 4 C 1. Për më tepër, D-glukoza e të gjitha heksozave përmban numrin maksimal të zëvendësuesve ekuatorialë në unazën e piranozës (dhe β-anomeri i saj përmban të gjithë).
Në β-konformer, të gjithë zëvendësuesit janë në pozicionin më të favorshëm ekuatorial; prandaj, kjo formë në tretësirë është 64%, dhe α-konformeri ka një rregullim boshtor të hidroksilit hemiacetal. Është α-konformuesi i glukozës që gjendet në trupin e njeriut dhe është i përfshirë në proceset metabolike. Një polisaharid, fibër, është ndërtuar nga β-konformuesi i glukozës.
Formulat Haworth. Formulat ciklike të Fisher përshkruajnë me sukses konfigurimin e monosakarideve, por ato janë larg gjeometrisë reale të molekulave. Në formulat e perspektivës së Haworth, unazat e piranozës dhe furanozës përshkruhen si poligone të rregullta planare (gjashtëkëndësh ose pesëkëndësh, përkatësisht) të shtrirë horizontalisht. Atomi i oksigjenit në cikël ndodhet në një distancë nga vëzhguesi, dhe për piranozën - në këndin e djathtë.
Atomet dhe zëvendësuesit e hidrogjenit (kryesisht grupet CH 2 OH, nëse ka, dhe ai) ndodhen sipër dhe nën rrafshin e unazës. Simbolet e atomeve të karbonit, siç është zakon kur shkruhet formula për komponimet ciklike, nuk tregohen. Si rregull, atomet e hidrogjenit me lidhje me to gjithashtu hiqen. Lidhjet C-C që janë më afër vëzhguesit tregohen ndonjëherë me vija të trasha për qartësi, megjithëse kjo nuk është e nevojshme.
Për të kaluar në formulat Haworth nga formulat ciklike të Fisherit, kjo e fundit duhet të transformohet në mënyrë që atomi i oksigjenit të ciklit të vendoset në të njëjtën linjë me atomet e karbonit të përfshirë në cikël. Nëse formula e transformuar e Fisher vendoset horizontalisht, siç kërkohet nga shkrimi i formulave Haworth, atëherë zëvendësuesit në të djathtë të vijës vertikale të zinxhirit të karbonit do të jenë nën rrafshin e ciklit, dhe ata në të majtë do të jenë sipër. ky aeroplan.
Transformimet e përshkruara më sipër tregojnë gjithashtu se hidroksili hemiacetal në a-anomerët e serisë D është nën rrafshin e ciklit, në β-anomeret është mbi rrafshin. Përveç kësaj, zinxhiri anësor (në C-5 në piranoza dhe në C-4 në furanoza) ndodhet mbi rrafshin e unazës nëse është i lidhur me atomin e karbonit të konfigurimit D, dhe më poshtë nëse ky atom ka L- konfigurimi.
përfaqësuesit.
D -Ksiloza - “Sheqeri i drurit”, një monosakarid nga grupi i pentozave me formulë empirike C 5 H 10 O 5, i përket aldozave. Përmbahet në embrionet bimore si një substancë ergastike dhe është gjithashtu një nga monomerët e polisaharidit të murit qelizor hemicelulozë.
D-Riboze është një lloj sheqernash të thjeshtë që formojnë shtyllën kurrizore të karbohidrateve të ARN-së, duke kontrolluar kështu të gjitha proceset e jetës. Riboza është gjithashtu e përfshirë në prodhimin e adenozinës trifosfatit (ATP) dhe është një nga komponentët strukturorë të saj.
2-Deoksi-D-ribozë - një përbërës i acideve deoksiribonukleike (ADN). Ky emër historik nuk është rreptësisht nomenklaturë, pasi molekula përmban vetëm dy qendra kiraliteti (duke përjashtuar atomin C-1 në formën ciklike), kështu që kjo përbërje mund të quhet 2-deoksi-D-arabinozë me të drejta të barabarta. Një emër më i saktë për formën e hapur është 2-deoksi-D-eritro-pentozë (konfigurimi D-erythro është i theksuar).
D-glukozamine – një substancë e prodhuar nga indi kërcor i kyçeve është një përbërës i kondroitinës dhe është pjesë e lëngut sinovial.
Monosakaridet: forma të hapura dhe ciklike në shembullin e D-galaktozës dhe D-fruktozës, furanozës dhe piranozës; - dhe β-anomere; konformacionet më të qëndrueshme të D-heksopiranozave më të rëndësishme. Përfaqësuesit: D-galaktoza, D-manoza, D-fruktoza, D-galaktozamina (pyetja 1).
Format tautomerike të fruktozës formohen në të njëjtën mënyrë si format tautomere të glukozës, sipas reaksionit të ndërveprimit intramolekular (A N). Qendra elektrofile është atomi i karbonit i grupit karbonil në C2, dhe nukleofili është oksigjeni i grupit OH në atomin e 5-të ose të 6-të të karbonit.
përfaqësuesit.
D-galaktoza – në organizmat e kafshëve dhe bimëve, duke përfshirë disa mikroorganizma. Është pjesë e disakarideve - laktozë dhe laktulozë. Kur oksidohet, formon acide galaktonike, galakturonike dhe mucitike.
D-manoza – përbërës i shumë polisaharideve dhe biopolimerëve të përzier me origjinë bimore, shtazore dhe bakteriale.
D-fruktoza - monosakarid, ketohekzozë, në organizmat e gjallë është i pranishëm vetëm D-izomeri, në formë të lirë - pothuajse në të gjitha manaferrat dhe frutat e ëmbla - si njësi monosakaride, është pjesë e saharozës dhe laktulozës.
| " |
