Većina prirodnih ugljikohidrata sastoji se od nekoliko kemijski vezanih ostataka monosaharida. Ugljikohidrati koji sadrže dvije monosaharidne jedinice su disaharidi, tri jedinice su trisaharidi, itd. Generički termin oligosaharidi se često koristi za ugljikohidrate koji sadrže od tri do deset monosaharidnih jedinica. Ugljikohidrati koji se sastoje od većeg broja monosaharida nazivaju se polisaharidi.

U disaharidima su dvije monosaharidne jedinice povezane glikozidnom vezom između anomernog ugljikovog atoma jedne jedinice i hidroksilnog kisikovog atoma druge. Prema strukturi i kemijskim svojstvima disaharida dijele se u dvije vrste.

U stvaranju spojeva prvi tip voda se oslobađa zbog hemiacetalnog hidroksila jedne molekule monosaharida i jednog od alkoholnih hidroksila druge molekule. Ovi disaharidi uključuju maltozu. Takvi disaharidi imaju jedan hemiacetalni hidroksil, oni su po svojstvima slični monosaharidima, osobito mogu smanjiti oksidante kao što su srebro i bakreni oksidi (II). To su reducirajući disaharidi.
Spojevi drugog tipa formiraju se tako da se oslobađa voda zbog hemiacetalnih hidroksila oba monosaharida. Kod šećera ovog tipa nema hemiacetalnog hidroksila, a nazivaju se ne-reducirajućim disaharidima.
Tri najvažnija disaharida su maltoza, laktoza i saharoza.

Maltoza (sladni šećer) nalazi se u sladu, tj. u proklijalim žitaricama. Maltoza se dobiva nepotpunom hidrolizom škroba enzimima slada. Maltoza je izolirana u kristalnom stanju, dobro je topljiva u vodi, fermentirana kvascem.

Maltoza se sastoji od dvije D-glukopiranozne jedinice povezane glikozidnom vezom između ugljika C-1 (anomerni ugljik) jedne jedinice glukoze i ugljika C-4 druge jedinice glukoze. Ta se veza naziva -1,4-glikozidna veza. U nastavku je prikazana formula Heuors
-Maltoza je označena prefiksom, jer OH skupina s anomernim ugljikom jedinice glukoze s desne strane je P-hidroksil. Maltoza je reducirajući šećer. Njegova hemiacetalna skupina je u ravnoteži sa slobodnim aldehidnim oblikom i može se oksidirati u karboksilnu multibionsku kiselinu.

Rješava maltozne formule u cikličkim i aldehidnim formulacijama

Laktoza (mliječni šećer) nalazi se u mlijeku (4–6%), a dobiva se iz sirutke nakon uklanjanja skute. Laktoza je znatno manje slatka od šećerne repe. Koristi se za proizvodnju dječje hrane i lijekova.

Laktoza se sastoji od ostataka molekula D-glukoze i D-galaktoze i predstavlja
4- (-D-galaktopiranozil) -D-glukoza, tj. nema glikozidnu vezu.
U kristalnom stanju izolirani su laktozni u-oblici, oba pripadaju reducirajućim šećerima.

Daje formulu (-formu) laktoze

Saharoza (tablica, šećerna repa ili šećer od šećerne trske) je najčešći disaharid u biološkom svijetu. U saharozi se ugljik C-1 D-glukoza kombinira s ugljikom
C-2 D-fruktozu s -1,2-glikozidnom vezom. Glukoza je u šesteročlanom (piranoznom) cikličkom obliku, a fruktoza u petočlanom (furanoznom) cikličkom obliku. Kemijski naziv za saharozu je -D-glukopiranozil-P-D-fruktofuranozid. Kako su i anomerni ugljik (i glukoza i fruktoza) uključeni u stvaranje glikozidne veze, glukoza je ne-reducirajući disaharid. Tvari ovog tipa mogu samo stvarati etere i estere, kao i svi polihidrični alkoholi. Posebno se lako hidroliziraju saharoza i drugi ne-reducirajući disaharidi.

Hladi formulu saharoze

Zadatak. Dati Heuors formulu za broj disaharida, u kojem su dvije jedinice
D-glukopiranoza povezana 1,6-glikozidna veza.
Odluka. Nacrtajte strukturnu formulu veze D-glukopiranoze. Zatim povežite anomerni ugljik ovog monosaharida kroz kisikov most s ugljikom C-6 druge veze
D-glukopiranoza (glikozidna veza). Nastala molekula će biti u obliku ili u obliku ovisno o orijentaciji OH skupine na redukcijskom kraju molekule disaharida. Dolje prikazan disaharid je oblik:

Vježbe.

1. Koji se ugljikohidrati nazivaju disaharidi i koji su oligosaharidi?

2. Dati Heuors formule reducirajućeg i nereducirajućeg disaharida.

3. Navedite monosaharide, od kojih se sastoje disaharidi:

a) maltoza; b) laktozu; c) saharoza.

4. Sastavite strukturnu formulu trisaharida iz ostataka monosaharida: galaktozu, glukozu i fruktozu, kombinirane na bilo koji od mogućih načina.

Lekcija 36. Polisaharidi

Polisaharidi su biopolimeri. Njihovi polimerni lanci sastoje se od velikog broja monosaharidnih jedinica koje su povezane glikozidnim vezama. Tri najvažnija polisaharida - škrob, glikogen i celuloza - su polimeri glukoze.

Škrob - amiloza i amilopektin

Škrob (C₆H₁₀oh₅) n - rezervat hranjivih tvari biljaka - sadržan u sjemenkama, gomoljima, korijenu, lišću. Na primjer, u krumpiru - 12-24% škroba, au zrnu kukuruza - 57–72%.
Škrob je mješavina dva polisaharida koji se razlikuju u lančanoj strukturi molekule, amilozi i amilopektinu. U većini biljaka škrob se sastoji od 20-25% amiloze i 75–80% amilopektina. Potpuna hidroliza škroba (i amiloza i amilopektin) dovodi do D-glukoze. U blagim uvjetima moguće je izolirati međuproizvode hidrolize - dekstrina - polisaharida (C₆H₁₀oh₅) m s nižom molekularnom težinom od škroba (m.)

Fragment molekule amiloze - linearni polimer D-glukoza

Amilopektin je razgranati polisaharid (približno 30 grana po molekuli). Sadrži dvije vrste glikozidnih veza. Unutar svakog lanca spojene su jedinice D-glukoze
1,4-glikozidne veze, kao u amilozi, ali duljina polimernih lanaca varira od 24 do 30 jedinica glukoze. Na stranicama podružnica povezani su novi lanci
1,6-glikozidne veze.

Fragment amilopektinske molekule -
visoko razgranati polimer D-glukoza

Glikogen (životinjski škrob) nastaje u jetri i mišićima životinja i igra važnu ulogu u metabolizmu ugljikohidrata u životinjskim organizmima. Glikogen je bijeli amorfni prah, koji se otapa u vodi radi stvaranja koloidnih otopina i hidrolizira kako bi se proizveo maltoza i D-glukoza. Kao i amilopektin, glikogen je nelinearni polimer D-glukoze s -1,4 i
-1,6-glikozidne veze. Svaka grana sadrži 12-18 jedinica glukoze. Međutim, glikogen ima manju molekularnu težinu i još razgranatiju strukturu (približno 100 grana po molekuli) od amilopektina. Ukupni sadržaj glikogena u tijelu odrasle osobe je približno 350 g, koji su jednako raspoređeni između jetre i mišića.

Celuloza (vlakna) (C₆H₁₀oh₅) x - najčešći prirodni polisaharid, glavna komponenta biljaka. Gotovo čista celuloza je pamučna vlakna. U drvu, celuloza je oko polovine suhe tvari. Osim toga, drvo sadrži i druge polisaharide, koji se zajedno nazivaju "hemiceluloza", kao i lignin, visokomolekulsku tvar koja se odnosi na derivate benzena. Celuloza je amorfna vlaknasta tvar. Ne topiva u vodi i organskim otapalima.
Celuloza je linearni polimer D-glukoze, u koji su povezane monomerne jedinice
-1,4-glikozidne veze. Štoviše, D-glukopiranozni spojevi se naizmjenično rotiraju za 180 ° u odnosu jedan na drugi. Prosječna relativna molekularna težina celuloze je 400.000, što odgovara približno 2.800 jedinica glukoze. Celulozna vlakna su snopovi (fibrili) paralelnih polisaharidnih lanaca koji se drže zajedno vodikovim vezama između hidroksilnih skupina susjednih lanaca. Uređena struktura celuloze određuje njegovu visoku mehaničku čvrstoću.

Celuloza je linearni polimer D-glukoze s -1,4-glikozidnim vezama

Vježbe.

1. Koji monosaharid služi kao strukturna jedinica polisaharida - škroba, glikogena i celuloze?

2. Što je mješavina dva polisaharida škroba? Koja je razlika u njihovoj strukturi?

3. Koja je razlika između škroba i glikogena u strukturi?

4. Kako se sukroza, škrob i celuloza razlikuju u topivosti u vodi?

Odgovori na vježbe za temu 2

Lekcija 35.

1. Disaharidi i oligosaharidi su složeni ugljikohidrati, često sa slatkim okusom. Tijekom hidrolize, oni tvore dvije ili više (3-10) molekula monosaharida.

Maltoza je reducirajući disaharid, jer sadrži hemiacetalni hidroksil.

2.

Saharoza je ne-reducirajući disaharid; u molekuli nema hemiacetalnog hidroksila.

3. a) Disaharid maltoza dobiva se kondenzacijom dvije molekule D-glukopiranoze s uklanjanjem vode iz hidroksila na C-1 i C-4.
b) Laktoza se sastoji od ostataka D-galaktoznih i D-glukoznih molekula koje su u piranoznom obliku. Kada se ti monosaharidi kondenziraju, oni vežu: C-1 atom galaktoze kroz kisikov most do C-4 atoma glukoze.
c) Saharoza sadrži ostatke D-glukoze i D-fruktoze, povezane preko 1,2-glikozidne veze.

4. Strukturna formula trisaharida:

Lekcija 36.

1. Strukturna jedinica škroba i glikogena je -glukoza, a celuloza je -glukoza.

2. Škrob je mješavina dva polisaharida: amiloza (20–25%) i amilopektina (75–80%). Amiloza je linearni polimer, dok je amilopektin razgranat. Unutar svakog lanca ovih polisaharida, jedinice D-glukoze su povezane 1,4-glukozidnim vezama, a na mjestima grana amilopektina, novi lanci su vezani preko 1,6-glikozidnih veza.

Glikogen, kao i škrobni amilopektin, je nelinearni polimer s D-glukozom
-1,4- i -1,6-glikozidne veze. U usporedbi sa škrobom, svaki lanac glikogena je oko pola dugačak. Glikogen ima manju molekularnu težinu i razgranatiju strukturu.

4. Topivost u vodi: u saharozi - visoka, u škrobu - umjerena (niska), celuloza netopiva.

http://him.1september.ru/2004/44/16.htm

Ciklička formula maltoze

Istinita, empirijska ili bruto formula: C₁₂H₂₂O₁₁

Kemijski sastav maltoze

Molecular Weight: 342,297

Maltoza (od engl. Malt - malt) - sladni šećer, 4-O-α-D-glukopiranozil-D-glukoza, prirodni disaharid koji se sastoji od dva ostatka glukoze; pronađene u velikim količinama u klijavim zrnima (sladu) ječma, raži i drugih žitarica; nalazi se iu rajčicama, peludu i nektaru brojnih biljaka.
Biosinteza maltoze iz β-D-glukopiranozil fosfata i D-glukoze poznata je samo kod nekih vrsta bakterija. U organizmima životinja i biljaka, maltoza nastaje enzimskom razgradnjom škroba i glikogena (vidi Amilaza).
Maltoza se lako apsorbira u ljudskom tijelu. Cijepanje maltoze na dva ostatka glukoze nastaje kao posljedica djelovanja enzima a-glukozidaze, ili maltaze, koja se nalazi u probavnim sokovima životinja i ljudi, u proklijalim zrnima, u gljivama plijesni i kvascu. Genetski određen nedostatak ovog enzima u crijevnoj sluznici ljudi dovodi do kongenitalne netolerancije na maltozu, ozbiljnu bolest koja zahtijeva izuzimanje maltoze, škroba i glikogena iz prehrane ili dodavanja maltaze u hranu.

a-Maltoza - (2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -5 - [(2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -2,3,4-trihidroksi-6- (hidroksimetil) oksanil] oksi-6- (hidroksimetil) oksan-2,3,4-triol
P-maltoza - (2S, 3R, 4S, 5R, 6R) -5 - [(2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -2,3,4-trihidroksi-6- (hidroksimetil) oksanil] oksi-6- (hidroksimetil) oksan-2,3,4-triol

Maltoza je reducirajući šećer, budući da ima nesupstituiranu hemiacetalnu hidroksilnu skupinu.
Pri kuhanju maltoze s razrijeđenom kiselinom i pod djelovanjem enzima, hidrolizira se maltoza (nastaju dvije molekule glukoze₆H₁₂O₆).
C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 2C₆H₁₂O₆

http://formula-info.ru/khimicheskie-formuly/m/formula-maltozy-strukturnaya-khimicheskaya

Maltoza se sastoji od

Disaharidi (maltoza, laktoza, saharoza)

Disaharidi kao što su saharoza, laktoza, maltoza itd. Uobičajeni su i važni kao sastojci prehrambenih proizvoda.

Po kemijskoj strukturi disaharidi su glikozidi monosaharida. Većina disaharida se sastoji od heksoze, ali su poznati disaharidi koji se sastoje od jedne molekule heksoze i jedne molekule pentoze.

Kada se formira disaharid, jedna molekula monosaharida uvijek formira vezu s drugom molekulom koristeći svoj hemiacetalni hidroksil. Druga molekula monosaharida može biti povezana s hemiacetalnim hidroksidom ili s jednim od alkoholnih hidroksila. U potonjem slučaju, jedan hemiacetalni hidroksil će ostati slobodan u molekuli disaharida.

Maltoza, rezervni oligosaharid, nalazi se u mnogim biljkama u malim količinama, akumulira se u velikim količinama u sladu, obično u sjemenkama ječma koje su klijale u određenim uvjetima. Stoga se maltoza često naziva šećer u obliku slada. Maltoza nastaje u biljnim i životinjskim organizmima kao rezultat hidrolize škroba pod djelovanjem amilaza.

Maltoza sadrži dva D-glukopiranozna ostatka povezana zajedno (1 - 4) glikozidnom vezom.

Maltoza ima reducirajuća svojstva, koja se koristi u kvantitativnom određivanju. Lako se otapa u vodi. Rješenje detektira mutarotaciju.

Pod djelovanjem enzima a-glukozidaze (maltaze), sladni šećer hidrolizira u dvije molekule glukoze:

Maltoza se fermentira s kvascem. Ova sposobnost maltoze koristi se u tehnologiji fermentacijske proizvodnje u proizvodnji piva, etilnog alkohola itd. od sirovina koje sadrže škrob.

Laktoza - rezerva disaharida (mliječni šećer) - sadržana je u mlijeku (4-5%) i dobiva se u sirarskoj industriji od sirutke nakon odvajanja skute. Fermentira samo posebnim laktoznim kvascem koji se nalazi u kefiru i koumisu. Laktoza je konstruirana od ostataka b-D-galaktopiranoze i a-D-glukopiranoze, spojenih b- (1 → 4) -glikozidnom vezom. Laktoza je reducirajući disaharid, sa slobodnim hemiacetalnim hidroksilom koji pripada ostatku glukoze, a kisikov most povezuje prvi ugljikov atom ostatka galaktoze s četvrtim ugljikovim atomom ostatka glukoze.

Laktoza se hidrolizira djelovanjem enzima b-galaktozidaze (laktaze):

Laktoza se razlikuje od ostalih šećera u odsutnosti higroskopnosti - ne prigušuje. Mliječni šećer se koristi kao farmaceutski proizvod i kao hranjiva tvar za dojenčad. Vodene otopine laktoze mutarote, laktoza ima 4-5 puta manje slatkog okusa od saharoze.

Sadržaj laktoze u majčinom mlijeku doseže 8%. Iz ljudskog mlijeka izolirano je više od 10 oligosaharida, čiji je strukturni fragment laktoza. Ovi oligosaharidi su od velike važnosti za formiranje crijevne flore novorođenčadi, neki od njih inhibiraju rast intestinalnih patogenih bakterija, osobito laktuloze.

Saharoza (šećer od šećerne trske, šećer od šećerne repe) - to je rezerva disaharida - izuzetno je rasprostranjena u biljkama, osobito mnogo u korijenu repe (od 14 do 20%), kao iu stabljikama šećerne trske (14 do 25%). Saharoza je transportni šećer, u obliku u kojem se ugljik i energija transportiraju kroz biljku. Ugljikohidrati se u obliku saharoze premještaju iz mjesta sinteze (lišće) na mjesto gdje se talože u stoku (voće, korijenje, sjemenke).

Saharoza se sastoji od a-D-glukopiranoze i b-D-fruktofuranoze, povezanih a-1 → b-2 vezom zbog glikozidnih hidroksila:

Saharoza ne sadrži slobodni hemiacetalni hidroksil, stoga nije sposoban za hidroksi-okso-tautomerizam i ne-reducirajući disaharid.

Kada se zagrijava s kiselinama ili pod djelovanjem enzima a-glukozidaze i b-fruktofuranozidaze (invertaze), saharoza se hidrolizira kako bi se dobila smjesa jednake količine glukoze i fruktoze, koja se naziva invertni šećer.

Najvažniji disaharidi su saharoza, maltoza i laktoza. Svi oni imaju opću formulu C12H22O11, ali je njihova struktura različita.

Saharoza se sastoji od 2 ciklusa povezana zajedno s glikozidnim hidroksidom:

Maltoza se sastoji od 2 ostatka glukoze:

laktoza:

Svi disaharidi su bezbojni kristali, slatki u okusu, visoko topljivi u vodi.

Kemijska svojstva disaharida.

1) Hidroliza. Kao rezultat toga, veza između dva ciklusa je prekinuta i nastaju monosaharidi:

Smanjenje dikarida - maltoza i laktoza. Reagiraju s otopinom amonijaka srebrnog oksida:

Može reducirati bakar (II) hidroksid na bakar (I) oksid:

Sposobnost redukcije objašnjava se cikličkom prirodom oblika i sadržajem glikozidnog hidroksila.

U saharozi nema glikozidnog hidroksila, stoga se ciklički oblik ne može otvoriti i preći u aldehid.

Upotreba disaharida.

Najčešći disaharid je saharoza.

Disaharidi (maltoza, laktoza, saharoza)

To je izvor ugljikohidrata u ljudskoj hrani.

Laktoza se nalazi u mlijeku i iz nje se dobiva.

Maltoza se nalazi u klijavim sjemenkama žitarica i nastaje enzimatskom hidrolizom škroba.

Dodatni materijal na temu: Disaharidi. Svojstva disaharida.

Kemijski kalkulatori

Spojevi kemijskih elemenata

Kemija 7, 8, 9, 10, 11 klasa, EGE, GIA

Željezo i njegovi spojevi.

Bohr i njegovi spojevi.

Smanjenje disaharida

Maltoza ili sladni šećer su među reducirajućim disaharidima. Maltoza se dobiva djelomičnom hidrolizom škroba u prisutnosti enzima ili vodene otopine kiseline. Maltoza je izgrađena od dvije molekule glukoze (tj. To je glukozid). Glukoza je prisutna u maltozi u obliku cikličke polovice acetala. Štoviše, veza između dvaju ciklusa formirana je od glikozidnog hidroksila jedne molekule i hidroksila četvrtog tetraedra drugog. Osobitost strukture molekule maltoze je da je izgrađena od a-anomera glukoze:

Prisutnost slobodnih glikozidnih hidroksila uzrokuje glavna svojstva maltoze:

disaharidi

Sposobnost tautomerije i mutarotacije:

Maltoza se može oksidirati i reducirati:

Za reducirajući disaharid može se dobiti fenilhidrazon i jaz:

Redukcijski disaharid može se alkilirati metilnim alkoholom u prisutnosti klorovodika:

Bilo da se reducira ili ne reducira - disaharid se može alkilirati s metil jodidom u prisutnosti mokrog srebrnog oksida ili acetilirati s octenim anhidridom. U tom slučaju, sve hidroksilne skupine disaharida ulaze u reakciju:

Drugi produkt hidrolize viših polisaharida je celobioza disaharid:

Cellobioza, kao i maltoza, izgrađena je od dva ostatka glukoze. Glavna razlika je u tome što su u molekuli celobioze ostaci povezani s β-glikozidnim hidroksilom.

Sudeći po strukturi molekule celobioze, to bi trebao biti reducirajući šećer. Ona također ima sva kemijska svojstva disaharida.

Drugi reducirajući šećer je mliječni šećer laktoza. Ovaj disaharid se nalazi u svakom mlijeku i daje mu okus mlijeka, iako je manje sladak od šećera. Konstruirana je od ostataka P-D-galaktoze i a-D-glukoze. Galaktoza je epimer glukoze i razlikuje se po konfiguraciji četvrtog tetraedra:

Laktoza ima sva svojstva reducirajućih šećera: tautomerizam, mutarotaciju, oksidaciju do laktobionske kiseline, redukciju, stvaranje hidrazona i praznine.

Datum dodavanja: 2017-08-01; Pregleda: 141;

VIŠE:

Pitanje 2. Disaharidi

Formiranje glikozida

Glikozidna veza ima važno biološko značenje, jer se kroz tu vezu odvija kovalentno vezanje monosaharida u sastavu oligo- i polisaharida. Kada se formira glikozidna veza, anomerna OH skupina jednog monosaharida stupa u interakciju s OH skupinom drugog monosaharida ili alkohola. Kada se to dogodi, cijepanje molekule vode i formacije O-glikozidna veza. Svi linearni oligomeri (osim disaharida) ili polimeri sadrže monomerne ostatke koji su uključeni u tvorbu dviju glikozidnih veza, osim terminalnih ostataka. Neki glikozidni ostaci mogu tvoriti tri glikozidne veze, što je karakteristično za razgranate oligo- i polisaharide. Oligo- i polisaharidi mogu imati terminalni ostatak monosaharida sa slobodnom anomernom OH skupinom koja se ne koristi u stvaranju glikozidne veze. U tom slučaju, kada je ciklus otvoren, moguće je formiranje slobodne karbonilne skupine koja je sposobna za oksidaciju. Takvi oligo- i polisaharidi imaju reducirajuća svojstva i stoga se nazivaju reduciranje ili smanjivanje.

Slika - Struktura polisaharida.

A. Formiranje a-1,4-i a-1,6-glikozidnih veza.

B. Struktura linearnog polisaharida:

1-a-1,4-glikozidne veze između manomera;

2 - nereducirajući kraj (formiranje slobodne karbonilne skupine u anomernom ugljikohidratu nije moguće);

3 - povratni kraj (moguće otvaranje ciklusa s formiranjem slobodne karbonilne skupine u anomernom ugljiku).

Monomerna OH skupina monosaharida može stupiti u interakciju s NH2 skupinom drugih spojeva, što dovodi do stvaranja N-glikozidne veze. Slična veza je prisutna u nukleotidima i glikoproteinima.

Slika - Struktura N-glikozidne veze

Pitanje 2. Disaharidi

Oligosaharidi sadrže od dva do deset monosaharidnih ostataka povezanih glikozidnom vezom. Disaharidi su najčešći oligomerni ugljikohidrati koji se nalaze u slobodnom obliku, tj. nije vezan za druge spojeve. Prema kemijskoj prirodi, disaharidi su glikozidi, koji sadrže 2 monosaharida povezana glikozidnom vezom u a- ili b-konfiguraciji. Hrana sadrži uglavnom disaharide kao što su saharoza, laktoza i maltoza.

Slika - Disaharidi hrane

Saharoza je disaharid koji se sastoji od a-D-glukoze i b-D-fruktoze povezanih a, b-1,2-glikozidnom vezom. U saharozi, obje anomerne OH skupine glukoze i ostataka fruktoze su uključene u stvaranje glikozidne veze. Stoga je saharoza ne odnosi se na reducirajuće šećere. Saharoza je topivi disaharid sa slatkim okusom.

Disaharidi. Svojstva disaharida.

Izvor saharoze su biljke, osobito šećerna trska, šećerna trska. Potonje objašnjava nastanak trivijalnog naziva saharoza - "šećer od šećerne trske".

Laktoza - mliječni šećer. Laktoza se hidrolizira kako bi nastala glukoza i galaktoza. Najvažniji mliječni disaharid sisavaca. U kravljem mlijeku sadrži do 5% laktoze, u žena - do 8%. U laktozi, anomerna OH skupina prvog ugljikovog atoma D-galaktoznog ostatka je povezana b-glikozidnom vezom sa četvrtim ugljikovim atomom D-glukoze (b-1,4 veza). Budući da anomerni ugljikov atom ostatka glukoze ne sudjeluje u stvaranju glikozidne veze, dakle, laktoza "Šećer" se odnosi na reducirajuće šećere.

Maltozavod dolazi s proizvodima koji sadrže djelomično hidrolizirani škrob, primjerice slad, pivo. Maltoza nastaje cijepanjem škroba u crijevima i djelomično u usnoj šupljini. maltoza sastoji se od dva D-glukozna ostatka povezana a-1,4-glikozidnom vezom. Odnosi se na reducirajuće šećere.

Pitanje 3. Polisaharidi:

klasifikacija

Ovisno o strukturi ostataka monosaharida, polisaharidi se mogu podijeliti na homopolisaharide (svi monomeri su identični) i heteropolisaharidi (monomeri su različiti). Oba tipa polisaharida mogu imati i linearni raspored monomera i razgranati.

Razlikuju se sljedeće strukturne razlike između polisaharida:

• strukturu monosaharida koji čine lanac;
• tip glikozidnih veza koje povezuju monomere u lance;
• slijed ostataka monosaharida u lancu.

Ovisno o funkcijama koje obavljaju (biološka uloga), polisaharidi se mogu podijeliti u 3 glavne skupine:

• rezervne polisaharide koji obavljaju energetsku funkciju. Ovi polisaharidi služe kao izvor glukoze, koju tijelo po potrebi koristi. Rezervna funkcija ugljikohidrata osigurava se njihovom polimernom prirodom. polisaharide tvrđe topljivo, od monosaharida, stoga oni ne utječu na osmotski tlak i stoga se može akumulirati u ćeliji, na primjer, škrob - u biljnim stanicama, glikogen - u stanicama životinja;
• strukturni polisaharidi, koji daju stanice i organe mehaničkom čvrstoćom;
• polisaharidi koji čine izvanstanični matriks, sudjeluju u stvaranju tkiva, kao iu staničnoj proliferaciji i diferencijaciji. Polisaharidi ekstracelularnog matriksa su topljivi u vodi i visoko hidrirani.

Datum dodavanja: 2016-04-06; Pregleda: 583;

VIŠE:

Istina, empirijska ili bruto formula: C12H22O11

Kemijski sastav maltoze

Molecular Weight: 342,297

Maltoza (od engl. Malt - malt) - sladni šećer, 4-O-α-D-glukopiranozil-D-glukoza, prirodni disaharid koji se sastoji od dva ostatka glukoze; pronađene u velikim količinama u klijavim zrnima (sladu) ječma, raži i drugih žitarica; nalazi se iu rajčicama, peludu i nektaru brojnih biljaka.
Biosinteza maltoze iz β-D-glukopiranozil fosfata i D-glukoze poznata je samo kod nekih vrsta bakterija. U organizmima životinja i biljaka, maltoza nastaje enzimskom razgradnjom škroba i glikogena (vidi Amilaza).
Maltoza se lako apsorbira u ljudskom tijelu. Cijepanje maltoze na dva ostatka glukoze nastaje kao posljedica djelovanja enzima a-glukozidaze, ili maltaze, koja se nalazi u probavnim sokovima životinja i ljudi, u proklijalim zrnima, u gljivama plijesni i kvascu. Genetski određen nedostatak ovog enzima u crijevnoj sluznici ljudi dovodi do kongenitalne netolerancije na maltozu, ozbiljnu bolest koja zahtijeva izuzimanje maltoze, škroba i glikogena iz prehrane ili dodavanja maltaze u hranu.

a-Maltoza - (2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -5 - [(2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -2,3,4-trihidroksi-6- (hidroksimetil) oksanil] oksi-6- (hidroksimetil) oksan-2,3,4-triol
P-maltoza - (2S, 3R, 4S, 5R, 6R) -5 - [(2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -2,3,4-trihidroksi-6- (hidroksimetil) oksanil] oksi-6- (hidroksimetil) oksan-2,3,4-triol

Maltoza je reducirajući šećer, budući da ima nesupstituiranu hemiacetalnu hidroksilnu skupinu.
Pri kuhanju maltoze s razrijeđenom kiselinom i pod djelovanjem enzima, hidrolizira se maltoza (nastaju dvije molekule glukoze C6H12O6).
C12H22O11 + H20 → 2C6H1206

(od engl. malt - malt), sladni šećer, prirodni disaharid koji se sastoji od dva ostatka glukoze; pronađene u velikim količinama u klijavim zrnima (sladu) ječma, raži i drugih žitarica; nalazi se iu rajčicama, peludu i nektaru brojnih biljaka. M. je lako topljiv u vodi, ima slatki okus; "Redukcijski šećer" je reducirajući šećer, budući da ima nesupstituiranu hemiacetalnu hidroksilnu skupinu. Biosinteza M. iz b-D-glukopiranozil fosfata i D-glukoze poznata je samo kod nekih vrsta bakterija. U životinjskim i biljnim organizmima M.

nastali enzimskom razgradnjom škroba i glikogena (vidi Amilaza). Podjela M. na dva ostatka glukoze javlja se kao posljedica djelovanja enzima a-glukozidaze, ili maltaze, koja se nalazi u probavnim sokovima životinja i ljudi, u klijavim zrnima, u gljivama plijesni i kvascu. Genetski određena odsutnost ovog enzima u sluznici ljudskog crijeva dovodi do kongenitalne netolerancije M. - ozbiljne bolesti koja zahtijeva isključenje iz prehrane M., škroba i glikogena ili dodavanje maltaze u hranu.

Lit.: Kemija ugljikohidrata, M., 1967; Harris G., Osnove ljudske biokemijske genetike, prevedeno s engleskog, M., 1973.

http://magictemple.ru/maltoza-sostoit-iz/

maltoza

Maltoza ili sladni šećer je prirodni disaharid koji je intermedijer u razgradnji škroba i glikogena.

U slobodnom obliku u prehrambenim proizvodima nalazi se u medu, sladu, pivu, melasi, klijanim zrnima.

Maltoza se sastoji od dva D-glukozna ostatka povezana zajedno O-glikozidnom vezom i ima sljedeću strukturnu formulu:

Sl. 6.8. Strukturna formula maltoze

Maltoza je homo-oligosaharid, budući da se sastoji od ostataka
α-D - glukoza.

O-glikozidna veza nastaje između α-S₁-ugljikov atom jednog ostatka glukoze i atom kisika hidroksilne skupine smješteni na C₄-ugljikov atom drugog glukoznog ostatka.

Označava se kao α (1 → 4) glikozidna veza.

Maltoza se u tijelu hidrolizira enzimima amilazama u monosaharide, koji prodiru kroz crijevne zidove. Zatim se pretvaraju u fosfate i već u tom obliku ulaze u krv.

194.48.155.252 © studopedia.ru nije autor objavljenih materijala. No, pruža mogućnost besplatnog korištenja. Postoji li kršenje autorskih prava? Pišite nam | Kontaktirajte nas.

Onemogući oglasni blok!
i osvježite stranicu (F5)
vrlo je potrebno

http://studopedia.ru/4_105486_maltoza.html

Formula za maltozu

Definicija i formula maltoze

Pod normalnim uvjetima to su bezbojni kristali (sl. 1), koji se dobro otapaju u vodi i imaju slatki okus. Talište maltoze je 108 ° C.

Sl. 1. Maltoza. Izgled.

Kemijska formula maltoze

Kemijska formula maltoze C₁₂H₂₂O₁₁. Pokazuje kvalitativni i kvantitativni sastav molekule (koliko i koji atomi su uključeni u određeni spoj), a kemijskom formulom može se izračunati molekularna težina linolenske kiseline (Ar (C) = 12 amu, Ar (H) = 1 amu). m, Ar (0) = 16 amu):

G. (C₁₂H₂₂O₁₁) = 12 × 12 + 22 × 1 + 11 × 16 = 144 + 22 + 176 = 342.

Strukturna (grafička) formula maltoze

Strukturna (grafička) formula maltoze je vizualnija (slika 2). To pokazuje kako su atomi međusobno povezani unutar molekule.

http://ru.solverbook.com/spravochnik/formuly-po-ximii/formula-maltozy/

maltoza

Maltoza ("maltum", prevedena s latinskog znači "slad") je prirodni disaharid koji se sastoji od dva ostatka D-glukoze međusobno povezana.

Drugi naziv za tu tvar je "sladni šećer". Pojam je dodijeljen francuskom kemičaru Nikolu Theodoru de Saussureu početkom XIX. Stoljeća.

Glavna uloga spoja je opskrba ljudskog tijela energijom. Maltoza nastaje djelovanjem slada na škrob. Šećer u "slobodnom obliku" nalazi se u rajčicama, gljivama plijesni, kvascu, proklijala zrna ječma, naranče, med.

Opće informacije

Maltoza - što je to?

4 - O - α - D - glukopiranozil - D - glukoza je bijeli kristalni prah, dobro topljiv u vodi, netopljiv u eteru, etil alkoholu. Disaharid hidrolizira enzim maltoza i kiseline koje se nalaze u jetri, krvi, soku gušterače i crijevima, mišićima. Obnavlja otopine Fehlinga (reagens bakar - tartarat) i srebrov nitrat.

Kemijska formula maltoze je C12H22O11.

Koja je nutritivna vrijednost proizvoda?

Slatki slad, za razliku od šećerne trske i repe, manje je sladak. Koristi se kao dodatak hrani za pripremu sbitya, medovine, kvasa, domaćeg piva.

Zanimljivo je da se slatkoća fruktoze procjenjuje na 173 boda, saharoza - 100 bodova, glukoza - 81, maltoza - 32 i laktoza - 16.

Omjer energije maltoze B: W: Y je 0%: 0%: 105%. Kalorije - 362 kcal na 100 grama proizvoda.

Metabolizam disaharida

Maltoza se lako apsorbira u ljudskom tijelu. Spoj se cijepa djelovanjem enzima maltaze i a-glukozidaze, koji se nalaze u probavnom soku. Njihova odsutnost ukazuje na genetski neuspjeh u tijelu i dovodi do kongenitalne netolerancije na sladni šećer. Kao rezultat toga, kako bi se održalo dobro zdravlje, važno je za takve ljude da iz prehrane uklone sve namirnice koje sadrže glikogen, škrob, maltozu ili redovito uzimaju maltazu u hrani.

Normalno, kod zdrave osobe, nakon ulaska u usnu šupljinu, disaharid je izložen enzimu amilazi. Zatim ugljikohidratna hrana ulazi u želudac i crijeva, gdje se enzimi gušterače izlučuju za probavu. Konačna obrada disaharida u monosaharide odvija se kroz resice u tankom crijevu. Otpuštene molekule glukoze brzo pokrivaju troškove energije osobe pod intenzivnim opterećenjima. Osim toga, maltoza nastaje djelomičnim hidrolitičkim cijepanjem glavnih rezervnih spojeva - škroba i glikogena.

Glikemijski indeks je 105, tako da bi dijabetičari trebali isključiti ovaj proizvod iz jelovnika, jer uzrokuje oštro oslobađanje inzulina i brzo povećanje razine šećera u krvi.

Dnevna potreba

Kemijski sastav maltoze ovisi o sirovinama od kojih se proizvodi (pšenica, ječam, kukuruz, raž).

Istodobno, prosječni vitaminsko-mineralni kompleks sladnog šećera uključuje sljedeće hranjive tvari:

Nutricionisti preporučuju ograničenje unosa šećera na 100 grama dnevno. U isto vrijeme, broj maltoza dnevno za odraslu osobu može doseći 35 grama.

Kako bi se smanjilo opterećenje gušterače i spriječio razvoj pretilosti, treba izbjegavati uporabu dnevne norme sladnog šećera kod uzimanja drugih proizvoda koji sadrže šećer (fruktoza, glukoza, saharoza). Starijim osobama preporuča se smanjiti na 20 grama dnevno.

Intenzivna tjelesna aktivnost, sport, povećana mentalna aktivnost zahtijevaju visoke troškove energije i povećavaju tjelesnu potrebu za maltozom i jednostavnim ugljikohidratima. Sjedeći način života, dijabetes, sjedeći rad, naprotiv, zahtijevaju ograničavanje količine disaharida na 10 grama dnevno.

Simptomi koji signaliziraju nedostatak maltoze u tijelu:

• depresivno raspoloženje;
• slabost;
• nedostatak snage;
• apatija;
• pospanost;
• potrošnja energije.

U pravilu, nedostatak disaharida je rijedak jer ljudsko tijelo proizvodi spoj iz glikogena, škroba.

Simptomi predoziranja šećerima:

• probavne smetnje;
• alergijske reakcije (osip, svrbež, opekline očiju, dermatitis, konjuktivitis);
• mučnina;
• nadutost;
• apatija;
• suha usta.

Ako se pojave simptomi viška, uzimanje bogate hrane za maltozu treba otkazati.

Korist i šteta

Maltoza, u sastavu tjestenine s pireom od pšenice, je skladište vitamina, minerala, vlakana i aminokiselina.

To je univerzalni izvor energije za stanice tijela. Zapamtite, dugotrajno skladištenje šećera u sladu dovodi do gubitka korisnih svojstava.

Maltozi je zabranjeno voditi ljude s netolerancijom na proizvod, jer to može prouzročiti ozbiljnu štetu ljudskom zdravlju.

Osim toga, slatka tvar s nekontroliranom uporabom dovodi do:

• poremećaj metabolizma ugljikohidrata;
• pretilosti;
• razvoj bolesti srca;
• povišene razine glukoze u krvi;
• povećanje kolesterola;
• pojavu rane ateroskleroze;
• smanjenje funkcije otočnog aparata, formiranje stanja predijabetesa;
• kršenje izlučivanja enzima želuca, crijeva;
• uništavanje zubne cakline;
• hipertenzija;
• smanjeni imunitet;
• povećan umor;
• glavobolje.

Da bi se održalo dobro zdravlje i zdravlje tijela, preporuča se koristiti sladni šećer u umjerenoj količini, ne prelazeći dnevnu stopu. Inače, korisna svojstva proizvoda prenose se na štetu, i on s pravom počinje opravdavati svoje prešutno ime "slatka smrt".

izvori

Maltoza se dobiva fermentacijom slada u kojoj se koriste sljedeći usjevi žitarica: pšenica, kukuruz, raž, riža ili zob. Zanimljivo je da melasa sadrži sladni šećer izvađen iz plijesni.

http://foodandhealth.ru/komponenty-pitaniya/maltoza/

Ciklička formula maltoze

Neurofibromatoza tipa II - nasljedna bolest čovjeka bliska neurofibromatozi tipa I, od koje se razlikuje u čestoj formaciji benignih tumora i po tome se javlja mnogo rjeđe (1: 40000). Neurofibromatozu tipa II uzrokuju mutacije u genu za supresor tumora, koji kodira protein nazvan "merlin".

imenik

Plazmoliza je proces odvajanja protoplasta od stanične stijenke pod djelovanjem otopine veće koncentracije od koncentracije staničnog soka.

imenik

Proteini visokog stupnja su proteini koji sadrže kompletan skup esencijalnih aminokiselina.

imenik

Cistron - Genetska jedinica, detektirana komplementarnim testom; je ekvivalentan genu i znači jedinicu DNA koja kodira protein.

imenik

Mitoza - Podjela jezgre, nakon replikacije kromosoma, rezultirajući u jezgrama kćeri sadrži isti broj kromosoma kao i roditelj.

imenik

Ekstremna situacija je izvanredna, kritična situacija koja zahtijeva ne-trivijalna (neobična, originalna) rješenja za prevladavanje ili izlazak iz njega.

http://molbiol.kirov.ru/spravochnik/structure/39/228.html

Predavanja o biokemiji

Početna> Predavanje> Medicina, zdravlje

Brojne bolesti usko su povezane s poremećajem metabolizma ugljikohidrata: šećernom bolešću, galaktosemijom, kršenjem sustava deponiranja glikogena, netolerancijom na mlijeko itd.

Treba napomenuti da su u ljudskom i životinjskom tijelu ugljikohidrati prisutni u manjoj količini (ne više od 2% suhe težine tijela) od proteina i lipida; u biljnim organizmima ugljikohidrati čine do 80% suhe težine ugljikohidrata, pa stoga u biosferi ima više ugljikohidrata nego svi drugi organski spojevi zajedno.

6. Napišite shemu za oksidaciju glukoze pod različitim uvjetima i navedite nastale spojeve.

7. Napišite jednadžbu reakcija fermentacije alkohola i mliječne kiseline.

Kemijsku jednadžbu za alkoholnu fermentaciju: C6H22O6®2C2H5OH + 2CO2 dali su francuski kemičari A. Lavoisier (1789) i J. Gay-Lussac (1815).

Jednadžba alkoholnog vrenja može se sažeti kako slijedi:

C6H22O6 + 2H3P04 + 2ADPH ® 2CH3CH3OH + 2C02 + 2ATP.

Mliječna kiselina B. Bakterije mliječne kiseline su podijeljene u 2 skupine - homofermentativne i heterofermentativne. Homofermentativne bakterije (na primjer, Lactobacillus delbrückii) razdvajaju monosaharide da bi tvorile dvije molekule mliječne kiseline u skladu s dobivenom jednadžbom: C6H22O6 = 2CH3CHOH COOH.

1. Razmotrite strukturu i svojstva reducirajućih i nereducirajućih disaharida.

Disaharidi su O-glikozidi monosaharida i tvore dva identična ili različita monosaharida tijekom hidrolize. Disaharidi se dijele na ne-reducirajuće i reducirajuće. U nereducirajuće uključuju, na primjer, trehalozu:

Oba glikozidna hidroksila su uključena u formiranje glikozidne veze, tako da ne-reducirajući disaharidi nisu sposobni za tautomerizaciju s formiranjem otvorenog oblika i slobodne okso skupine. Prema tome, ne-reducirajući disaharidi ne daju reakcije karakteristične za otvoreni oblik monosaharida, tj. ne interagiraju s diamin-srebro hidroksidom, bakrenim hidroksidom, fenilhidrazinom, hidroksilaminom, cijanovom kiselinom. Za reduciranje disaharida ostaje jedan slobodni glikozid hidroksil (na slikama je podcrtan s dvije crvene crte), na primjer:

Redukcijski disaharidi su sposobni za tautomerizam, stoga monosaharidni ostatak koji je zadržao svoj glikozidni hidroksil može prijeći u otvoreni oblik (bez gubitka veze s ostatkom drugog monosaharida):

Zbog toga su reducirajući disaharidi sposobni za mutarotaciju i epimerizaciju. Oni oksidiraju (otuda i naziv - obnavljanje):

Obnovljeno natrijevim amalgamom ili složenim metalnim hidridima:

Alkilirani alkoholima u kiselom mediju (obično u prisutnosti HCl), formirajući disaharidne glikozide:

I reducirajući i nereducirajući disaharidi su alkilirani haloalkilima:

i acilirani su anhidridima ili kiselinskim halidima:

Tijekom hidrolize, koja nastaje kada se vodena otopina disaharida zagrije u prisutnosti kiseline (obično sumporne), nastaju monosaharidi, na primjer, kada saharoza hidrolizira mješavinu glukoze i fruktoze i hidrolizira laktozu, mješavinu galaktoze i glukoze.

Napišite formule za maltozu, laktozu i saharozu i navedite im sustavna imena.

Maltoza (sladni šećer) nalazi se u sladu, tj. u proklijalim žitaricama. Maltoza se dobiva nepotpunom hidrolizom škroba enzimima slada. Maltoza je izolirana u kristalnom stanju, dobro je topljiva u vodi, fermentirana kvascem. Maltoza se sastoji od dvije D-glukopiranozne jedinice povezane glikozidnom vezom između ugljika C-1 (anomerni ugljik) jedne jedinice glukoze i ugljika C-4 druge jedinice glukoze. Ta se veza naziva -1,4-glikozidna veza. Heors-Maltose formula prikazana ispod označena je prefiksom - jer OH skupina s anomernim ugljikom jedinice glukoze s desne strane je -hidroksil. Maltoza je reducirajući šećer. Njegova hemiacetalna skupina je u ravnoteži sa slobodnim aldehidnim oblikom i može se oksidirati u karboksilnu multibionsku kiselinu.

Rješava maltozne formule u cikličkim i aldehidnim formulacijama

Laktoza (mliječni šećer) nalazi se u mlijeku (4–6%), a dobiva se iz sirutke nakon uklanjanja skute. Laktoza je znatno manje slatka od šećerne repe. Koristi se za proizvodnju dječje hrane i lijekova. Laktoza se sastoji od ostataka molekula D-glukoze i D-galaktoze i je 4- (-D-galaktopiranozil) -D-glukoza, tj. nema glikozidnu vezu.
U kristalnom stanju izolirani su laktozni u-oblici, oba pripadaju reducirajućim šećerima.

Daje formulu (-formu) laktoze

Saharoza (tablica, šećerna repa ili šećer od šećerne trske) je najčešći disaharid u biološkom svijetu. U saharozi se ugljik C-1 D-glukoza kombinira s ugljikom
C-2 D-fruktozu s -1,2-glikozidnom vezom. Glukoza je u šesteročlanom (piranoznom) cikličkom obliku, a fruktoza u petočlanom (furanoznom) cikličkom obliku. Kemijski naziv za saharozu je -D-glukopiranozil-P-D-fruktofuranozid. Kako su i anomerni ugljik (i glukoza i fruktoza) uključeni u stvaranje glikozidne veze, glukoza je ne-reducirajući disaharid. Tvari ovog tipa mogu samo stvarati etere i estere, kao i svi polihidrični alkoholi. Posebno se lako hidroliziraju saharoza i drugi ne-reducirajući disaharidi.

Hladi formulu saharoze

3. Opisati biološku ulogu i uporabu disaharida.

Disaharidi, bios, ugljikohidrati, čije se molekule sastoje od dva ostatka monosaharida. Svi disaharidi su izgrađeni prema tipu glikozida. U ovom slučaju, vodikov atom glikozidnog hidroksila jedne monosaharidne molekule zamijenjen je ostatkom drugih monosaharidnih molekula zbog hemiacetalnog ili alkoholnog hidroksila. U prvom slučaju nastaju disaharidi koji nemaju reducirajuća svojstva, u drugom slučaju nastaju disaharidi s redukcijskim svojstvima. Skupina ne-reducirajućih disaharida uključuje trehalozu (mikoza, ili gljivični šećer), koja se sastoji od 2 ostatka glukoze; saharoza, koja se sastoji od ostataka glukoze i fruktoze, itd. Skupina reducirajućih disaharida uključuje maltozu, celobiozu, laktozu, itd. Disaharidi mogu sadržavati 5- i 6-člane prstenove monosaharida (pentoze i heksoze) i variraju u konfiguraciji glikozidne veze (a- ili b-glikozidi). Prostorni oblici (konformacije) prstena ostataka monosaharida u različitim disaharidima mogu varirati. Tako se celobioza i maltoza razlikuju ne samo u konfiguraciji glikozidne veze (a - u maltozi i b - u celobiozi), već iu tome što su u celobiozi oba ostatka u istoj konformaciji, au maltozi - u različitim.

Disaharidi - tvari koje kristaliziraju dobro, lako se otapaju u vodi i u alkoholu od 45 - 48 °, slabo topive u 96 ° alkoholu; optički aktivan; slatko na okus. D. hidroliza (za saharozu naziva se inverzija) događa se pod djelovanjem kiselina; u prisutnosti 5-članog prstena u ostatku monosaharida, povećava se brzina kiselinske hidrolize D. Hidroliza D. također se provodi enzimima (ugljikohidratima), na primjer, a- ili b-glikozidazama (ovisno o vrsti glikozidne veze u disaharidima). Kao rezultat hidrolize nastaju monosaharidi.

Disaharidi su široko rasprostranjeni u životinjama i biljkama. Nalaze se u slobodnom stanju (kao produkti biosinteze ili djelomične hidrolize polisaharida), ali i kao strukturne komponente glikozida i drugih spojeva. Obično se D. dobiva iz prirodnih izvora (npr. Saharoza - od šećerne repe ili šećerne trske, laktoza - iz životinjskog mlijeka). Mnogi D. sintetiziraju kemijske i biokemijske metode.

Saharoza, laktoza i maltoza vrijedne su namirnice i okusne tvari. Industrija šećera bavi se proizvodnjom saharoze.

1. Opisati strukturu škroba.

Škrob se sastoji od 2 polisaharida - amiloze i amilopektina, formiranih od ostataka glukoze. Eksperimentalno je dokazano da kemijska formula škroba (C6H20O5) n.

Utvrđeno je da se škrob ne sastoji samo od linearnih molekula, već i od molekula razgranate strukture. To objašnjava granularnu strukturu škroba. Ona se nakuplja u obliku žitarica, uglavnom u stanicama sjemena, lukovica, gomolja, kao iu lišću i stabljikama. Škrob je bijeli prah, netopljiv u hladnoj vodi. U vrućoj vodi bubri i stvara pastu.

2. Napišite formule strukturnih jedinica amiloze i amilopektina.

Opisati biološku ulogu škroba.

Škrob, kao jedan od proizvoda fotosinteze, široko je rasprostranjen u prirodi. Za biljke, to je zaliha hranjivih tvari i uglavnom se nalazi u voću, sjemenkama i gomoljima. Zrno žitarica najbogatije je škrobom: riža (do 86%), pšenica (do 75%), kukuruz (do 72%) i gomolji krumpira (do 24%). Za ljudsko tijelo, škrob i saharoza je glavni dobavljač ugljikohidrata - jedna od najvažnijih komponenti hrane. Pod djelovanjem enzima, škrob se hidrolizira u glukozu, koja se u stanicama oksidira do ugljičnog dioksida i vode oslobađanjem energije potrebne za funkcioniranje živog organizma.

Otopina škroba u vodi je ne-Newtonska tekućina.

4. Napišite formulu za strukturnu jedinicu celuloze.

http://works.doklad.ru/view/Yh3ILZZWyfY/6.html

POGLAVLJE 11. Ugljikovodici

Ugljikohidrati su dio stanica i tkiva svih biljnih i životinjskih organizama. Oni su od velike važnosti kao izvori energije u metaboličkim procesima.

Ugljikohidrati su glavni sastojak hrane sisavaca. Njihov poznati predstavnik - glukoza - nalazi se u biljnim sokovima, voću, voću, a osobito u grožđu (otuda i njegovo ime - grožđani šećer). To je bitna komponenta krvi i tkiva životinja i izravan izvor energije za stanične reakcije.

Ugljikohidrati nastaju u biljkama tijekom fotosinteze iz ugljičnog dioksida i vode. Za ljude je glavni izvor ugljikohidrata biljna hrana.

Ugljikohidrati se dijele na monosaharide i polisaharide. Monosaharidi se ne hidroliziraju u jednostavnije ugljikohidrate. Polisaharidi sposobni za hidrolizu mogu se smatrati proizvodima polikondenzacije monosaharida. Polisaharidi su visokomolekularni spojevi čije makromolekule sadrže stotine i tisuće ostataka monosaharida. Međuprodukt između mono- i polisaharida sastoji se od oligosaharida (od grčkog. Oligos - malo), koji imaju relativno malu molekularnu težinu.

Dio navedenih imena, saharidi, povezan je s uobičajenim nazivom ugljikohidrata, šećera, koji se još uvijek koristi.

11.1.1. Struktura i stereoizomerija

Monosaharidi su, u pravilu, čvrste tvari koje su visoko topljive u vodi, slabo u alkoholu i netopljive u većini organskih otapala. Gotovo svi monosaharidi imaju slatki okus.

Monosaharidi mogu postojati u otvorenim (oksoformnim) i cikličkim oblicima. U otopini su ti izomerni oblici u dinamičkoj ravnoteži.

Otvoreni obrasci. Monosaharidi (monosaharidi) su heterofunkcionalni spojevi. Njihove molekule istodobno sadrže karbonil (aldehid ili keton) i nekoliko hidroksilnih skupina, odnosno monosaharidi su polihidroksikarbonilni spojevi - polihidroksialdehidi i polihidroksiketoni. Imaju nerazgranati ugljikov lanac.

Monosaharidi su klasificirani prema prirodi karbonilne skupine i duljini lanca ugljika. Monosaharidi koji sadrže aldehidnu skupinu nazivaju se aldozama, a ketonska skupina (obično na poziciji 2), ketoza (sufiks se koristi za nazive monosaharida: glukoza, galaktoza, fruktoza, itd.). Općenito, struktura aldoza i ketoza može se predstaviti kako slijedi.

Ovisno o duljini ugljikovog lanca (3-10 atoma), monosaharidi se dijele na trije, tetroze, pentoze, heksoze, heptoze, itd. Najčešće su pentoze i heksoze.

Stereoizomeri. Monosaharidne molekule sadrže nekoliko centara kiralnosti, što je razlog postojanja mnogih stereoizomera koji odgovaraju istoj strukturalnoj formuli. Na primjer, u aldoheksozi postoje četiri asimetrična atoma ugljika, a odgovaraju 16 stereoizomera (24), tj. 8 parova enantiomera. U usporedbi s odgovarajućim aldozama, ketoheksoze sadrže jedan manje kiralni ugljikov atom, stoga je broj stereoizomera (24) smanjen na 8 (4 para enantiomera).

Otvoreni (neciklički) oblici monosaharida prikazani su kao Fisher-ove projekcijske formule (vidi 7.1.2). Lanac ugljika u njima se bilježi vertikalno. U slučaju aldoza, na vrhu se nalazi aldehidna skupina, au ketozi, primarna alkoholna skupina susjedna karbonilu. Iz tih grupa započinje numeriranje lanca.

Za označavanje stereokemije koristi se D, L-sustav. Dodjela monosaharida u D ili L seriju provodi se prema konfiguraciji kiralnog centra, koji je najdalje od okso skupine, bez obzira na konfiguraciju drugih centara! Za pentoze, ovo "odredujuće" središte je C-4 atom, a za heksoze C-5. Položaj OH skupine u posljednjem središtu kiralnosti na desnoj strani ukazuje da monosaharid pripada D-seriji, lijevo - L-seriji, to jest, analogno stereokemijskom standardu - glicerol aldehidu (vidi 7.1.2).

Poznato je da je za označavanje stereokemijske strukture spojeva s nekoliko središta kiralnosti R, S sustav univerzalan (vidi 7.1.2). Međutim, nespretnost imena dobivenih monosaharida ograničava njegovu praktičnu primjenu.

Većina prirodnih monosaharida pripada D-seriji. D-riboza i D-ksiloza česte su među aldopentozama, a D-ribuloza i D-ksiluloza iz ketopentoze.

Uobičajeni nazivi za ketoze nastaju uvođenjem sufiksa -ul u nazive odgovarajuće aldoze: riboza odgovara ribulozi, ksilozi i ksilulozi (iz tog pravila izlazi naziv "fruktoza", koja nema veze s nazivom odgovarajuće aldoze).

Kao što se može vidjeti iz gornjih formula, stereoizomerne d-aldoheksoze, kao i d-aldopentoze i d-ketopentoze, su dijastereomeri. Među njima su oni koji se razlikuju u konfiguraciji samo jednog središta kiralnosti. Dijastereomeri koji se razlikuju u konfiguraciji samo jednog asimetričnog atoma ugljika nazivaju se epimeri. Epimeri su poseban slučaj dijastereomera. Na primjer, d-glukoza i d-galaktoza su različiti.

od druge, samo konfiguracija C-4 atoma, tj. oni su epimeri C-4. Slično, d-glukoza i d-manoza su epimeri na C-2, te d-riboza i d-ksiloza na C-3.

Svaka aldoza iz d-serije odgovara enantiomeru l-serije s suprotnom konfiguracijom svih centara kiralnosti.

Ciklički oblici. Otvoreni oblici monosaharida prikladni su za razmatranje prostornih odnosa između stereoizomernih monosaharida. U stvari, monosaharidi su ciklički polu-acetalni u strukturi. Formiranje cikličkih oblika monosaharida može se predstaviti kao rezultat intramolekularne interakcije karbonilnih i hidroksilnih skupina (vidi 9.2.2) sadržane u molekuli monosaharida.

Polu-acetalna hidroksilna skupina u kemiji ugljikohidrata naziva se glikozidna. Svojstva se značajno razlikuju od ostalih (alkoholnih) hidroksilnih skupina.

Kao rezultat ciklizacije nastaju termodinamički stabilniji furanozni (peteročlani) i piranoski (šesteročlani) ciklusi. Imena ciklusa izvedena su iz naziva povezanih heterocikličkih spojeva - furana i pirana.

Formiranje ovih ciklusa je povezano sa sposobnošću ugljikovih lanaca monosaharida da prihvate dovoljno povoljnu konformaciju nalik varanju (vidi 7.2.1). Kao rezultat, aldehid (ili keton) i hidroksilne skupine na C-4 (ili C-5) se spajaju u prostoru, tj. One funkcionalne skupine, kao rezultat interakcije kod koje dolazi intramolekularna ciklizacija. Ako hidroksilna skupina na C-5 reagira u aldoheksozi, pojavljuje se hemiacetal sa šesteročlanim piranoznim ciklusom. Sličan ciklus u ketoheksozi dobiven je kada je hidroksilna skupina uključena u reakciju na C-6.

U nazivima cikličkih oblika, zajedno s imenom monosaharida, naznačite veličinu ciklusa s riječima piranoza ili furanoza. Ako je hidroksilna skupina uključena u ciklizaciju u aldoheksozi na C-4, te u ketoheksozi u C-5, dobivene su hemisfere s petočlanim furanoznim ciklusom.

U cikličkom obliku stvara se dodatno središte kiralnosti - ugljikov atom koji je ranije bio dio karbonilne skupine (za aldoze to je C-1). Ovaj se atom naziva anomernim, a dva odgovarajuća stereoizomera nazivaju se a- i β-anomeri (slika 11.1). Anomeri su poseban slučaj epimera.

Različite konfiguracije anomernog atoma ugljika nastaju zbog činjenice da je aldehidna skupina, zbog rotacije oko C-1-C-2 σ-veze, napadnuta nukleofilnim atomom kisika s različitih strana (vidi sliku 11.1). Kao rezultat, formiraju se hemiacetali s suprotnim konfiguracijama anomernog središta.

U a-anomeru, konfiguracija anomernog središta je ista s konfiguracijom "krajnjeg" kiralnog centra, koji određuje da li pripada d ili l-redu, dok je u β-anomeru suprotna. U formulama Fisherove projekcije d-reda monosaharida u a-anomeru, skupina OH glikozida nalazi se na desnoj strani, au β-anomeru - lijevo od lanca ugljika.

Sl. 11.1. Formiranje a- i β-anomera na primjeru d-glukoze

Heuors Formula. Ciklički oblici monosaharida prikazani su u obliku Heuorsovih obećavajućih formula, u kojima su ciklusi prikazani u obliku ravnih poligona koji leže okomito na ravninu figure. Atom kisika nalazi se u piranskom ciklusu u krajnjem desnom kutu, u furanoznom - iza ravnine ciklusa. Simboli ugljikovih atoma u ciklusima ne pokazuju.

Za prelazak na Heuors formule, Fisherova ciklička formula se transformira tako da se atom kisika u ciklusu nalazi na istoj ravnoj liniji kao i atomi ugljika u ciklusu. To je dolje prikazano na primjeru a-d-glukopiranoze s dvije permutacije na C-5 atomu, što ne mijenja konfiguraciju tog asimetričnog središta (vidi 7.1.2). Ako je transformirana Fisherova formula postavljena vodoravno, kako to zahtijevaju pravila za pisanje Heuors formula, tada će supstituenti desno od vertikalne linije ugljikovog lanca biti ispod ciklusa, a oni koji su bili lijevo će biti iznad te ravnine.

U d-aldoheksozi u piranoznom obliku (i d-aldopentozi u furanoznom obliku), skupina CH2OH uvijek se nalazi iznad ravnine ciklusa, što je formalni znak d-serije. Glikozidna hidroksilna skupina u a-anomerima d-aldoze pojavljuje se ispod ravnine ciklusa, u β-anomerima - iznad ravnine.

Radi jednostavnosti, Heuorsove formule često ne prikazuju simbole atoma vodika i njihove veze s atomima ugljika u ciklusu. Ako govorimo o mješavini anomera ili stereoizomera s nepoznatom konfiguracijom anomernog središta, tada je položaj glikozidne skupine OH označen valovitom linijom.

Prema istim pravilima, prijelaz se također provodi u ketozi, što je niže prikazano na primjeru jednog od anomera oblika d-fruktoze furanoze.

U čvrstom stanju monosaharidi su u cikličkom obliku. Ovisno o otapalu iz kojeg je d-glukoza rekristalizirana, dobiva se ili kao a-d-glukopiranoza (iz alkohola ili vode), ili kao P-d-glukopiranoza (iz piridina). Razlikuju se veličinom kuta specifične rotacije [a]_D 20, odnosno +112? na a-anomeru i +19? na P-anomeru. U svježe pripremljenoj otopini

svaki anomer, pri stajanju, promatra se specifična rotacija sve dok konstantan kut rotacije, jednak za taj i drugo rješenje, ne bude +52,5 °.

Vremenske varijacije kuta rotacije ravnine polarizacije svjetlosti s otopinama ugljikohidrata naziva se mutarotacija.

Kemijska suština mutarotacije je sposobnost monosaharida da postoje u obliku ravnotežne smjese tautomera - otvorenih i cikličkih oblika. Ovaj tip tautomerizma naziva se ciklooksokotomerizam.

U otopinama se ravnoteža između četiri ciklička tautomera monosaharida uspostavlja kroz otvoreni oblik, oksoform. Interkonverzija a- i β-anomera jedan u drugi kroz međuproizvod oksoforma naziva se anomerizacija.

Tako u d-glukoznoj otopini postoji u obliku tautomera: oksoformi i a- i β-anomera piranoznih i furanoznih cikličkih oblika.

U mješavini tautomera prevladavaju piranozni oblici. Oksoform, kao i tautomeri s furanoznim ciklusima, sadržani su u malim količinama. Važno je, međutim, ne apsolutni sadržaj tautomera, već mogućnost njihovog prijelaza jedni u druge, što dovodi do nadopunjavanja količine "željenog" oblika kako se konzumira.

u bilo kojem procesu. Na primjer, unatoč niskom sadržaju oksoforma, glukoza reagira svojstvenom aldehidnoj skupini.

Slične tautomerne transformacije javljaju se u otopinama sa svim monosaharidima i većini poznatih oligosaharida. U nastavku je prikazan dijagram tautomernih transformacija najvažnijeg predstavnika ketoheksoze, d-fruktoze, sadržane u voću, medu, ali i dio saharoze (vidi 11.2.2).

Međutim, vizualne formule ipak ne odražavaju stvarnu geometriju molekula monosaharida, budući da peto- i šesteročlani ciklusi nisu ravni. Dakle, šesteročlani piranonski ciklus, poput cikloheksana, ima najpovoljniju konformaciju stolice (vidi 7.2.2). U uobičajenim monosaharidima, glavna skupina alkohola CH2OH i većina hidroksilnih skupina nalaze se u povoljnijim ekvatorijalnim položajima.

Od dva anomera d-glukopiranoze, p-anomer dominira u otopini, u kojoj su svi supstituenti, uključujući hemiacetalni hidroksil, locirani ekvatorijalno.

Visoka termodinamička stabilnost d-glukopiranoze zbog svoje konformacijske strukture objašnjava najveću raspodjelu d-glukoze u prirodi među monosaharidima.

Konformacijska struktura monosaharida predodređuje prostorni raspored polisaharidnih lanaca, tvoreći njihovu sekundarnu strukturu.

11.1.4. Ne-klasični monosaharidi

Neklasični monosaharidi su niz spojeva koji imaju zajedničku strukturnu "arhitekturu" s običnim, "klasičnim" monosaharidima (aldozama i ketozama), ali se razlikuju ili po modifikaciji jedne ili više funkcionalnih skupina ili u odsutnosti nekih od njih. U takvim spojevima OH skupina je često odsutna. Nazivaju se dodavanjem nazivu izvornog monosaharida prefiks deoksi- (što znači odsutnost OH skupine) i naziv “novog” supstituenta.

Dezoksi šećer. Najčešći deoksi-šećeri, 2-deoksi-D-riboza, je strukturna komponenta DNA. Prirodni kardiološki glikozidi (vidi 15.3.5) koji se koriste u kardiologiji sadrže ostatke dideoksi šećera, na primjer, digitoksoze (srčani glikozidi digitalisa).

Amino šećeri. Ti derivati, koji sadrže amino skupinu umjesto hidroksilne skupine (obično na C-2), posjeduju osnovna svojstva i oblikuju kristalne soli s kiselinama. Najznačajniji predstavnici amino šećera su analozi d-glukoze i d-galaktoze, za koje često koriste polu-trivijalne

Druga imena su d-glukozamin i d-galaktozamin. Amino skupina u njima se može acilirati ostacima octene, ponekad sumporne kiseline.

Alditoli. Alditoli, koji se također nazivaju šećerni alkoholi, uključuju polihidrične alkohole koji sadrže hidroksilnu skupinu umjesto okso skupine = O. Svaka aldoza odgovara jednom alditu, u ime kojeg se koristi sufiks -it umjesto -tru, na primjer, d-manitol (iz d-manoze). Aldithi imaju simetričniju strukturu od aldoza, stoga među njima postoje mezo-spojevi (interno simetrični), primjerice ksilitol.

Kiseli šećer. Monosaharidi, u kojima je umjesto CH2OH jedinice sadržana COOH skupina, imaju uobičajeno ime uronske kiseline. Njihova imena koriste kombinaciju -uronske kiseline umjesto sufiksa -Oza odgovarajuće aldoze. Treba primijetiti da se numeriranje lanca provodi iz aldehidnog ugljikovog atoma, a ne iz karboksilnog, da bi se sačuvao strukturni odnos s izvornim monosaharidom.

Uronske kiseline su komponente biljnih i bakterijskih polisaharida (vidi 13.3.2).

Monosaharidi koji sadrže karboksilnu skupinu umjesto aldehidne skupine nazivaju se aldonskim kiselinama. Ako su karboksilne skupine prisutne na oba kraja ugljikovog lanca, tada se takvi spojevi nazivaju kolektivnim aldarnim kiselinama. U nomenklaturi ovih tipova kiselina koriste se kombinacije nove kiseline i - proljetne kiseline.

Aldonske i aldarne kiseline ne mogu formirati tautomerne cikličke oblike, jer im nedostaje aldehidna skupina. Aldarične kiseline, kao i alditoli, mogu postojati kao mezo-spojevi (na primjer, galaktarska kiselina).

Askorbinska kiselina (vitamin C). Taj, možda, najstariji i najpopularniji vitamin je po strukturi blizak monosaharidima i predstavlja γ-lakton kiseline (I). Askorbinska kiselina

nalazi se u plodovima, osobito agrumima, bobicama (divlja ruža, crni ribiz), povrću, mlijeku. Proizveden je u velikoj mjeri u industriji od d-glukoze.

Askorbinska kiselina pokazuje prilično jaka kiselinska svojstva (pK_i 4,2) zbog jedne od hidroksilnih skupina endiolnog fragmenta. Kada se formiraju soli, γ-laktonski prsten se ne otvara.

Askorbinska kiselina ima jaka redukcijska svojstva. Dehidroaskorbinska kiselina nastala tijekom njegove oksidacije lako se reducira do askorbinske kiseline. Ovaj proces osigurava niz redoks reakcija u tijelu.

11.1.5. Kemijska svojstva

Monosaharidi su tvari s visokom reaktivnošću. Njihove molekule sadrže sljedeće najvažnije reakcijske centre:

• hemiacetalni hidroksil (istaknut u boji);

• alkoholne hidroksilne skupine (sve ostale, osim hemiacetala);

• karbonilna skupina acikličkog oblika.

Glikozida. Glikozidi uključuju derivate cikličkih ugljikohidrata, u kojima je hemiacetalna hidroksilna skupina zamijenjena skupinom OR. Ne-ugljikohidratna komponenta glikozida naziva se aglikon. Veza između anomernog središta (u aldozama to je C-1, ketoza - C-2) i skupine OR naziva se glikozidna. Glikozidi su acetati cikličkih oblika aldoze ili ketoze.

Ovisno o veličini oksidnog ciklusa, glikozidi se dijele na piranozide i furanozide. Glukozidni glikozidi nazivaju se glukozidi, riboze-ribozidi, itd. Potpuni naziv glikozida slijedi naziv radikala R, konfiguracija anomernog središta (α- ili β-) i naziv ugljikohidratnog ostatka zamjenom sufiksa -oze -ozida (vidi primjeri u reakcijskoj shemi ispod).

Glikozidi nastaju interakcijom monosaharida s alkoholima u uvjetima kiselinske katalize; u ovom slučaju reagira samo hemiacetalna skupina OH.

Glikozidne otopine se ne mutiraju.

Transformacija monosaharida u glikozid je složen proces koji se odvija kroz niz uzastopnih reakcija. Općenito, on je

logično je dobiti acikličke acetale (vidi 5.3). Međutim, zbog reverzibilnosti reakcije u otopini, tautomerni oblici polaznog monosaharida i četiri izomerna glikozida (a- i β-anomeri furanozida i piranozida) mogu biti u ravnoteži.

Kao i svi acetali, glikozidi se hidroliziraju s razrijeđenim kiselinama, ali su otporni na hidrolizu u slabo alkalnom mediju. Hidroliza glikozida dovodi do odgovarajućih alkohola i monosaharida i predstavlja reakciju, suprotnu od njihove formacije. Enzimska hidroliza glikozida je temelj cijepanja polisaharida provedenih u životinjskim organizmima.

Esteri. Monosaharidi se lako aciliraju anhidridima organskih kiselina, tvoreći estere uz sudjelovanje svih hidroksilnih skupina. Na primjer, pri interakciji s octenim anhidridom dobivaju se acetil derivati ​​monosaharida. Esteri monosaharida se hidroliziraju u kiselim i alkalnim medijima.

Posebno su važni esteri anorganskih kiselina, osobito fosfatni esteri - fosfati. Nalaze se u svim biljnim i životinjskim organizmima i metabolički su aktivni oblici monosaharida. Najvažniju ulogu igraju d-glukoza i d-fruktoza fosfati.

Esteri sumporne kiseline - sulfati - dio su polisaharida vezivnog tkiva (vidi 11.3.2).

Oporavak. Kada se reduciraju monosaharidi (njihova aldehidna ili ketonska skupina), nastaju alditoli.

Šest-atomski alkoholi - D-glucit (sorbitol) i D-manitol - dobivaju se redukcijom glukoze odnosno manoze. Aldithovi su lako topljivi u vodi, imaju slatki okus, neki od njih (ksilitol i sorbitol) se koriste kao šećerni nadomjesci za dijabetičare.

Kada se reducira aldoza, dobiva se samo jedan poliol, kada se reducira ketoza, dobiva se smjesa dvaju poliola; na primjer, d-glucit i d-manitol nastaju iz d-fruktoze.

Oksidacija. Reakcije oksidacije koriste se za otkrivanje monosaharida, osobito glukoze, u biološkim tekućinama (urin, krv).

Svaki atom ugljika može biti podvrgnut oksidaciji u molekuli monosaharida, ali aldehidna skupina aldoze u otvorenom obliku se najlakše oksidira.

Blagi oksidacijski agensi (bromova voda) mogu oksidirati aldehidnu skupinu u karboksil, bez utjecaja na druge skupine. u

To stvara aldonske kiseline. Dakle, kada se d-glukoza oksidira s bromnom vodom, dobiva se d-glukonska kiselina. U medicini se koristi njegova kalcijeva sol - kalcijev glukonat.

Djelovanje jačih oksidanata, kao što su dušična kiselina, kalijev permanganat, pa čak i ioni Cu 2+ ili Ag +, dovodi do dubokog razbijanja monosaharida s prekidom veza ugljik-ugljik. Ugljikov lanac je sačuvan samo u nekim slučajevima, na primjer, kada se d-glukoza oksidira u d-glukaričnu kiselinu ili d-galaktozu u galaktarsku (sluz) kiselinu.

Dobivena galaktarska kiselina je teško topljiva u vodi i taloži, koja se koristi za detekciju galaktoze navedenom metodom.

Aldoze se lako oksidiraju složenim spojevima bakra (11) i srebra, odnosno Fehlingovim i Tollensovim reagensima (vidi također 5.5). Takve reakcije su moguće zbog prisutnosti aldehidnog (otvorenog) oblika u tautomernoj smjesi.

Zbog njihove sposobnosti da regeneriraju ione Cu 2+ ili Ag +, monosaharidi i njihovi derivati ​​koji sadrže potencijalnu aldehidnu skupinu nazivaju se redukcijom.

Glikozidi ne pokazuju sposobnost smanjenja i ne daju pozitivan uzorak s tim reagensima. Međutim, ketoze mogu reducirati metalne katione, budući da se u alkalnom mediju izomeriziraju u aldoze.

Izravna oksidacija CH2OH jedinice monosaharida u karboksilnu skupinu je nemoguća zbog prisutnosti aldehidne skupine koja je sklonija oksidaciji, stoga je za pretvorbu monosaharida u uronsku kiselinu monosaharid sa zaštićenom aldehidnom skupinom oksidiran, na primjer, kao glikozid.

Stvaranje glikozida glukuronske kiseline - glukuronida - primjer je procesa biosintetske konjugacije, tj. Procesa vezanja lijekova ili njihovih metabolita s hranjivim tvarima, kao i sa toksičnim tvarima, nakon čega slijedi uklanjanje urina iz tijela.

Oligosaharidi su ugljikohidrati sastavljeni od nekoliko ostataka monosaharida (od 2 do 10) koji su povezani glikozidnom vezom.

Najjednostavniji oligosaharidi su disaharidi (bios), koji se sastoje od dva monosaharidna ostatka i glikozidi (puni acetali), u kojima jedan od ostataka djeluje kao aglikon. Sposobnost disaharida da se hidrolizira u kiselom okolišu s formiranjem monosaharida povezana je s acetalnom prirodom.

Postoje dva tipa vezanja ostataka monosaharida:

• zbog hemiacetalne skupine OH jednog monosaharida i bilo koje alkoholne skupine druge (u primjeru ispod, hidroksil na C-4); to je skupina reducirajućih disaharida;

• uz sudjelovanje hemiacetalnih OH skupina oba monosaharida; To je skupina ne-reducirajućih disaharida.

11.2.1. Smanjenje disaharida

U ovim disaharidima jedan od ostataka monosaharida sudjeluje u formiranju glikozidne veze zbog hidroksilne skupine (najčešće na C-4). Disaharid ima slobodnu hemiacetalnu hidroksilnu skupinu, zbog čega se zadržava sposobnost otvaranja ciklusa.

Svojstva redukcije takvih disaharida i mutarotacija njihovih otopina posljedica su ciklooksokautomerizma.

Predstavnici reducirajućih disaharida su maltoza, celobioza, laktoza.

Maltoza. Ovaj disaharid se također naziva sladni šećer (od lat. Maltum - malt). To je glavni proizvod cijepanja škroba djelovanjem enzima β-amilaze koje izlučuje salivarna žlijezda, a također se nalazi u sladu (proklijalo, a zatim sušeno i zdrobljeno zrno žitarica). Maltoza ima manje slatkog okusa od saharoze.

Maltoza je disaharid u kojem su ostaci dviju molekula d-glukopiranoze povezani (1 ^ 4) -glukozidnom vezom.

Aomerni ugljikov atom koji sudjeluje u formiranju te veze ima a-konfiguraciju, a anomerni atom s hemiacetalnom hidroksilnom skupinom može imati i a- i P-konfiguraciju (odnosno a- i P-maltozu).

U sustavnom nazivu disaharida, "prva" molekula dobiva sufiks -osil, dok "drugi" čuva sufiks. Dodatno, puno ime ukazuje na konfiguraciju oba anomerna atoma ugljika.

Celobiozu. Ovaj disaharid nastaje nepotpunom hidrolizom celuloznog polisaharida.

Cellobioza je disaharid u kojem su ostaci dviju d-glukopiranoznih molekula vezani β (1-4) -glikozidnom vezom.

Razlika između celobioze i maltoze je u tome što anomerni ugljikov atom uključen u formiranje glikozidne veze ima β-konfiguraciju.

Maltoza se cijepa enzimom a-glukozidazom, koja nije aktivna protiv celobioze. Cellobioza se može razgraditi enzimom β-glukozidaze, ali taj enzim nije prisutan u ljudskom tijelu, stoga se celobioza i odgovarajuća celuloza polisaharida ne mogu obraditi u ljudskom tijelu. Preživari mogu jesti celulozu iz trave (vlakna) jer bakterije u gastrointestinalnom traktu imaju β-glukozidazu.

Konfiguracijska razlika između maltoze i celobioze podrazumijeva konformacijsku razliku: a-glikozidna veza u maltozi je aksijalno locirana, a β-glikozidna veza u celobiozi je ekvatorijalna. Konformacijsko stanje disaharida je primarni uzrok linearne strukture celuloze, koja uključuje celobiozu, i strukturu amiloze (škroba) slične zavojnici, izgrađene od maltoznih jedinica.

Laktoza se nalazi u mlijeku (4-5%) i dobiva se iz sirutke nakon odvajanja skute (otuda i naziv "mliječni šećer").

Laktoza je disaharid u kojem su ostaci d-galaktopiranoze i d-glukopiranoze povezani P (l-4) -glikozidnom vezom.

Anomerni ugljikov atom d-galaktopiranoze koji sudjeluje u formiranju te veze ima P-konfiguraciju. Aomerni atom glukopiranoznog fragmenta može imati i a i P konfiguraciju (α i l laktozu, respektivno).

11.2.2. Ne-reducirajući disaharidi

Najvažniji ne-reducirajući disaharid je saharoza. Izvor je šećerna trska, šećerna repa (do 28% suhe tvari), biljni i voćni sokovi.

Saharoza je disaharid u kojem su ostaci a-d-glukopiranoze i P-d-fruktofuranoze povezani glikozidnim vezama zbog hemiacetalnih hidroksilnih skupina svakog monosaharida.

Budući da u molekuli saharoze nema hemiacetalnih hidroksilnih skupina, ona nije sposobna za ciklooksokotomerizam. Otopine saharoze se ne mutiraju.

11.2.3. Kemijska svojstva

Kemijski, oligosaharidi su glikozidi, a reducirajući oligosaharidi također imaju znake monosaharida, budući da sadrže potencijalnu aldehidnu skupinu (u otvorenom obliku) i hemiacetalni hidroksil. To je ono što određuje njihovo kemijsko ponašanje. Oni ulaze u mnoge reakcije karakteristične za monosaharide: one tvore estere, mogu se oksidirati i reducirati djelovanjem istih reagensa.

Najkarakterističnija reakcija disaharida je kiselinska hidroliza koja dovodi do cijepanja glikozidne veze s nastankom monosaharida (u svim tautomernim oblicima). Općenito, ova reakcija je slična hidrolizi alkilglikozida (vidi 11.1.5).

Polisaharidi čine glavninu organske tvari u Zemljinoj biosferi. Oni obavljaju tri važne biološke funkcije, djelujući kao strukturne komponente stanica i tkiva, rezerva energije i zaštitne tvari.

Polisaharidi (glikani) su visokomolekularni ugljikohidrati. Po kemijskoj prirodi, to su poliglikozidi (poliacetali).

Po principu strukture, polisaharidi se ne razlikuju od reducirajućih oligosaharida (vidi 11.2). Svaka jedinica monosaharida je povezana glikozidnim vezama s prethodnim i sljedećim jedinicama. Istodobno, za povezivanje s kasnijom vezom osigurava se hemiacetalna hidroksilna skupina, a s prethodnom - alkoholna skupina. Razlika leži samo u količini ostataka monosaharida: polisaharidi mogu sadržavati stotine, pa čak i tisuće njih.

U polisaharidima biljnog podrijetla najčešće su (1-4) -glikozidne veze, au polisaharidima životinjskog i bakterijskog podrijetla postoje i druge vrste veza. Na jednom kraju polimernog lanca nalazi se ostatak reducirajućeg monosaharida. Budući da je njegov udio u cijeloj makromolekuli vrlo mali, polisaharidi praktički ne pokazuju reducirajuća svojstva.

Glikozidna priroda polisaharida uzrokuje njihovu hidrolizu u kiselom i stabilnom alkalnom mediju. Potpuna hidroliza dovodi do stvaranja monosaharida ili njihovih derivata, nepotpunih - do brojnih intermedijarnih oligosaharida, uključujući disaharide.

Polisaharidi imaju visoku molekularnu težinu. Karakterizira ih viša razina strukturne strukture makromolekula tipična za visokomolekulske tvari. Uz primarnu strukturu, tj. Sa specifičnim slijedom monomernih ostataka, važnu ulogu ima sekundarna struktura definirana prostornim rasporedom makromolekularnog lanca.

Polisaharidni lanci mogu biti razgranati ili nerazgranati (linearni).

Polisaharidi su podijeljeni u skupine:

• homopolisaharidi koji se sastoje od ostataka jednog monosaharida;

• heteropolisaharidi koji se sastoje od ostataka različitih monosaharida.

Homopolisaharidi uključuju mnoge biljne polisaharide (škrob, celulozu, pektin), životinjsko (glikogen, hitin) i bakterijsko (dekstransko) podrijetlo.

Heteropolisaharidi, koji uključuju mnoge životinje i bakterijske polisaharide, manje su proučavani, ali igraju važnu biološku ulogu. Heteropolisaharidi u tijelu povezani su s proteinima i tvore kompleksne supramolekularne komplekse.

Škrob. Ovaj se polisaharid sastoji od dva tipa polimera konstruiranih od d-glukopiranoze: amiloze (10-20%) i amilopektina (80-90%). Škrob se formira u biljkama tijekom fotosinteze i "pohranjuje" u gomolji, korijenje i sjeme.

Škrob je bijela amorfna tvar. Ne topiva u hladnoj vodi, bubri u vrućoj vodi, a dio se postupno otapa. Kada se škrob brzo zagrijava zbog vlage (10–20%) koja se u njoj nalazi, dolazi do hidrolitičkog cijepanja makromolekularnog lanca u manje komade i nastaje smjesa polisaharida, zvanih dekstrin. Dekstrini su topljiviji u vodi nego škrob.

Ovaj postupak cijepanja škroba, ili dekstrinizacije, provodi se tijekom pečenja. Brašno skroba pretvoreno u dekstrine lakše se probavlja zbog veće topljivosti.

Amiloza je polisaharid u kojem su d-glukopiranozni ostaci povezani (1-4) -glikozidnim vezama, tj. Disaharidni fragment amiloze je maltoza.

Lanac amiloze je nerazgranat, uključuje do tisuću ostataka glukoze, molekularna težina je do 160 tisuća.

Prema rendgenskoj analizi, makromolekula amiloze je namotana u spiralu (sl. 11.2). Za svaki zaokret spirale nalazi se šest monosaharidnih veza. Molekule odgovarajuće veličine, na primjer, molekule joda, mogu tvoriti unutarnji kanal spirale, tvoreći kompleks nazvan inkluzijski spoj. Kompleks amiloze s jodom je plav. Koristi se u analitičke svrhe radi otkrivanja i škroba i joda (jodkrahmal test).

Sl. 11.2. Spiralna struktura amiloze (pogled duž osi spirale)

Amilopektin, za razliku od amiloze, ima razgranatu strukturu (Slika 11.3). Njegova molekularna težina doseže 1-6 ppm.

Sl. 11.3. Razgranata makromolekula amilopektina (obojeni krugovi - točke grananja bočnih lanaca)

Amilopektin je razgranati polisaharid, u čijim lancima D-glukopiranozni ostaci povezani su (1 ^ 4) -glukozidnim vezama, a na graničnim točkama (1 ^ 6) vezama. Između točaka grananja nalazi se 20-25 ostataka glukoze.

Hidroliza škroba u gastrointestinalnom traktu odvija se pod djelovanjem enzima koji razgrađuju (1-4) - i (1-6) -glikozidne veze. Krajnji proizvodi hidrolize su glukoza i maltoza.

Glikogen. U životinjskim organizmima, ovaj polisaharid je strukturni i funkcionalni analog škrobnog povrća. U strukturi je sličan amilopektinu, ali ima još veće grananje. Obično između točaka grananja sadrži 10-12, ponekad čak 6 jedinica glukoze. Uvjetno se može reći da je grananje makromolekule glikogena dvostruko veće od amilopektina. Snažno grananje doprinosi funkciji energije glikogena, jer samo s mnogo terminalnih ostataka može se osigurati brza eliminacija potrebnog broja molekula glukoze.

Molekularna masa glikogena neuobičajeno je velika i doseže 100 milijuna.Ova veličina makromolekula doprinosi funkciji rezervnog ugljikohidrata. Tako makromolekula glikogena zbog svoje velike veličine ne prolazi kroz membranu i ostaje u stanici sve dok se ne pojavi potreba za energijom.

Hidroliza glikogena u kiselom mediju odvija se vrlo lako s kvantitativnim prinosom glukoze. To se koristi u analizi tkiva za sadržaj glikogena pomoću količine nastale glukoze.

Slično glikogenu u životinjskim organizmima, amilopektin, koji ima manje razgranatu strukturu, ima istu ulogu kao i rezervni polisaharid u biljkama. To je zbog činjenice da se metabolički procesi u biljkama odvijaju puno sporije i ne zahtijevaju brz protok energije, kao što je ponekad potrebno za životinjski organizam (stresne situacije, fizički ili psihički stres).

Celuloze. Ovaj polisaharid, koji se nazivaju i vlaknima, najčešći je polisaharid povrća. Celuloza ima veliku mehaničku čvrstoću i obavlja funkciju potpornog materijala biljaka. Drvo sadrži 50-70% celuloze; pamuk je gotovo čista celuloza. Celuloza je važna sirovina za brojne industrije (celuloza, papir, tekstil, itd.).

Celuloza je linearni polisaharid u kojem su ostaci d-gluko-piranoze povezani P (1-4) -glikozidnim vezama. Disaharidna celulozna skupina je celobioza.

Makromolekularni lanac nema grane, sadrži 2,5-12 tisuća glukoznih ostataka, što odgovara molekularnoj težini od 400 tisuća do 1-2 milijuna.

B-konfiguracija anomernog ugljikovog atoma dovodi do činjenice da makromolekula celuloze ima strogo linearnu strukturu. To je olakšano stvaranjem vodikovih veza unutar lanca, kao i između susjednih lanaca.

Takvo pakiranje lanaca osigurava visoku mehaničku čvrstoću, vlakna, netopljivost u vodi i kemijsku inertnost, što celulozu čini izvrsnim materijalom za izgradnju staničnih zidova. Celuloza se ne cijepa uobičajenim enzimima gastrointestinalnog trakta, ali je nužna za normalnu prehranu kao balast.

Bitni derivati ​​celuloze su od velike praktične važnosti: acetati (umjetna svila), nitrati (eksplozivi, koloksilin) ​​i drugi (rajon, celofan).

Polisaharidi vezivnog tkiva. Među polisaharidima vezivnog tkiva najviše su ispitane hondroitin sulfati (koža, hrskavica, tetive), hijaluronska kiselina (staklasto tijelo oka, pupčana vrpca, hrskavica, zglobna tekućina) i heparin (jetra). Strukturno, ovi polisaharidi imaju neke zajedničke značajke: njihovi nerazgranati lanci sastoje se od disaharidnih ostataka sastavljenih od uronske kiseline (d-glukuronski, d-galakturonski, l-iduronski - epimer d-glukuronske kiseline prema C-5) i aminosumara (N-acetilglukozamin, N-acetilgalaktozamin). Neki od njih sadrže ostatke sumporne kiseline.

Polisaharidi vezivnog tkiva ponekad se nazivaju kiselim mukopolisaharidima (od latinske sluzi - sluzi), jer sadrže karboksilne skupine i sulfo skupine.

Hondroitin sulfati. Sastoje se od disaharidnih ostataka N-acetiliranog hondrosina, spojenih s (1-4) -glikozidnim vezama.

N-acetilkondrozin je konstruiran od ostataka D-glukuronske kiseline i N-acetil-D-galaktozamina vezanog s (1-3) -glikozidnom vezom.

Kao što ime sugerira, ovi polisaharidi su esteri sumporne kiseline (sulfati). Sulfatna skupina formira etersku vezu s hidroksilnom skupinom N-acetil-D-galaktozamina, koja je u položaju 4 ili 6. Odnosno, oni razlikuju hondroitin-4-sulfat i hondroitin-6-sulfat. Molekularna masa hondroitin sulfata je 10-60 tisuća.

Hijaluronska kiselina. Ovaj polisaharid je konstruiran od disaharidnih ostataka povezanih s (1-4) -glukozidnim vezama.

Disaharidni dio se sastoji od ostataka D-glukuronske kiseline i N-acetil-D-glukozamina, vezanog s (1-3) glikozidnom vezom.

Heparin. U heparinu, ponavljajuće disaharidne jedinice sadrže ostatke d-glukozamina i jedne od uronskih kiselina, d-glukuronskih ili l-iduronskih. Kvantitativno prevladava l-iduronska kiselina. Unutar disaharidnog fragmenta, uspostavljena je a (l-4) -glukozidna veza, te između disaharidnih fragmenata, a (1-4) veza, ako fragment završava s l-edonskom kiselinom, i β (1-4) veza, ako je - glukuronsku kiselinu.

Amino skupina većine ostataka glukozamina je sulfatirana, a neke od njih su acetilirane. Osim toga, sulfatne skupine sadržane su u brojnim ostacima l-iduronske kiseline (na položaju 2), kao i glukozaminu (na položaju 6). Ostaci d-glukuronske kiseline nisu sulfatirani. U prosjeku, 2,5-3 sulfatne skupine padaju na jedan disaharidni fragment. Molekularna težina heparina je 16-20 tisuća.

Heparin sprječava zgrušavanje krvi, tj. Pokazuje antikoagulantna svojstva.

Mnogi heteropolisaharidi, uključujući i one gore razmatrane, nisu sadržani u slobodnom, već u vezanom obliku s polipeptidnim lancima. Takvi visokomolekularni spojevi nazivaju se miješani biopolimeri, za koje se trenutno koristi izraz glikokonjugati.

http://vmede.org/sait/?id=Bioorganicheskaja_himija_tykavkina_2010menu=Bioorganicheskaja_himija_tykavkina_2010page=12