Главная Обратная связь

Дисциплины:






Галактоза α-глюкоза



 

ОН
СН2ОН СН2ОН

НО О Н О Н

ОН
Н Н

ОН Н ООН Н

Н Н ОН

Н ОН Н ОН

лактоза (галактозидоглюкоза)

В образовании кислородного мостика между моносахаридами возникает 1,4 гликозидная связь.

В первом положении β-галактозы – полуацетальный гидроксил галактозы, в 4-м положении α-глюкозы – спиртовой гидроксил глюкозы.

 

Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар). Молекула сахарозы образуется из остатков α-глюкозы и β-фруктозы:

 

СН2ОН О

Н О Н НОН2С Н

ОН
Н +

ОН Н Н НО

НО О Н НО СН2ОН

ОН НО
Н ОН НО Н

 

ОН
СН2ОН О

Н О Н НОН2С Н

ОН
Н

ОН Н Н НО

НО О СН2ОН

Н ОН НО Н

Сахароза

Сахароза является невосстанавливающим дисахаридом. Для таких дисахаридов характерны реакции образования простых и сложных эфиров, как для многоатомных спиртов; гидролизуются они особенно легко, продуктами гидролиза является глюкоза, которую можно обнаружить реакцией Троммера (с Сu(ОН)2) по появлению красного осадка оксида меди (I), вторым продуктом гидролиза является фруктоза, которую можно обнаружить с помощью качественной реакции Селиванова, эта реакция используется в клинических исследованиях для обнаружения фруктозы в моче.

(р-ция Селиванова: фруктоза + резорцин + конц. НС1 → вишнево-красное окрашивание)

 

Сахароза применяется для приготовления некоторых лекарственных средств, микстур для детей, сиропов и т.д.

 

Полисахариды – высокомолекулярные углеводы, состоящие из большого числа моносахаридов. Полисахариды обладают гидрофильными свойствами и при растворении в воде образуют коллоидные растворы.

 

ОН
СН2ОН СН2ОН

Н О Н Н О Н

ОН
Н + Н

ОН Н
ОН Н ОН Н

НО О ОН

Н ОН Н ОН

 

 

ОН
СН2ОН СН2ОН

Н О Н Н О Н

ОН
Н Н + nН2О

ОН Н ОН Н О-…

…- О О

Н ОН Н ОН

 

Полисахариды подразделяются на гомо- и гетерополисахариды.

ГОМОПОЛИСАХАРИДЫ имеют в составе моносахариды только одного вида, к ним относят крахмал, гликоген, клетчатку (целлюлозу). Так, крахмал и гликоген построены только из молекул глюкозы, инулин – фруктозы.

Крахмалвысокомолекулярный полисахарид, можно выделить 2 фракции – амилозу и амилопектин, которые имеют разные физико-химические свойства и строение.

Амилоза составляет около 20% общей массы крахмала. Для амилозы характерны длинные неразветвленные или очень мало разветвленные цепи, образованные из 200-1000 остатков глюкозы. Амилоза растворима с горячей воде и даёт с йодом синее окрашивание.



Амилопектин составляет 80% общей массы крахмала и в отличие от амилозы имеет очень разветвленные цепи. В состав его молекул входят 600-6000 остатков глюкозы, в молекуле амилопектина есть α-1,4- и α-1,6 гликозидные связи, которыми присоединяются боковые цепочки. В состав амилопектина входит 0,25% фосфора (в амилозе 0,03%). Амилопектин плохо растворим в воде, вследствие чего растворы крахмала имеют консистенцию клея. Амилопектин йодом окрашивается в фиолетовый цвет.

О строении крахмала можно судить по продуктам его гидролиза. Если прокипятить крахмальный клейстер с небольшим количеством Н24, то образуется глюкоза, которую можно обнаружить реакцией Троммера. Гидролиз обычно проходит постепенно, так как макромолекулы очень крупные: вначале образуются декстрины, которые представляют собой полисахариды с более короткими, чем у крахмала цепями. Высшие декстрины дают с йодом фиолетовую окраску; при еще большем укорочении их цепей по мере гидролиза окраска с йодом становится красно-фиолетовой, затем оранжево-желтой (ахродекстрины). Предпоследней ступенью гидролиза крахмала является мальтоза, которая расщепляется до конечного продукта – глюкозы. Декстрины легче перевариваются и усваиваются чем крахмал.

Ступенчатый гидролиз крахмала можно представить схемой:

 

6Н10О5)Х → (С6Н10О5)У → (С6Н10О5)Z → С12Н22О11 → С6Н12О6,

крахмал растворимый декстрины мальтоза Д-глюкоза

крахмал

где у > чем х, а z > у.

 

Кислотный и ферментативный гидролиз крахмала впервые осуществил русский ученый К.С. Кихгоф в начале 19 века. Разработанная им технология кислотного гидролиза крахмала используется в настоящее время в промышленности. Установлено, что в результате гидролиза крахмала образуется α-глюкоза. Отсюда можно сделать заключение, что макромолекулы крахмала состоят из остатков α-глюкозы.

 

СН 2ОН СН2ОН СН2ОН

О О О и т.д.

Н Н Н + Н Н Н Н Н Н →

ОН Н ОН Н ОН Н

НО ОН НО ОН Н О ОН

Н ОН Н ОН Н ОН

 

СН 2ОН СН2ОН СН2ОН

О О О

Н Н Н + Н Н Н Н Н Н

ОН Н ОН Н ОН Н

.. О О О...

Н ОН Н ОН Н ОН

Элементарное звено макромолекулы можно представить в таком виде:

 

СН2ОН

О

Н Н Н

       
   


ОН Н О-

 
 


Н ОН

 

где от молекулы α-глюкозы как бы отнята молекула воды.

 

Чувствительной цветной реакцией на крахмал является действие раствора йода, появление интенсивного синего окрашивания. Данная реакция используется в лабораторной практике для оценки активности фермента амилазы. В аналитической химии крахмал используется как индикатор в йодметрии. Крахмал в медицине применяется для приготовления присыпок, паст, таблеток.

 

Гликоген, или животный крахмал,6Н10О5)Х. Представляет собой полисахарид, являющийся резервным материалом животных организмов; накапливается в тканях, особенно в печени (2-5%) и скелетных мышцах (0,5-2%), менее всего в головном мозгу. Он всегда содержится в форменных элементах и в плазме крови как в свободном состоянии, так и в комплексах с белками и липидами. Количество гликогена в печени и мышцах зависит от характера питания, интенсивности труда и др. условий. По химической структуре гликоген подобен крахмалу, но отличается от него большей разветвленностью, молекулярной массой и лучшей растворимостью в воде. Мr гликогена – от 400 тыс. до 50 млн. методом хроматографии установлено, что гликоген состоит из нескольких фракций. Это подтверждается и тем, что растворы его окрашиваются йодом в разные цвета – от темно-бурого до красно-фиолетового. Итак, гликоген – основной резерв углеводов в организме животных и человека. Он накапливается почти во всех органах и тканях. В клетках различают гликоген стабильный, прочно связанный со структурой клетки (содержание его при обычных условиях мало изменяется), и лабильный – который легко используется.

 

Целлюлоза, или клетчатка, 6Н10О5)Х. Это – полисахарид, представляющий собой основное вещество, из которого строятся стенки растительных клеток. Является главной составной частью древесины (до 70%), содержится в оболочках плодов, семян. Большое количество целлюлозы содержат различные растительные волокна: хлопковое волокно (вата) представляет почти чистую целлюлозу. Клетчатку содержат многие пищевые продукты (мука, крупа, картофель, овощи).

По строению целлюлоза является линейным полисахаридом, состоящим из 1000 и более остатков β-глюкозы.

 

СН 2ОН СН2ОН СН2ОН

О О О и т.д.

Н Н ОН + Н Н ОН +Н Н ОН→

ОН Н ОН Н ОН Н

НО Н НО Н НО Н

Н ОН Н ОН Н ОН

 
 


СН 2ОН СН2ОН СН2ОН

О О О

Н Н + Н Н Н Н

ОН Н О ОН Н О ОН Н О...

Н Н Н

Н ОН Н ОН Н ОН

 

 

Элементарное звено:

 

СН2ОН

О

Н Н

       
   


ОН Н Н О

 
 


Н ОН

 
 


Различия в строении целлюлозы и крахмала сильно отражаются на их свойствах и использовании.

Химические свойства целлюлозы.

1. Гидролиз, происходит постепенно, конечный продукт глюкоза.

6Н10О5)n + nН2О → nС6Н12О6

целлюлоза глюкоза

2. Образование простых и сложных эфиров.

О

 

О-С-СН3

О О

ОН

6Н7О2) ---- ОН + 3n НО-С-СН3 → (С6Н7О2) О-С-СН3 триацетат

ОН целлюлоза

О-С-СН3

 

О

3. Термическое разложение без доступа воздуха с образованием горючих органических веществ, воды и древесного угля.

В пищевом канале организма человека клетчатка не расщепляется ферментами, однако она необходима для стимуляции перистальтики кишек, секреции пищеварительных соков, формирования кала, а также для биосинтеза некоторых витаминов микрофлорой пищевого канала.

 

ГЕТЕРОПЛИСАХАРИДЫ, или мукополисахариды, большая группа веществ, которые входят (преимущественно в комплексе с белками и липидами) в состав различных тканей и секретов животного организма. Эти полисахариды являются основными компонентами слизей (слюны, слез, кишечного сока, слизи суставов). Состоят из различного вида моносахаридов (глюкозы, галактозы) и их производных (аминосахаров, гексуроновых кислот). В их составе обнаружены и другие вещества: азотистые основания, органические кислоты и др. Для организма большое значение имеют следующие мукополисахариды: гепарин, гиалуроновая кислота, хондроитинсерная кислота.

 

Гепарин – впервые выделен из печени; в настоящее время выделен из различных тканей и органов (легких, почек, мышц) и получен в кристаллическом виде. Главными структурными элементами являются глюкозамин, глюкуроновая и серная кислоты. Гепарин – естественный антикоагулянт, препятствует свертыванию крови, поэтому его применяют для предупреждения тромбоза сосудов, а также как фактор стабилизации крови доноров для хранения её в ампулах и флаконах.

Гепарин обладает противовоспалительным действием, влияет на обмен калия и натрия, выполняет антигипоксическую функцию.

 

Гиалуроновая кислота – основная часть межклеточного вещества, своего рода «биологический цемент», который соединяет клетки, заполняя все межклеточное пространство. Она также выполняет роль биологического фильтра, который задерживает микробы и препятствует их проникновению в клетку, участвует в обмене воды в организме. Высокая гидрофильность гиалуроновой кислоты является одной из важных причин тургора тканей.

Состоит гиалуроновая кислота из глюкозамина (35-43%) и глюкуроновой кислоты (40-43%).

Гиалуроновая кислота впервые выделена в 1934 г. из стекловидного тела глаза крупного рогатого скота. Позже она была обнаружена в других тканях (пуповине, синовиальной жидкости суставов), а также в микроорганизмах. Гиалуроновая кислота расщепляется под действием специфического фермента гиалуронидазы. При этом нарушается структура межклеточного вещества, в его составе образуются «трещины», что приводит к увеличению его проницаемости для воды и других веществ. Это имеет важное значение в процессе оплодотворения яйцеклетки сперматозоидами, которые богаты этим ферментом. При ряде патологических процессов, особенно при лучевой болезни, усиливается расщепление гиалуроновой кислоты, что приводит к ослаблению функций соединительной ткани и повышению проницаемости клеточных мембран. Поэтому увеличивается вероятность попадания микробов через стенку кишки в кровь и заражения организма.

Таким образом, система гиалуроновая кислота – гиалуронидаза является важнейшей системой организма, регулирующей проницаемость клеточных мембран.

 

Хондроитинсерная кислота – в её состав входят галактозамин, глюкуроновая, уксусная и серная кислоты. Она является важной составной частью соединительной ткани; особенно хрящей, откуда её и добывают, а также связок, клапанов сердца, пупочного канатика и др. Хондроитинсульфаты способствуют отложению кальция в костях.

 

Таким образом, одной из важнейших функций комплексов мукополисахаридов с белками является их участие в процессах проницаемости мембран, которые лежат в основе обмена веществ, иммунитета, оплодотворения и др. функций.

В механизме действий многих антибиотиков важное звено составляет торможение биосинтеза мукополисахаридов и мукопротеидов клеточных оболочек микроорганизмов и тем самым задержка размножения микробов, а следовательно, торможение инфекционного процесса.

 

 

Приложение № 4.





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...