Huvud Te

Lektion 35.
Disackarider och oligosackarider

De flesta naturligt förekommande kolhydraterna består av flera kemiskt bundna monosackaridrester. Kolhydrater innehållande två monosackarid-enheter är disackarider, tre-enheter är trisackarider, etc. Den generiska termen oligosackarider används ofta för kolhydrater innehållande från tre till tio monosackaridenheter. Kolhydrater som består av ett större antal monosackarider kallas polysackarider.

I disackarider är två monosackaridenheter bundna med en glykosidbindning mellan den anomera kolatomen i en enhet och hydroxylsyragatomen i den andra. Enligt strukturen och de kemiska egenskaperna hos disackarider är indelade i två typer.

Vid bildandet av föreningar första typen vatten frigörs på grund av hemiacetalhydroxyl av en monosackaridmolekyl och en av alkoholhydroxylerna i den andra molekylen. Dessa disackarider innefattar maltos. Sådana disackarider har en hemiacetalhydroxyl, de liknar egenskaper i monosackarider, i synnerhet kan de reducera oxidationsmedel, såsom oxider av silver och koppar (II). Dessa reducerar disackarider.
Föreningar av den andra typen formas så att vatten frigörs på grund av hemiacetalhydroxyler av båda monosackariderna. I sockerarter av denna typ finns ingen hemiacetalhydroxyl och de kallas icke-reducerande disackarider.
De tre viktigaste disackariderna är maltos, laktos och sackaros.

Maltos (maltsocker) finns i malt, d.v.s. i spire kornspannmål. Maltos erhålles genom ofullständig hydrolys av stärkelse med maltenzymer. Maltos isoleras i det kristallina tillståndet, det är väl lösligt i vatten, fermenterat av jäst.

Maltos består av två D-glukopyranosenheter kopplade med en glykosidbindning mellan kol C-1 (anomert kol) av en glukosenhet och kol C-4 hos en annan glukosenhet. Denna bindning kallas -1,4-glykosidbindningen. Nedan visas Heuors formel
-maltos betecknas med prefixet - eftersom OH-gruppen med anomert kol i glukosenheten till höger är p-hydroxyl. Maltos är ett reducerande socker. Dess hemiacetalgrupp är i jämvikt med den fria aldehydformen och kan oxideras till karboxyl-multibionsyra.

Heuormaltosformler i cykliska och aldehydformuleringar

Laktos (mjölksocker) finns i mjölk (4-6%), det erhålls från vassle efter att osten har tagits bort. Laktos är signifikant mindre söt än sockerbetor. Det används för att göra barnmat och läkemedel.

Laktos består av rester av molekylerna D-glukos och D-galaktos och representerar
4- (-D-galaktopyranosyl) -D-glukos, d.v.s. har ingen- och glykosidbindning.
I det kristallina tillståndet isoleras laktos-u-formerna, båda tillhör de reducerande sockerarterna.

Heuors laktosformel (-form)

Sackaros (bord, betor eller sockerrörsocker) är den vanligaste disackariden i den biologiska världen. I sackaros kombineras kol C-1 D-glukos med kol
C-2 D-fruktos med -1,2-glykosidbindning. Glukos finns i den sexledade (pyranos) cykliska formen och fruktos i den femledade (furanos) cykliska formen. Det kemiska namnet för sackaros är -D-glukopyranosyl-P-D-fruktofuranosid. Eftersom både anomert kol (både glukos och fruktos) är involverade i bildandet av en glykosidbindning är glukos en icke-reducerande disackarid. Ämnen av denna typ kan endast bilda etrar och estrar, som alla flervärda alkoholer. Sackaros och andra icke-reducerande disackarider är särskilt lätta att hydrolysera.

Heuors sackaros formel

Uppgift. Ge Heuors formel för - disaccharidnumret, i vilket två enheter
D-glukopyranos-länkad 1,6-glykosidbindning.
Beslutet. Rita strukturformeln för länken D-glukopyranos. Anslut sedan det anomera kolet i denna monosackarid genom syrebroen med kol C-6 i den andra länken
D-glukopyranos (glykosidbindning). Den resulterande molekylen kommer att vara i eller i form beroende på OH-gruppens orientering vid den reducerande änden av disackaridmolekylen. Disacchariden som visas nedan är en form:

Övningar.

1. Vilka kolhydrater kallas disackarider och vilka är oligosackarider?

2. Ge Heuors formler av reducerande och icke-reducerande disackarid.

3. Namnmonosackariderna, från rester av vilka disackarider består:

a) maltos; b) laktos; c) sackaros.

4. Komponera strukturformeln för trisackariden från monosackaridrester: galaktos, glukos och fruktos, kombinerat på något av de möjliga sätten.

Lektion 36. Polysackarider

Polysackarider är biopolymerer. Deras polymerkedjor består av ett stort antal monosackaridenheter kopplade ihop med glykosidbindningar. De tre viktigaste polysackariderna - stärkelse, glykogen och cellulosa - är polymerer av glukos.

Stärkelse - amylos och amylopektin

Stärkelse (C6H10Oh5) n - reservera näringsämnen av växter - i frön, knölar, rötter, löv. Till exempel i potatis - 12-24% stärkelse, och i majskärnor - 57-72%.
Stärkelse är en blandning av två polysackarider som skiljer sig i kedjestrukturen hos molekylen, amylos och amylopektin. I de flesta växter består stärkelse av 20-25% amylos och 75-80% amylopektin. Komplett hydrolys av stärkelse (både amylos och amylopektin) leder till D-glukos. Under milda förhållanden är det möjligt att isolera mellanprodukter av hydrolys - dextrin - polysackarider (C6H10Oh5) m med en lägre molekylvikt än stärkelse (m

Fragment av amylosmolekyl - linjär polymer D-glukos

Amylopektin är en grenad polysackarid (cirka 30 grenar per molekyl). Den innehåller två typer av glykosidbindningar. Inom varje kedja är D-glukosenheterna anslutna
1,4-glykosidbindningar, såsom i amylos, men längden av polymerkedjorna varierar från 24 till 30 glukosenheter. Vid grenar är nya kedjor anslutna med
1,6-glykosidbindningar.

Amylopektinmolekylfragmentet -
högförgrenad polymer-D-glukos

Glykogen (animaliskt stärkelse) bildas i levern och musklerna hos djur och spelar en viktig roll i kolhydraternas metabolism i djurorganismer. Glykogen är ett vitt amorft pulver, löses upp i vatten för att bilda kolloidala lösningar och hydrolyserar för att producera maltos och D-glukos. Liksom amylopektin är glykogen en icke-linjär polymer av D-glukos med -1,4 och
-1,6-glykosidbindningar. Varje gren innehåller 12-18 enheter glukos. Glykogen har emellertid en lägre molekylvikt och en jämnare grenad struktur (cirka 100 grenar per molekyl) än amylopektin. Den totala glykogenhalten i kroppen hos en vuxen människa är cirka 350 g, som är lika fördelad mellan lever och muskler.

Cellulosa (fiber) (C6H10Oh5) x - Den vanligaste naturliga polysackariden, växtens huvudkomponent. Nästan ren cellulosa är bomullsfibrer. I trä är cellulosa ungefär hälften av torrsubstansen. Dessutom innehåller trä andra polysackarider, som kollektivt kallas "hemicellulosa", liksom lignin, en högmolekylär substans relaterad till bensenderivat. Cellulosa är en amorf fibrös substans. Det är olösligt i vatten och organiska lösningsmedel.
Cellulosa är en linjär polymer av D-glukos, i vilken monomerenheter är anslutna
-1,4-glykosidbindningar. Dessutom roteras D-glukopyranos-länkarna växelvis 180 ° relativt varandra. Den genomsnittliga relativa molekylvikten av cellulosa är 400 000, vilket motsvarar ungefär 2800 glukosenheter. Cellulosa fibrer är buntar (fibriller) av parallella polysackaridkedjor hållna ihop av vätebindningar mellan hydroxylgrupperna i angränsande kedjor. Den beställda strukturen av cellulosa bestämmer sin höga mekaniska hållfasthet.

Cellulosa är en linjär polymer av D-glukos med -1,4-glykosidbindningar

Övningar.

1. Vilken monosackarid fungerar som en strukturell enhet av polysackarider - stärkelse, glykogen och cellulosa?

2. Vad är blandningen av två polysackarider stärkelse? Vad är skillnaden i deras struktur?

3. Vad är skillnaden mellan stärkelse och glykogen i struktur?

4. Hur skiljer sig sackaros, stärkelse och cellulosa i vattenlöslighet?

Svar på övningar för ämne 2

Lektion 35.

1. Disackarider och oligosackarider är komplexa kolhydrater, ofta med en söt smak. Under hydrolys bildar de två eller flera (3-10) monosackaridmolekyler.

Maltos är en reducerande disackarid, eftersom innehåller hemiacetalhydroxyl.

2.

Sackaros är en icke-reducerande disackarid; det finns ingen hemiacetalhydroxyl i molekylen.

3. a) Disackaridmaltos erhålles genom kondensation av två molekyler av D-glukopyranos med avlägsnande av vatten från hydroxyler vid C-1 och C-4.
b) Laktos består av rester av D-galaktos och D-glukosmolekyler som är i pyranosform. När dessa monosackarider kondenserar, binder de: C-1-atomen av galaktos genom syrebroen till C-4-glukosatomen.
c) Sackaros innehåller rester av D-glukos och D-fruktos, kopplad genom en 1,2-glykosidbindning.

4. Strukturformel av trisackarid:

Lektion 36.

1. Strukturenheten av stärkelse och glykogen är -glukos, och cellulosa är -glukos.

Stärkelse är en blandning av två polysackarider: amylos (20-25%) och amylopektin (75-80%). Amylos är en linjär polymer, medan amylopektin är förgrenad. Inom varje kedja av dessa polysackarider är D-glukosenheterna bundna med 1,4-glukosidbindningar, och vid grenar av amylopektin är nya kedjor fästa via 1,6-glykosidbindningar.

3. Glykogen, som stärkelseamylopektin, är en icke-linjär polymer av D-glukos med
-1,4- och -1,6-glykosidbindningar. Jämfört med stärkelse är varje glykogenkedja ungefär hälften så lång. Glykogen har en lägre molekylvikt och en mer grenad struktur.

4. Löslighet i vatten: i sackaros - hög, i stärkelse - måttlig (låg), cellulosaolöslig.

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

Maltos cyklisk formel

True, empirisk eller brutto formel: C12H22O11

Kemisk sammansättning av maltos

Molekylvikt: 342,297

Maltos (från engelska. Malt - malt) - maltsocker, 4-0-a-D-glukopyranosyl-D-glukos, en naturlig disackarid bestående av två glukosrester; i stora mängder i grodd korn (malt) av korn, råg och andra korn; Finns också i tomater, i pollen och nektar av ett antal växter.
Biosyntes av maltos från p-D-glukopyranosylfosfat och D-glukos är endast känd i vissa bakteriearter. I djur- och växtorganismer bildas maltos genom enzymatisk nedbrytning av stärkelse och glykogen (se Amylase).
Maltos absorberas lätt av människokroppen. Uppdelningen av maltos till två glukosrester uppträder som ett resultat av verkan av enzymet a-glukosidas eller maltas, som finns i matsmältningsjuice av djur och människor, i spiradekorn, i mögelsvampar och jäst. Den genetiskt bestämda bristen på detta enzym i människans tarmslimhinna leder till medfödd intolerans mot maltos, en allvarlig sjukdom som kräver att maltos, stärkelse och glykogen undantas från kosten eller tillsatsen av maltas till maten.

a-Maltos - (2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -5 - [(2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -2,3,4-trihydroxi-6- (hydroximetyl) oxanyl] oxi-6- (hydroximetyl) oxan-2,3,4-triol
p-maltos - (2S, 3R, 4S, 5R, 6R) -5 - [(2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -2,3,4-trihydroxi-6- (hydroximetyl) oxanyl] oxi-6- (hydroximetyl) oxan-2,3,4-triol

Maltos är ett reducerande socker, eftersom det har en osubstituerad hemiacetalhydroxylgrupp.
Vid kokning av maltos med utspädd syra och under enzymets verkan hydrolyseras maltos (två glukosmolekyler bildas6H12O6).
C12H22O11 + H2O → 2C6H12O6

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

Maltos består av

Disackarider (maltos, laktos, sackaros)

Disackarider, såsom sackaros, laktos, maltos, etc. är vanliga och viktiga som komponenter i livsmedelsprodukter.

Med kemisk struktur är disackarider glykosider av monosackarider. De flesta disackarider består av hexoser, men disackarider som består av en hexosmolekyl och en pentosmolekyl är kända i naturen.

När en disackarid bildas bildar en monosackaridmolekyl alltid en bindning med den andra molekylen med användning av sin hemiacetalhydroxyl. En annan monosackaridmolekyl kan kopplas antingen med hemiacetalhydroxid eller en av alkoholhydroxyler. I det senare fallet kommer en hemiacetalhydroxyl att förbli fri i disackaridmolekylen.

Maltos, en reservoligosackarid, finns i många växter i små mängder, ackumuleras i stora mängder i malt, vanligtvis i kornfrön som har grodat under vissa förhållanden. Därför kallas maltos ofta maltsocker. Maltos bildas i växt- och djurorganismer som ett resultat av stärkelsehydrolys under verkan av amylaser.

Maltos innehåller två D-glukopyranosrester bundna ihop av en (1®4) glykosidbindning.

Maltos har reducerande egenskaper, som används vid kvantitativ bestämning. Det är lättlösligt i vatten. Lösningen detekterar mutarotation.

Under inverkan av enzymet a-glukosidas (maltas) hydrolyseras maltsocker för att bilda två glukosmolekyler:

Maltos fermenteras med jäst. Denna förmåga hos maltos används i jäsningsproduktionstekniken vid framställning av öl, etylalkohol etc. från stärkelsehaltiga råmaterial.

Laktos - en reservdisackarid (mjölksocker) - finns i mjölk (4-5%) och erhålls i ostindustrin från vassle efter separation av osten. Fermenteras endast av speciell laktosjäst som finns i kefir och koumiss. Laktos är konstruerad av rester av b-D-galaktopyranos och a-D-glukopyranos, förbunden med en b- (1 → 4) -glykosidbindning. Laktos är en reducerande disackarid, med den fria hemiacetalhydroxylen som tillhör glukosresten, och syrebroen förbinder den första kolatomen i galaktosresten till den fjärde kolatomen i glukosresten.

Laktos hydrolyseras genom verkan av enzymet b-galaktosidas (laktas):

Laktos skiljer sig från andra sockerarter i frånvaro av hygroskopicitet - det dämpar inte. Mjölksocker används som läkemedelsprodukt och som näringsämne för spädbarn. Vattenhaltiga lösningar av laktosmutarot, laktos har 4-5 gånger mindre söt smak än sackaros.

Laktoshalten i mjölk uppnår 8%. Mer än 10 oligosackarider har isolerats från humant mjölk, vars strukturella fragment är laktos. Dessa oligosackarider är av stor betydelse för bildandet av tarmfloran hos nyfödda, vissa av dem hämmar tillväxten av tarmpatogena bakterier, i synnerhet laktulos.

Sackaros (rörsocker, sockerbetor) - det här är en reservdisackarid - är extremt utbredd i växter, särskilt mycket i betorrötter (från 14 till 20%), liksom i sockerrörstammar (från 14 till 25%). Sackaros är ett transportsocker, i form av vilket kol och energi transporteras genom växten. Det är i form av sackaros att kolhydrater flyttas från syntesställen (blad) till den plats där de deponeras i beståndet (frukter, rötter, frön).

Sackaros består av a-D-glukopyranos och b-D-fruktofuranos, förbunden med a-1 → b-2-bindning på grund av glykosidhydroxyler:

Sackaros innehåller inte fri hemiacetalhydroxyl, därför är den inte kapabel till hydroxi-oxo-tautomerism och är en icke-reducerande disackarid.

När den upphettas med syror eller under verkan av a-glukosidas och b-fruktofuranosidas (invertas) enzymer hydrolyseras sackaros för att bilda en blandning av lika stora glukos och fruktos, som kallas invertsocker.

De viktigaste disackariderna är sackaros, maltos och laktos. Alla har den allmänna formeln C12H22O11, men deras struktur är annorlunda.

Sackaros består av 2 cykler kopplade ihop med en glykosidhydroxid:

Maltos består av 2 glukosrester:

laktos:

Alla disackarider är färglösa kristaller, söta i smak, mycket lösliga i vatten.

Kemiska egenskaper hos disackarider.

1) Hydrolys. Som ett resultat bryts förbindelsen mellan de två cyklerna och monosackarider bildas:

Minskar dikarider - maltos och laktos. De reagerar med en ammoniaklösning av silveroxid:

Kan minska koppar (II) hydroxid till koppar (I) oxid:

Den reducerande förmågan förklaras av formens cykliska karaktär och innehållet av glykosidhydroxyl.

I sackaros finns ingen glykosidhydroxyl, därför kan den cykliska formen inte öppna och passera in i aldehyden.

Användningen av disackarider.

Den vanligaste disackariden är sackaros.

Disackarider (maltos, laktos, sackaros)

Det är en källa till kolhydrater i mänsklig mat.

Laktos finns i mjölk och erhålls från den.

Maltos återfinns i de groddfrönas frön och bildas genom enzymatisk hydrolys av stärkelse.

Ytterligare material om ämnet: Disackarider. Egenskaper hos disackarider.

Kemiräknare

Föreningar av kemiska element

Kemi 7,8,9,10,11 klass, EGE, GIA

Järn och dess föreningar.

Bohr och dess föreningar.

Minskar disackarider

Maltos eller malt socker är bland de reducerande disackariderna. Maltos erhålles genom partiell hydrolys av stärkelse i närvaro av enzymer eller en vattenhaltig sur lösning. Maltos är byggd från två glukosmolekyler (dvs det är en glukosid). Glukos är närvarande i maltos i form av en cyklisk halvacetal. Vidare bildas kopplingen mellan de två cyklerna av glykosidhydroxylen av en molekyl och hydroxylen i den fjärde tetraederen i den andra. Egenheten hos maltosmolekylens struktur är att den är byggd från a-anomeren av glukos:

Förekomsten av fri glykosidhydroxyl orsakar maltosens huvudegenskaper:

disackarider

Förmåga att tautomeris och mutarotation:

Maltos kan oxideras och reduceras:

För en reducerande disackarid kan fenylhydrazon och ett mellanrum erhållas:

Den reducerande disackariden kan alkyleras med metylalkohol i närvaro av väteklorid:

Oavsett om man reducerar eller inte reducerar - disackariden kan alkyleras med metyljodid i närvaro av våt silveroxid eller acetyleras med ättiksyraanhydrid. I detta fall går alla hydroxylgrupper av disackariden in i reaktionen:

En annan produkt av den högre polysackaridhydrolysen är cellobiosdisackarid:

Cellobiose, liksom maltos, är byggd av två glukosrester. Den huvudsakliga skillnaden är att i cellobiosmolekylen är resterna kopplade med p-glykosidhydroxyl.

Bedömning av cellobiosmolekylens struktur, det borde vara ett reducerande socker. Hon har också alla kemiska egenskaper hos disackarider.

Ett annat reducerande socker är laktos - mjölksocker. Denna disackarid finns i varje mjölk och ger en smak av mjölk, även om den är mindre söt än socker. Konstruerad från rester av p-D-galaktos och a-D-glukos. Galaktos är en epimer av glukos och kännetecknas av konfigurationen av den fjärde tetraedronen:

Laktos har alla egenskaper att reducera sockerarter: tautomerism, mutarotation, oxidation till laktobionsyra, reduktion, bildning av hydrazoner och luckor.

Datum tillagd: 2017-08-01; Visningar: 141;

SE MER:

Fråga 2. Disackarider

Glykosidbildning

Glykosidbindningen har en viktig biologisk betydelse, för det är genom denna bindning att den kovalenta bindningen av monosackarider i kompositionen av oligo- och polysackarider äger rum. När en glykosidbindning bildas, växlar den anomera OH-gruppen av en monosackarid med OH-gruppen av en annan monosackarid eller alkohol. När detta inträffar, splittringen av vattenmolekylen och bildningen O-glykosidbindning. Alla linjära oligomerer (med undantag av disackarider) eller polymerer innehåller monomera rester involverade i bildningen av två glykosidbindningar, förutom terminala rester. Vissa glykosidiska rester kan bilda tre glykosidbindningar, som är karakteristiska för grenade oligo- och polysackarider. Oligo- och polysackarider kan ha en terminal rest av en monosackarid med en fri anomerisk OH-grupp som inte användes vid bildandet av en glykosidbindning. I detta fall är det möjligt att bilda en fri karbonylgrupp med förmåga att oxidera när cykeln öppnas. Sådana oligo- och polysackarider har reducerande egenskaper och kallas därför reducerande eller reducerande.

Figur - Strukturen av polysackariden.

A. Bildning av a-1,4- och a-1,6-glykosidbindningar.

B. Strukturen av den linjära polysackariden:

1-a-1,4-glykosidbindningar mellan manomererna;

2 - icke-reducerande ände (bildningen av en fri karbonylgrupp i det anomera kolhydratet är inte möjligt);

3 - återställningsänden (eventuellt öppnande av cykeln med bildandet av en fri karbonylgrupp i anomert kol).

Den monomera OH-gruppen i monosackariden kan interagera med NH2-gruppen av andra föreningar, vilket leder till bildningen av en N-glykosidbindning. En liknande länk är närvarande i nukleotider och glykoproteiner.

Figur - Strukturen hos N-glykosidbindningen

Fråga 2. Disackarider

Oligosackarider innehåller från två till tio monosackaridrester kopplade med en glykosidbindning. Disackarider är de vanligaste oligomera kolhydraterna som finns i fri form, d.v.s. ej bunden till andra föreningar. Av kemisk natur är disackarider glykosider, vilka innehåller 2 monosackarider bundna med en glykosidbindning i a- eller b-konfigurationen. Livsmedel innehåller huvudsakligen disackarider, såsom sackaros, laktos och maltos.

Figur - Matdisackarider

Sackaros är en disackarid bestående av a-D-glukos och b-D-fruktos kopplad av a, b-1,2-glykosidbindning. I sackaros är båda anomeriska OH-grupperna av glukos och fruktosrester involverade i bildandet av en glykosidbindning. Därför sackaros gäller inte för att minska sockerarter. Sackaros är en löslig disackarid med en söt smak.

Disackarider. Egenskaper hos disackarider.

Källan av sackaros är växter, särskilt sockerrör, sockerrör. Det senare förklarar uppkomsten av det triviala namnet sackaros - "sockerrörsocker".

Laktos - mjölksocker. Laktos hydrolyseras för att bilda glukos och galaktos. Den viktigaste däggdjursmjölksackackiden. I mjölk innehåller upp till 5% laktos, hos kvinnorna - upp till 8%. I laktos kopplas den anomeriska OH-gruppen av den första kolatomen i D-galaktosresten med en b-glykosidbindning till den fjärde kolatomen av D-glukos (b-1,4-bindning). Eftersom den anomera kolatomen i glukosresten inte deltar i bildningen av glykosidbindningen är därför laktos avser att minska sockerarter.

Maltozavod kommer med produkter som innehåller delvis hydrolyserad stärkelse, till exempel malt, öl. Maltos bildas genom att dela stärkelse i tarmarna och delvis i munhålan. maltos består av två D-glukosrester länkade med a-1,4-glykosidbindning. Avser att minska sockerarter.

Fråga 3. Polysackarider:

klassificering

Beroende på strukturen hos monosackaridresterna kan polysackarider delas in i homopolysackarider (alla monomerer är identiska) och heteropolysackarider (monomerer är olika). Båda typerna av polysackarider kan ha både ett linjärt arrangemang av monomerer och grenade.

Följande strukturella skillnader mellan polysackarider skiljer sig åt:

  • strukturen hos monosackariderna som utgör kedjan;
  • typen av glykosidbindningar som förbinder monomererna i kedjor;
  • sekvens av monosackaridrester i kedjan.

Beroende på vilka funktioner de utför (biologisk roll) kan polysackarider delas in i tre huvudgrupper:

  • reservera polysackarider som utför energifunktionen. Dessa polysackarider tjänar som en källa till glukos, som används av kroppen efter behov. Reservfunktionen hos kolhydrater tillhandahålls av deras polymera natur. polysackarider hårdare löslig, än monosackarider påverkar därför inte osmotiskt tryck och kan därför ackumuleras i cellen, till exempel stärkelse - i växtceller, glykogen - i djurceller;
  • strukturella polysackarider, vilka ger celler och organ med mekanisk hållfasthet;
  • polysackarider som utgör den extracellulära matrisen, delta i bildandet av vävnader, liksom i cellproliferation och differentiering. De extracellulära matrispolysackariderna är vattenlösliga och starkt hydratiserade.

Datum tillagd: 2016-04-06; Visningar: 583;

SE MER:

True, empirisk eller brutto formel: C12H22O11

Kemisk sammansättning av maltos

Molekylvikt: 342,297

Maltos (från engelska. Malt - malt) - maltsocker, 4-0-a-D-glukopyranosyl-D-glukos, en naturlig disackarid bestående av två glukosrester; i stora mängder i grodd korn (malt) av korn, råg och andra korn; Finns också i tomater, i pollen och nektar av ett antal växter.
Biosyntes av maltos från p-D-glukopyranosylfosfat och D-glukos är endast känd i vissa bakteriearter. I djur- och växtorganismer bildas maltos genom enzymatisk nedbrytning av stärkelse och glykogen (se Amylase).
Maltos absorberas lätt av människokroppen. Uppdelningen av maltos till två glukosrester uppträder som ett resultat av verkan av enzymet a-glukosidas eller maltas, som finns i matsmältningsjuice av djur och människor, i spiradekorn, i mögelsvampar och jäst. Den genetiskt bestämda bristen på detta enzym i människans tarmslimhinna leder till medfödd intolerans mot maltos, en allvarlig sjukdom som kräver att maltos, stärkelse och glykogen undantas från kosten eller tillsatsen av maltas till maten.

a-Maltos - (2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -5 - [(2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -2,3,4-trihydroxi-6- (hydroximetyl) oxanyl] oxi-6- (hydroximetyl) oxan-2,3,4-triol
p-maltos - (2S, 3R, 4S, 5R, 6R) -5 - [(2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -2,3,4-trihydroxi-6- (hydroximetyl) oxanyl] oxi-6- (hydroximetyl) oxan-2,3,4-triol

Maltos är ett reducerande socker, eftersom det har en osubstituerad hemiacetalhydroxylgrupp.
Vid kokning av maltos med utspädd syra och under enzymets verkan hydrolyseras maltos (två glukosmolekyler C6H12O6 bildas).
C12H22O11 + H20 → 2C6H12O6

(från engelska malt ≈ malt), maltsocker, en naturlig disackarid bestående av två glukosrester; i stora mängder i grodd korn (malt) av korn, råg och andra korn; Finns också i tomater, i pollen och nektar av ett antal växter. M. är lättlöslig i vatten, har en söt smak; är ett reducerande socker, eftersom det har en osubstituerad hemiacetalhydroxylgrupp. Biosyntes av M. från b-D-glukopyranosylfosfat och D-glukos är endast känd i vissa bakteriearter. I djur- och växtorganismer M.

bildad genom enzymatisk nedbrytning av stärkelse och glykogen (se Amylase). Spaltningen av M. till två glukosrester uppträder som ett resultat av verkan av enzymet a-glukosidas eller maltas, som finns i matsmältningssaften av djur och människor, i groddar, i mögelsvampar och jäst. Den genetiskt bestämda frånvaron av detta enzym i slemhinnan i människans tarm leder till medfödd intolerans hos M. - En allvarlig sjukdom som kräver uteslutning från kosten av M., stärkelse och glykogen eller tillsättning av maltas till maten.

Lit.: Kemi av kolhydrater, M., 1967; Harris G., Fundamentals of Human Biochemical Genetics, translated from English, M., 1973.

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

maltos

Maltos eller malt socker är en naturlig disackarid som är en mellanprodukt i nedbrytning av stärkelse och glykogen.

I sin fria form i livsmedel finns den i honung, malt, öl, melass, groddar.

Maltos består av två D-glukosrester bundna ihop med en O-glykosidbindning och har följande strukturformel:

Fig. 6,8. Strukturen för maltos

Maltos är en homo-oligosackarid, eftersom den består av rester
a-D-glukos.

O-glykosidbindning bildas mellan a-С1-kolatomen i en glukosrest och syreatomen i hydroxylgruppen belägen vid C4-kolatom med en annan glukosrest.

Betecknad a (1 → 4) glykosidbindning.

I kroppen hydrolyseras maltos av enzymer amylaser till monosackarider, som tränger igenom tarmväggarna. Sedan blir de fosfater och går redan i denna form in i blodet.

194.48.155.252 © studopedia.ru är inte författaren till de material som publiceras. Men ger möjlighet till fri användning. Finns det upphovsrättsintrång? Skriv till oss | Kontakta oss.

Inaktivera adBlock!
och uppdatera sidan (F5)
mycket nödvändigt

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

Maltosformel

Maltos Definition och Formel

Under normala förhållanden är det en färglös kristaller (Fig 1), som löser sig väl i vatten och är söta i smak. Smältpunkten för maltos är 108 o C.

Fig. 1. Maltos. Utseende.

Kemisk formel för maltos

Kemisk formel för maltos C12H22O11. Den visar molekylens kvalitativa och kvantitativa sammansättning (hur många och vilka atomer som ingår i en viss förening). Med den kemiska formeln kan molekylvikten för linolensyra (Ar (C) = 12 amu, Ar (H) = 1 amu) beräknas. m, Ar (0) = 16 amu):

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

Strukturell (grafisk) formel för maltos

Den strukturella (grafiska) formeln för maltos är mer visuell (fig 2). Det visar hur atomer är kopplade till varandra inom molekylen.

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

maltos

Maltos ("maltum", översatt från latin betyder "malt") är en naturlig disackarid uppbyggd av två D-glukosrester länkade ihop.

Ett annat namn för ämnet är "maltsocker". Termen tilldelades den franska kemisten Nikol Theodor de Saussure i början av XIX-talet.

Föreningens huvudroll är att förse människokroppen med energi. Maltos produceras av maltens verkan på stärkelse. Socker i "fri form" finns i tomater, mögelsvampar, jäst, spire korn, apelsiner, honung.

Allmän information

Maltos - vad är det?

4-O-a-D-glukopyranosyl-D-glukos är ett vitt kristallint pulver, väl lösligt i vatten, olösligt i eter, etylalkohol. Disacchariden hydrolyseras av enzymet maltos och syror som finns i levern, blod, bukspottskörteljuice och tarmar, muskler. Det återställer lösningar av Fehling (koppartartratreagens) och silvernitrat.

Kemisk formel för maltos är C12H22O11.

Vad är näringsvärdet av produkten?

Malt socker, till skillnad från sockerrör och betor, är mindre sött. Den används som livsmedelstillsats för beredning av sbitya, mead, kvass, hemlagad öl.

Intressant är att fruktans sötma uppskattas till 173 poäng, sackaros - 100 poäng, glukos - 81, maltos - 32 och laktos - 16. Trots detta, för att undvika överviktsproblem, mäta kolhydratintaget med den mängd kalorier som används.

Energiförhållandet mellan maltos B: W: Y är 0%: 0%: 105%. Kalorier - 362 kcal per 100 gram produkt.

Disaccharidmetabolism

Maltos absorberas lätt i människokroppen. Föreningen spjälkas genom verkan av enzymerna maltas och a-glukosidas som finns i matsmältningsjuice. Deras frånvaro indikerar ett genetiskt misslyckande i kroppen och leder till medfödd intolerans mot maltsocker. För att upprätthålla god hälsa är det därför viktigt för sådana människor att eliminera från kosten någon mat som innehåller glykogen, stärkelse, maltos eller regelbundet maltas i mat.

Normalt utsätts disacchariden för enzymamylas vid en hälsosam person efter att ha gått in i munhålan. Då kommer kolhydratmat in i mag och tarm, där bukspottkörteln utsöndras för dess matsmältning. Den slutliga behandlingen av disackariden i monosackarider sker genom villi-foder i tunntarmen. De frisatta glukosmolekylerna täcker snabbt energikostnaderna för en person under intensiva belastningar. Dessutom bildas maltos genom partiell hydrolytisk klyvning av huvudreserveringsföreningarna - stärkelse och glykogen.

Dess glykemiska index är 105, så diabetiker bör utesluta denna produkt från menyn, eftersom det ger en skarp insulinutsläpp och en snabb ökning av blodsockernivån.

Dagligt behov

Maltos kemiska sammansättning beror på de råvaror från vilka den produceras (vete, korn, majs, råg).

Samtidigt innehåller det genomsnittliga vitaminmineralkomplexet av maltsocker följande näringsämnen:

Nutritionists rekommenderar begränsande sockerintag till 100 gram per dag. Samtidigt kan antalet maltos per dag för en vuxen nå 35 gram.

För att minska belastningen på bukspottkörteln och förhindra att fetma utvecklas bör användningen av den dagliga normen för maltsocker undvikas från att ta andra sockerhaltiga produkter (fruktos, glukos, sackaros). Äldre människor rekommenderas att minska förening till 20 gram per dag.

Intensiv fysisk aktivitet, sport, ökad mental aktivitet kräver höga energikostnader och ökar kroppens behov av maltos och enkla kolhydrater. En stillasittande livsstil, diabetes mellitus, stillasittande arbete tvärtom kräver att man begränsar mängden disackarid till 10 gram per dag.

Symtom som signalerar maltosbrist i kroppen:

  • deprimerad stämning;
  • svaghet;
  • brist på styrka;
  • apati;
  • letargi;
  • energiutarmning.

I allmänhet är avsaknaden av en disackarid sällsynt eftersom människokroppen själv producerar en förening från glykogen, stärkelse.

Symptom på överdos av malt socker:

  • matsmältningsbesvär;
  • allergiska reaktioner (utslag, klåda, brinnande ögon, dermatit, konjunktivit);
  • illamående;
  • uppblåsthet;
  • apati;
  • torr mun.

Om symtom på ett överskott uppträder, bör man ta bort rika livsmedel för maltos.

Fördel och skada

Maltos, i pastaens sammansättning från mosad spridad vete, är ett förråd av vitaminer, mineraler, fibrer och aminosyror.

Det är en universell energikälla för kroppens celler. Kom ihåg att långsiktig lagring av maltsocker leder till förlust av fördelaktiga egenskaper.

Maltos är förbjuden att ta människor med intolerans mot produkten, eftersom det kan orsaka allvarliga skador på människors hälsa.

Dessutom leder ett sockerämne med okontrollerad användning till:

  • störning av kolhydratmetabolism
  • fetma;
  • utveckling av hjärtsjukdomar;
  • ökade blodglukosnivåer;
  • öka kolesterol;
  • förekomsten av tidig ateroskleros
  • reduktion av funktionen hos den insulära apparaten, bildandet av prediabetes tillstånd;
  • kränkningar av utsöndringen av enzymer i magen, tarmarna;
  • förstörelse av tandemaljen;
  • hypertoni;
  • reducerad immunitet
  • ökad trötthet
  • huvudvärk.

För att bibehålla god hälsa och hälsa hos kroppen rekommenderas att använda maltsocker i ett måttligt belopp som inte överstiger dagskursen. I annat fall överförs produktens fördelaktiga egenskaper till skada, och han börjar med rätta att motivera sitt tysta namn "söt död".

källor

Maltos erhålls genom jäsning av malt, där följande spannmålsgrödor används: vete, majs, råg, ris eller havre. Intressant innehåller melasserna maltsocker extraherat från mögelsvampar.

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

Maltos cyklisk formel

Neurofibromatosis typ II - En ärftlig human sjukdom som ligger nära typ I-neurofibromatos, från vilken den skiljer sig från den frekventa bildandet av godartade tumörer och genom att det förekommer mycket mindre ofta (1: 40000). Neurofibromatosis typ II orsakas av mutationer i tumör-suppressorgenen som kodar för ett protein som heter "merlin".

katalog

Plasmolys är processen att separera protoplaster från cellväggen under verkan av en lösning med större koncentration än koncentrationen av cellsap.

katalog

Högkvalitativa proteiner är proteiner som innehåller en komplett uppsättning av essentiella aminosyror.

katalog

Cistron - Genetisk enhet, detekterad genom komplementeringstest; motsvarar en gen och betyder en enhet av DNA som kodar för ett protein.

katalog

Mitos - Kärnans uppdelning efter replikation av kromosomer, vilket resulterar i dotterkärnorna innehåller samma antal kromosomer som föräldern.

katalog

En extrem situation är en extraordinär, kritisk situation som kräver icke-triviala (ovanliga, ursprungliga) lösningar för att övervinna det eller gå ifrån det.

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

Föreläsningar om biokemi

Hem> Föreläsning> Medicin, Hälsa

Ett antal sjukdomar är nära besläktade med störningen av kolhydratmetabolism: diabetes mellitus, galaktosemi, en överträdelse av glykogen depotsystemet, intolerans mot mjölk etc.

Det bör noteras att kolhydrater i människa och djur är närvarande i en mindre mängd (högst 2% av kroppens torrvikt) än proteiner och lipider. I växtorganismer står kolhydrater för upp till 80% av kolhydraternas torrvikt, därför är det i allmänhet mer kolhydrater i biosfären än alla andra organiska föreningar kombineras.

6. Skriv ett schema för oxidation av glukos under olika förhållanden och namnge de bildade föreningarna.

7. Skriv ekvationen av reaktionerna för alkohol och mjölksyrajäsning.

Den kemiska ekvationen för alkoholjäsning: C6H22O6®2C2H5OH + 2CO2 gavs av franska kemister A. Lavoisier (1789) och J. Gay-Lussac (1815).

Ekvationen för alkoholjäsning kan sammanfattas enligt följande:

C6H22O6 + 2H3PO4 + 2ADPH2CH3CH3OH + 2CO2 + 2ATP.

Mjölksyra B. Mjölksyrabakterier är uppdelade i 2 grupper - homofermentativ och heterofermentativ. Homofermentativa bakterier (till exempel Lactobacillus delbrückii) delade monosackarider för att bilda två molekyler mjölksyra i enlighet med den resulterande ekvationen: C6H22O6 = 2CH3CHOH · COOH.

1. Beakta strukturen och egenskaperna hos reducerande och icke-reducerande disackarider.

Disackarider är O-glykosider av monosackarider och bildar två identiska eller olika monosackarider under hydrolys. Disackarider är uppdelade i icke-reducerande och reducerande. Till icke-reducerande innefattar exempelvis trehalos:

Båda glykosidiska hydroxylerna är involverade i bildningen av glykosidbindningen, varför icke-reducerande disackarider inte kan tautomeris med bildandet av den öppna formen och den fria oxogruppen. Därför ger icke-reducerande disackarider inte reaktioner som är karakteristiska för den öppna formen av monosackarider, d.v.s. Samverkar inte med diamin-silverhydroxid, kopparhydroxid, fenylhydrazin, hydroxylamin, hydrocyansyra. För att reducera disackarider återstår en fri glykosidhydroxyl (i figurerna understryks den av två röda streck), till exempel:

Reduktion av disackarider kan tautomerism. Därför kan en monosackaridrest som har behållit sin glykosidhydroxyl passera in i en öppen form (utan att förlora förbindelsen med resten av den andra monosackariden):

Av denna anledning kan reducerande disackarider kunna mutarotera och epimerisera. De oxiderar (därav namnet - återställande):

Återställd av natriumamalgam eller komplexa metallhydrider:

Alkyleras med alkoholer i ett surt medium (vanligen i närvaro av HCl), vilket bildar disackaridglykosider:

Både reducerande och icke-reducerande disackarider alkyleras med haloalkyler:

och acyleras av anhydrider eller syrahalider:

Under hydrolys, som uppstår när en vattenhaltig lösning av en disackarid upphettas i närvaro av en syra (vanligtvis svavelsyra) bildas monosackarider, exempelvis när sackaros hydrolyserar en blandning av glukos och fruktos och hydrolyserar laktos, en blandning av galaktos och glukos.

Skriv formlerna för maltos, laktos och sackaros och ge dem systematiska namn.

Maltos (maltsocker) finns i malt, d.v.s. i spire kornspannmål. Maltos erhålles genom ofullständig hydrolys av stärkelse med maltenzymer. Maltos isoleras i det kristallina tillståndet, det är väl lösligt i vatten, fermenterat av jäst. Maltos består av två D-glukopyranosenheter kopplade med en glykosidbindning mellan kol C-1 (anomert kol) av en glukosenhet och kol C-4 hos en annan glukosenhet. Denna bindning kallas -1,4-glykosidbindningen. Heors-Maltosformeln som visas nedan anges med prefixet - eftersom OH-gruppen med det anomera kolet i glukosenheten till höger är -hydroxyl. Maltos är ett reducerande socker. Dess hemiacetalgrupp är i jämvikt med den fria aldehydformen och kan oxideras till karboxyl-multibionsyra.

Heuormaltosformler i cykliska och aldehydformuleringar

Laktos (mjölksocker) finns i mjölk (4-6%), det erhålls från vassle efter att osten har tagits bort. Laktos är signifikant mindre söt än sockerbetor. Det används för att göra barnmat och läkemedel. Laktos består av rester av D-glukos och D-galaktosmolekyler och är 4- (-D-galaktopyranosyl) -D-glukos, d.v.s. har ingen- och glykosidbindning.
I det kristallina tillståndet isoleras laktos-u-formerna, båda tillhör de reducerande sockerarterna.

Heuors laktosformel (-form)

Sackaros (bord, betor eller sockerrörsocker) är den vanligaste disackariden i den biologiska världen. I sackaros kombineras kol C-1 D-glukos med kol
C-2 D-fruktos med -1,2-glykosidbindning. Glukos finns i den sexledade (pyranos) cykliska formen och fruktos i den femledade (furanos) cykliska formen. Det kemiska namnet för sackaros är -D-glukopyranosyl-P-D-fruktofuranosid. Eftersom både anomert kol (både glukos och fruktos) är involverade i bildandet av en glykosidbindning är glukos en icke-reducerande disackarid. Ämnen av denna typ kan endast bilda etrar och estrar, som alla flervärda alkoholer. Sackaros och andra icke-reducerande disackarider är särskilt lätta att hydrolysera.

Heuors sackaros formel

3. Beskriv den biologiska rollen och användningen av disackarider.

Disackarider, bios, kolhydrater, vars molekyler består av två monosackaridrester. Alla disackarider är byggda enligt typen av glykosider. I detta fall ersätts väteatomen i glykosidhydroxylen av en monosackaridmolekyl med resten av de andra monosackaridmolekylerna på grund av hemiacetal eller alkoholisk hydroxyl. I det första fallet bildas disackarider som inte har reducerande egenskaper, i det andra fallet bildas disackarider med reducerande egenskaper. Gruppen av icke-reducerande disackarider innefattar trehalos (mykos eller svampsocker), bestående av 2 glukosrester; sackaros, bestående av glukos- och fruktosrester etc. Gruppen av reducerande disackarider innefattar maltos, cellobios, laktos, etc. Disackarider kan innehålla 5- och 6-ledade ringar av monosackarider (pentoser och hexoser) och varierar i konfigurationen av glykosidbindningen (a- eller b-glykosider). De rumsliga formerna (konformationer) av ringarna av monosackaridrester i olika disackarider kan variera. Således skiljer sig cellobios och maltos inte bara i konfigurationen av glykosidbindningen (a - i maltos och b - i cellobios), men även där i cellobios är båda resterna i samma konformation och i maltos - i olika.

Disackarider - välkristalliserande ämnen, lätt lösliga i vatten och i 45-48 ° alkohol, dåligt löslig i 96 ° alkohol; optiskt aktiv; söt till smaken. D. hydrolys (för sackaros kallas inversion) inträffar under verkan av syror; i närvaro av en 5-ledad ring i monosackaridresten ökar hastigheten för sur hydrolys av D. D: s hydrolys utförs också av enzymer (kolhydrater), exempelvis a- eller b-glykosidaser (beroende på typen av glykosidbindning i disackarider). Som ett resultat av hydrolys bildas monosackarider.

Disackarider distribueras ofta i djur och växter. De finns i det fria tillståndet (som produkter av biosyntes eller partiell hydrolys av polysackarider), och även som strukturella komponenter av glykosider och andra föreningar. Vanligen erhålls D. från naturliga källor (till exempel sackaros - från sockerbetor eller sockerrör, laktos - från djurmjölk). Många D. syntetiserar kemiska och biokemiska metoder.

Sackaros, laktos och maltos är värdefulla livsmedel och smakämnen. Sockerindustrin arbetar med produktion av sackaros.

1. Beskriv stärkelsens struktur.

Stärkelse består av 2 polysackarider - amylos och amylopektin, bildade av glukosrester. Det har experimentellt visat sig att den kemiska formeln av stärkelse (C6H20O5) n.

Det är uppenbart att stärkelse inte bara består av linjära molekyler utan också av molekyler av grenad struktur. Detta förklarar stärkelsens granulära struktur. Det ackumuleras i form av korn, främst i cellerna av frön, lökar, knölar, såväl som i löv och stjälkar. Stärkelse är ett vitt pulver, olösligt i kallt vatten. I varmt vatten sväller det och bildar en pasta.

2. Skriv formlerna för de strukturella enheterna av amylos och amylopektin.

Beskriv stärkelsens biologiska roll.

Stärkelse, som är en av produkterna för fotosyntes, är allmänt fördelad i naturen. För växter är det ett lager av näringsämnen och finns främst i frukter, frön och knölar. Spannmålsprodukter är rikast i stärkelse: ris (upp till 86%), vete (upp till 75%), majs (upp till 72%) och även potatisknölar (upp till 24%). För människokroppen är stärkelse tillsammans med sackaros huvudleverantören av kolhydrater - en av de viktigaste ingredienserna i mat. Under enzymens verkan hydrolyseras stärkelse till glukos, vilket oxideras i celler till koldioxid och vatten med frigöring av energi som är nödvändig för att fungera för en levande organism.

Stärkelselösningen i vatten är icke-newtonisk vätska.

4. Skriv formeln för strukturell enhet av cellulosa.

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

KAPITEL 11. KARBOHYDRATER

Kolhydrater är en del av cellerna och vävnaderna hos alla växt- och djurorganismer. De är av stor betydelse som energikällor i metaboliska processer.

Kolhydrater är den viktigaste ingrediensen i däggdjursmat. Deras välkända representant - glukos - finns i grönsaksjuicer, frukter, frukter och speciellt druvor (därav dess namn - druvsocker). Det är en väsentlig del av blod och vävnader hos djur och en direkt energikälla för cellulära reaktioner.

Kolhydrater bildas i växter under fotosyntes från koldioxid och vatten. För människor är huvudkällan av kolhydrater växtmat.

Kolhydrater är uppdelade i monosackarider och polysackarider. Monosackarider hydrolyserar inte för att bilda enklare kolhydrater. Polysackarider med förmåga att hydrolys kan betraktas som produkterna av polykondensation av monosackarider. Polysackarider är högmolekylära föreningar vars makromolekyler innehåller hundratals och tusentals monosackaridrester. Mellangruppen mellan mono- och polysackarider består av oligosackarider (från grekiska. Oligos - en bit), som har en relativt liten molekylvikt.

En del av ovanstående namn, sackarider, är associerad med det vanliga namnet kolhydrater, socker, som fortfarande används.

11.1.1. Struktur och stereoisomerism

Monosackarider är i regel fasta ämnen som är mycket lösliga i vatten, dåligt i alkohol och olösliga i de flesta organiska lösningsmedel. Nästan alla monosackarider har en söt smak.

Monosackarider kan existera både i öppna (oxoform) och cykliska former. I lösning är dessa isomera former i dynamisk jämvikt.

Öppna formulär. Monosackarider (monosackarider) är heterofunktionella föreningar. Deras molekyler innehåller samtidigt karbonyl (aldehyd eller keton) och flera hydroxylgrupper, det vill säga monosackarider är polyhydroxikarbonylföreningar - polyhydroxyaldehyder och polyhydroxikketoner. De har en oförgrenad kolkedja.

Monosackarider klassificeras enligt karbonylgruppens karaktär och kolkedjans längd. Monosackarider innehållande en aldehydgrupp kallas aldoser och en ketongrupp (vanligtvis i position 2), ketos (suffix-dosen används för namnen på monosackarider: glukos, galaktos, fruktos, etc.). I allmänhet kan strukturen hos aldoser och ketos representeras enligt följande.

Beroende på längden på kolkedjan (3-10 atomer) är monosackarider uppdelade i trioser, tetroser, pentoser, hexoser, heptoser etc. Pentoser och hexoser är vanligast.

Stereoisomeri. Monosackaridmolekylerna innehåller flera chiralcentra, vilket är orsaken till förekomsten av många stereoisomerer som motsvarar samma strukturformel. Till exempel finns det fyra asymmetriska kolatomer i aldohexos och 16 stereoisomerer (24) motsvarar den, dvs 8 par enantiomerer. Jämfört med motsvarande aldoser innehåller ketohexoser en mindre chiral kolatom, därför minskas antalet stereoisomerer (23) till 8 (4 par enantiomerer).

Öppna (icke-cykliska) former av monosackarider beskrivs som Fisher-projiceringsformler (se 7.1.2). Kolkedjan i dem registreras vertikalt. När det gäller aldoser placeras en aldehydgrupp i toppen och i ketos den primära alkoholgruppen intill karbonylen. Från dessa grupper börjar numrering av kedjan.

För att beteckna stereokemi används D, L-systemet. Tilldelningen av en monosackarid till D- eller L-serien utförs enligt konfigurationen av det chirala centrumet, vilket är det längsta från oxogruppen, oavsett konfigurationen av de andra centra! För pentoser är detta "bestämande" centrum C-4-atomen och för hexoser - C-5. OH-gruppens position vid sista chiralitetscentrumet till höger indikerar att monosackariden tillhör D-serien till vänster - till L-serien, det vill säga analogt med den stereokemiska standarden - glycerolaldehyd (se 7.1.2).

Det är känt att R, S-systemet är universal för att beteckna den stereokemiska strukturen hos föreningar med flera chiralcentra (se 7.1.2). Emellertid begränsar obekvämheten hos namnen på monosackarider som erhållits på detta sätt sin praktiska tillämpning.

De flesta naturliga monosackarider tillhör D-serien. D-ribos och D-xylos är vanliga bland aldopentos och D-ribulosa och D-xylulos från ketopentos.

Vanliga namn för ketos bildas genom införandet av suffixet -ul i namnen på motsvarande aldos: ribos motsvarar ribulos, xylos till xylulosa (namnet "fruktos" faller ut ur denna regel, som inte har någon koppling till namnet på motsvarande aldos).

Som framgår av ovanstående formler är stereoisomera d-aldohexoser, liksom d-aldopentoser och d-ketopentoser, diastereomerer. Bland dem är de som skiljer sig åt i konfigurationen av endast ett chiralcentrum. Diastereomerer som skiljer sig åt i konfigurationen av en enda asymmetrisk kolatom kallas epimerer. Epimerer är ett särskilt fall av diastereomerer. D-glukos och d-galaktos är till exempel olika.

från den andra är endast konfigurationen av C-4-atomen, dvs de är epimerer av C-4. På liknande sätt är d-glukos och d-mannos epimerer vid C-2 och d-ribos och d-xylos vid C-3.

Varje aldos av d-serien motsvarar en-serien av l-serien med motsatt konfiguration av alla chiralcentra.

Cykliska former. De öppna formerna av monosackarider är lämpliga för att beakta de rumsliga relationerna mellan stereoisomera monosackarider. Faktum är att monosackarider är cykliska halvacetal i struktur. Bildningen av cykliska former av monosackarider kan representeras som ett resultat av den intramolekylära interaktionen mellan karbonyl- och hydroxylgrupperna (se 9.2.2) som ingår i monosackaridmolekylen.

Semiacetalhydroxylgruppen i kolhydratkemi kallas glykosidisk. Av egenskaper är det väsentligt annorlunda än de andra (alkohol) hydroxylgrupperna.

Som ett resultat av cyklisering bildas termodynamiskt mer stabila furanos (femledade) och pyranos (sexledade) cykler. Cyklernas namn härrör från namnen på relaterade heterocykliska föreningar - furan och pyran.

Bildandet av dessa cykler är associerat med förmågan hos kolkedjorna hos monosackarider att anta en tillräckligt fördelaktig fusktliknande konformation (se 7.2.1). Som ett resultat kommer aldehyden (eller keton) och hydroxylgrupperna vid C-4 (eller C-5) att samlas i rymden, dvs de funktionella grupperna, som ett resultat av interaktionen av vilken den intramolekylära cykliseringen sker. Om en hydroxylgrupp vid C-5 reagerar i aldohexos uppstår en hemiacetal med en sexledig pyranoscykel. En liknande cykel i ketohexos erhålles när en hydroxylgrupp är involverad i reaktionen vid C-6.

I namnen på cykliska former, tillsammans med monosackaridens namn, anger cykelns storlek med orden pyranos eller furanos. Om en hydroxylgrupp är involverad i cyklisering i aldohexos vid C-4 och i ketohexos i C-5 erhålles hemisfärer med en femledig furanoscykel.

I den cykliska formen skapas ytterligare ett kirurgiskt centrum - en kolatom som tidigare var en del av karbonylgruppen (för aldoser, detta är C-1). Denna atom kallas anomerisk, och de två motsvarande stereoisomererna kallas a- och p-anomerer (fig 11.1). Anomerer är ett speciellt fall av epimerer.

Olika konfigurationer av den anomera kolatomen uppstår på grund av att aldehydgruppen, på grund av rotation runt C-1-C-2-a-bindningen, attackeras av den nukleofila syratomen från olika sidor (se fig 11.1). Som ett resultat bildas hemiacetaler med motsatta konfigurationer av det anomera centret.

I a-anomeren är konfigurationen av det anomera centret detsamma med konfigurationen av det "sluta" chirala centrumet, vilket bestämmer huruvida det hör till d eller l-raden, medan det är i motsats av p-anomeren. I Fisher-projiceringsformlerna av d-radmonosackarider i a-anomeren är OH-glykosidgruppen till höger och i p-anomeren - till vänster om kolkedjan.

Fig. 11,1. Bildning av a- och p-anomerer på exemplet av d-glukos

Heuors Formel. De cykliska formerna av monosackarider är avbildade i form av Heuors lovande formler, där cyklerna visas i form av plana polygoner som ligger vinkelräta mot figurens plan. Syreatomen ligger i pyranoscykeln längst till höger, i furan - bakom cykelplanet. Symboler av kolatomer i cykler indikerar inte.

För att gå till Heuors-formlerna omformas Fishers cykliska formel så att syreatomen i cykeln ligger på samma raka linje som kolatomerna i cykeln. Detta visas nedan med exempel på a-d-glukopyranos genom två permutationer vid C-5-atomen, vilket inte förändrar konfigurationen för detta asymmetriska centrum (se 7.1.2). Om den transformerade Fisher-formeln placeras horisontellt, så som krävs enligt reglerna för skrivning av Heuors-formler, kommer substituenterna till höger om den vertikala linjen av kolkedjan att vara under cykelplanet och de som var till vänster kommer att ligga ovanför detta plan.

I d-aldohexos i pyranosformen (och i d-aldopentos i furanosformen) ligger CH20H-gruppen alltid över cykelplanet, vilket är ett formellt tecken på d-serien. Den glykosidiska hydroxylgruppen i a-anomererna av d-aldos framträder under cykelplanet i p-anomererna - ovanför planet.

För enkelhetens skull avbildar Heuors formler ofta inte symbolerna för väteatomer och deras bindningar till kolatomerna i cykeln. Om vi ​​talar om en blandning av anomerer eller en stereoisomer med en okänd konfiguration av det anomera centrumet, indikeras positionen för glykosidgruppen OH med en våglinje.

Genom samma regler utförs övergången även i ketos, vilket visas nedan med exemplet av en av anomererna av furanosformen av d-fruktos.

I det fasta tillståndet är monosackarider i en cyklisk form. Beroende på lösningsmedlet från vilken d-glukos omkristalliserades erhålls den antingen som a-d-glukopyranos (från alkohol eller vatten) eller som p-d-glukopyranos (från pyridin). De skiljer sig i storleken av vinkeln för specifik rotation [a]D 20, nämligen +112? vid a-anomer och +19? vid p-anomer. I en nyberedd lösning

varje anomer, vid stående, observeras en förändring i den specifika rotationen tills en konstant rotationsvinkel, lika med den och den andra lösningen, är +52,5 °.

Tidsvariationen av planet för polarisation av ljus med lösningar av kolhydrater kallas mutarotation.

Mutarotations kemiska väsen är monosackaridernas förmåga att existera i form av en jämviktsblandning av tautomerer - öppna och cykliska former. Denna typ av tautomerism kallas cyklo-oxo-tautomerism.

I lösningar etableras jämvikten mellan de fyra cykliska tautomererna av monosackarider genom den öppna formen, oxoformen. Interkonversionen av a- och p-anomerer i varandra genom en mellanliggande oxoform kallas anomerisering.

Således föreligger i d-glukoslösning i form av tautomerer: oxoformer och a- och p-anomerer av pyranos- och furanoscykliska former.

I en blandning av tautomerer dominerar pyranosformer. Oxoform samt tautomerer med furanoscykler finns i små kvantiteter. Vad som är viktigt är emellertid inte det absoluta innehållet i en tautomer, utan möjligheten till övergången till varandra, vilket leder till att man fyller på den mängd "önskad" form som den konsumeras.

i vilken process som helst. Till exempel, trots det låga innehållet av oxoform, reagerar glukos karakteristiskt för aldehydgruppen.

Liknande tautomera transformationer förekommer i lösningar med alla monosackarider och mest kända oligosackarider. Nedan är ett diagram över de tautomera omvandlingarna av den viktigaste representanten för ketohexos, d-fruktos, som ingår i frukt, honung och även en del av sackaros (se 11.2.2).

Hewors visuella formler återspeglar inte desto mindre den reella geometrin hos monosackaridmolekylerna, eftersom de fem- och sexledade cyklerna inte är plana. Sålunda antar den sexledade pyranoscykeln, såsom cyklohexan, den mest fördelaktiga stolkonformationen (se 7.2.2). I vanliga monosackarider är den primära huvudalkoholgruppen CH2OH och de flesta hydroxylgrupperna i mer fördelaktiga ekvatoriella positioner.

Av de två anomererna av d-glukopyranos dominerar p-anomeren i lösningen, i vilken alla substituenter, inklusive hemiacetalhydroxyl, är belägna ekvatoriellt.

Den höga termodynamiska stabiliteten hos d-glukopyranos på grund av dess konformationsstruktur förklarar den största fördelningen av d-glukos i naturen bland monosackarider.

Konformationsstrukturen hos monosackarider bestämmer det rumsliga arrangemanget av polysackaridkedjor, vilket bildar deras sekundära struktur.

11.1.4. Icke-klassiska monosackarider

Icke-klassiska monosackarider är en serie föreningar som har en gemensam strukturell "arkitektur" med vanliga "klassiska" monosackarider (aldoser och ketoser), men skiljer sig åt i antingen modifiering av en eller flera funktionella grupper eller frånvaron av några av dem. I sådana föreningar är OH-gruppen ofta frånvarande. De kallas genom att lägga till namnet på den ursprungliga monosackariden prefixet deoxi- (vilket betyder att OH-gruppen saknas) och namnet på den "nya" substituenten.

Dezoxysocker. Den vanligaste av deoxisocker, 2-deoxi-D-ribos, är en strukturell komponent i DNA. Naturliga hjärtglykosider (se 15.3.5) som används i kardiologi innehåller rester av dideoxisocker, till exempel digitoxoser (hjärtglykosider av digitalis).

Aminosocker. Dessa derivat, som innehåller en aminogrupp i stället för en hydroxylgrupp (vanligtvis vid C-2), har basiska egenskaper och bildar kristallina salter med syror. De viktigaste företrädarna för aminosocker är analoger av d-glukos och d-galaktos, för vilka de ofta använder semi-triviala

Andra namn är d-glukosamin respektive d-galaktosamin. Aminogruppen i dem kan acyleras med rester av ättiksyra, ibland svavelsyra.

Alditoler. Alditolerna, även kallade sockeralkoholer, innefattar flervärda alkoholer innehållande en hydroxylgrupp i stället för oxogruppen = O. Varje aldos motsvarar en aldit, i vars namn suffikset används i stället för, till exempel, d-mannitol (från d-mannos). Aldiths har en mer symmetrisk struktur än aldoser, varför bland dem finns mesoföreningar (internt symmetriska), till exempel xylitol.

Surt socker Monosackarider, i vilka i stället för CHOHH-enheten är COOH-gruppen innehållen, har det vanliga uronsyrorna. Deras namn använder kombinationen av -uronsyra istället för suffixet -Oza av motsvarande aldos. Observera att numreringen av kedjan utförs från aldehyd-kolatomen, och inte från karboxylen, för att bevara det strukturella förhållandet med den ursprungliga monosackariden.

Uronsyra är komponenter i växt- och bakteriepolysackarider (se 13.3.2).

Monosackarider innehållande en karboxylgrupp i stället för en aldehydgrupp kallas aldonsyror. Om karboxylgrupper är närvarande i båda ändarna av kolkedjan, kallas sådana föreningar kollektivt aldariska syror. I nomenklaturen för dessa typer av syror används respektive kombinationerna av ny syra och fjädersyra.

Aldoniska och aldariska syror kan inte bilda tautomera cykliska former, eftersom de saknar en aldehydgrupp. Aldarinsyror, som alditoler, kan existera som meso-föreningar (till exempel galaktarsyra).

Askorbinsyra (vitamin C). Detta kanske är det äldsta och mest populära vitaminet nära struktur i monosackarider och är en y-lakton av syra (I). Askorbinsyra

som finns i frukt, särskilt citrusfrukter, bär (vildrosa, svarta vinbär), grönsaker, mjölk. Den produceras i stor skala inom industrin från d-glukos.

Askorbinsyra uppvisar relativt starka sura egenskaper (pKoch 4,2) på grund av en av hydroxylgrupperna i endiolfragmentet. När salter bildas öppnar inte y-laktonringen.

Askorbinsyra har starka reducerande egenskaper. Den dehydroascorbinsyra som bildas under dess oxidation reduceras lätt till askorbinsyra. Denna process ger en rad redoxreaktioner i kroppen.

11.1.5. Kemiska egenskaper

Monosackarider är ämnen med hög reaktivitet. Deras molekyler innehåller följande viktigaste reaktionscentrum:

• hemiacetalhydroxyl (markerad i färg);

• Alkoholhaltiga hydroxylgrupper (alla andra utom hemiacetal);

• karbonylgrupp av acyklisk form.

Glykosider. Glykosider innefattar derivat av cykliska kolhydrater, i vilka hemiacetalhydroxylgruppen är ersatt av OR-gruppen. Den icke-kolhydratkomponent av glykosid kallas aglykon. Förbindelsen mellan anomercentret (i aldoser är detta C-1, i ketos - C-2) och gruppen OR kallas glykosidisk. Glykosider är acetater av cykliska former av aldos eller ketos.

Beroende på storleken på oxidcykeln är glykosider indelade i pyranosider och furanosider. Glukosidglykosider kallas glukosider, ribos-ribosider etc. Det fullständiga namnet glykosider följs av namnet på radikalen R, konfigurationen av det anomera centret (a- eller β-) och namnet på kolhydratresten med ersättning av suffixet -os till -osiden (se exempel i reaktionsschemat nedan).

Glykosider bildas genom interaktionen mellan monosackarider och alkoholer under betingelser av surkatalys; i detta fall reagerar endast hemiacetalgruppen OH.

Glykosidlösningar mutarote inte.

Transformationen av en monosackarid till en glykosid är en komplex process som fortskrider genom en serie konsekutiva reaktioner. I allmänhet är han

Det är logiskt att erhålla acykliska acetaler (se 5.3). På grund av reversibiliteten av reaktionen i lösning kan emellertid de tautomera formerna av utgångsmonosackariden och fyra isomera glykosider (a- och p-anomererna av furanosider och pyranosider) ligga i jämvikt.

Liksom alla acetaler hydrolyseras glykosider med utspädda syror men är resistenta mot hydrolys i svagt alkaliskt medium. Hydrolys av glykosider leder till motsvarande alkoholer och monosackarider och är en reaktion, omvänden av deras bildning. Enzymatisk hydrolys av glykosider ligger till grund för klyvning av polysackarider utförda i djurorganismer.

Estrar. Monosackarider är lätt acylerade med organiska syraanhydrider, som bildar estrar med deltagande av alla hydroxylgrupper. När man exempelvis samverkar med ättiksyraanhydrid erhålles acetylderivat av monosackarider. Monosackaridestrarna hydrolyseras i både surt och alkaliskt medium.

Särskilt viktiga är estrar av oorganiska syror, i synnerhet fosfatestrar - fosfater. De finns i alla växt- och djurorganismer och är metaboliskt aktiva former av monosackarider. Den viktigaste rollen spelas av d-glukos och d-fruktosfosfater.

Svavelsyraestrar - sulfater - ingår i polysackariderna i bindväv (se 11.3.2).

Återhämtning. När monosackarider reduceras (deras aldehyd eller ketongrupp) bildas alditoler.

Sexatomalkoholer - D-glucit (sorbitol) och D-mannitol - erhålles genom att reducera glukos respektive mannos. Aldiths är lättlösliga i vatten, har en söt smak, vissa av dem (xylitol och sorbitol) används som sockersubstitut för diabetiker.

När aldos reduceras erhålls endast en polyol, när ketos reduceras erhålles en blandning av två polyoler; till exempel bildas d-glucit och d-mannitol från d-fruktos.

Oxidation. Oxidationsreaktioner används för att detektera monosackarider, i synnerhet glukos, i biologiska vätskor (urin, blod).

Vilken kolatom som helst kan genomgå oxidation i en monosackaridmolekyl, men aldehydgruppen av aldos i den öppna formen oxideras lättast.

Milda oxidationsmedel (bromvatten) kan oxidera aldehydgruppen till karboxyl, utan att påverka andra grupper. vid

Detta bildar aldonsyror. Så när d-glukos oxideras med bromvatten erhålles d-glukonsyra. I medicin används dess kalciumsalt - kalciumglukonat.

Effekten av starkare oxideringsmedel, såsom salpetersyra, kaliumpermanganat och även Cu 2+ eller Ag + joner leder till en djup nedbrytning av monosackarider med en paus i kol-kolbindningar. Kolkedjan är endast bevarad i vissa fall, till exempel när d-glukos oxideras till d-glukarinsyra eller d-galaktos till galaktär (slem) syra.

Den resulterande galaktarsyran är svårlöslig i vatten och utfälles, vilken används för att detektera galaktos med den angivna metoden.

Aldoser oxideras lätt av komplexa föreningar av koppar (11) respektive silver med Fehling- och Tollens-reagens (se även 5.5). Sådana reaktioner är möjliga på grund av närvaron av aldehydformen (öppen) i den tautomera blandningen.

På grund av deras förmåga att regenerera Cu 2+ eller Ag + joner kallas monosackarider och deras derivat innehållande en potentiell aldehydgrupp reducerande.

Glykosider visar inte reducerande förmåga och ger inte ett positivt prov med dessa reagenser. Ketoser är emellertid i stånd att reducera metallkatjoner, eftersom de är isomeriserade till aldoser i ett alkaliskt medium.

Direkt oxidation av CHOOH-enheten av monosackariderna till karboxylgruppen är omöjlig på grund av närvaron av aldehydgruppen som är mer benägen för oxidation, och för att omvandla monosackariden till uronsyra oxideras monosackariden med den skyddade aldehydgruppen, exempelvis som en glykosid.

Bildandet av glukuronsyra glykosider - glukuronider - är ett exempel på en biosyntetisk konjugeringsprocess, dvs processen att binda läkemedel eller deras metaboliter med näringsämnen, liksom med giftiga ämnen, följt av eliminering från kroppen med urin.

Oligosackarider är kolhydrater som består av flera monosackaridrester (från 2 till 10) bundna av en glykosidbindning.

De enklaste oligosackariderna är disackarider (bios), vilka består av två monosackaridrester och är glykosider (fulla acetaler), i vilka en av resterna fungerar som en aglykon. Disaccharidernas förmåga att hydrolysera i en sur miljö med bildningen av monosackarider är associerad med acetal-naturen.

Det finns två typer av bindning av monosackaridrester:

• på grund av hemiacetalgruppen OH hos en monosackarid och någon annan alkoholgrupp i den andra (i exemplet nedan, hydroxyl vid C-4); detta är en grupp av reducerande disackarider;

• med deltagande av hemiacetal-OH-grupper av båda monosackariderna; Detta är en grupp icke-reducerande disackarider.

11.2.1. Minskar disackarider

I dessa disackarider deltar en av monosackaridresterna i bildningen av glykosidbindningen på grund av hydroxylgruppen (oftast vid C-4). Disackariden har en fri hemiacetalhydroxylgrupp, varigenom förmågan att öppna en cykel bibehålls.

De reducerande egenskaperna hos sådana disackarider och mutarotationen av deras lösningar beror på cyklo-oxo-tautomerism.

Representanter för reduktion av disackarider är maltos, cellobios, laktos.

Maltos. Denna disackarid kallas också maltsocker (från lat malt malt). Det är huvudprodukten av stärkelseplyvning genom verkan av β-amylasenzymet som utsöndras av spyttkörteln och ingår även i malt (grodda och sedan torkade och krossade spannmålsprodukter). Maltos har en mindre söt smak än sackaros.

Maltos är en disackarid, i vilken rester av två molekyler av d-glukopyranos är bundna med ett (1 ^ 4) -glukosidbindning.

Den aomeriska kolatom som deltar i bildningen av denna bindning har a-konfigurationen, och den anomera atomen med en hemiacetalhydroxylgrupp kan ha både a- och p-konfigurationen (respektive a- och p-maltos).

I det systematiska namnet på disackariden förvärvar den "första" molekylen suffixet -osyl, medan "andra" bevarar suffixet -osen. Dessutom anger hela namnet konfigurationen av båda anomera kolatomer.

Cellobios. Denna disackarid bildas genom ofullständig hydrolys av cellulosapolysackariden.

Cellobios är en disackarid, i vilken rester av två d-glukopyranosmolekyler är kopplade med en p (1-4) -glykosidbindning.

Skillnaden mellan cellobios och maltos är att den anomera kolatomen som är inblandad i bildningen av glykosidbindningen har P-konfigurationen.

Maltos klyvs av enzymet a-glukosidas, vilket inte är aktivt mot cellobios. Cellobios kan brytas ner av β-glukosidasenzymet, men detta enzym är frånvarande i människokroppen, därför kan cellobioser och motsvarande polysackaridcellulosa inte behandlas i människokroppen. Tjurar kan äta gräscellulosa (fiber) eftersom bakterierna i deras mag-tarmkanalen har β-glukosidas.

Konfigurationsskillnaden mellan maltos och cellobios medför en konformationsskillnad: a-glykosidbindningen i maltos är axiellt belägen, och p-glykosidbindningen i cellobios är ekvatorial. Konformationstillståndet för disackarider är den primära orsaken till cellulosans linjära struktur, vilken innefattar cellobios och den spiralliknande strukturen av amylos (stärkelse), byggd från maltosenheter.

Laktos finns i mjölk (4-5%) och erhålls från vassle efter separation av ostmassan (därav namnet "mjölksocker").

Laktos är en disackarid, i vilken rester av d-galaktopyranos och d-glukopyranos kopplas samman med en P (1-4) -glykosidbindning.

Den anomeriska kolatomen av d-galaktopyranos som deltar i bildningen av denna bindning har p-konfigurationen. Den aomera atomen i glukopyranosfragmentet kan ha både a- och p-konfigurationen (a respektive p-laktos).

11.2.2. Icke-reducerande disackarider

Den viktigaste icke-reducerande disackariden är sackaros. Dess källa är sockerrör, sockerbetor (upp till 28% torrsubstans), växt- och fruktjuicer.

Sackaros är en disackarid, i vilken rester av a-d-glukopyranos och p-d-fruktofuranos är bundna med glykosidbindningar beroende på hemiacetalhydroxylgrupper av varje monosackarid.

Eftersom det inte finns några hemiacetalhydroxylgrupper i sackarosmolekylen, är det oförmöget att cyklo-oxo-tautomerism. Sackaroslösningar mutarote inte.

11.2.3. Kemiska egenskaper

Kemiskt är oligosackarider glykosider, och reducerande oligosackarider har också tecken på monosackarider, eftersom de innehåller en potentiell aldehydgrupp (i öppen form) och hemiacetalhydroxyl. Det här bestämmer deras kemiska beteende. De går in i många reaktioner som är karakteristiska för monosackarider: de bildar estrar, kan oxideras och reduceras genom verkan av samma reagens.

Den mest karakteristiska reaktionen av disackarider är sur hydrolys, vilket leder till klyvning av glykosidbindningen med bildandet av monosackarider (i alla tautomera former). Generellt sett motsvarar denna reaktion hydrolysen av alkylglykosider (se 11.1.5).

Polysackarider utgör huvuddelen av organiskt material i jordens biosfär. De utför tre viktiga biologiska funktioner som fungerar som strukturella komponenter i celler och vävnader, energireserver och skyddande ämnen.

Polysackarider (glykaner) är högmolekylära kolhydrater. Med kemisk natur är de polyglykosider (polyacetal).

Enligt principen om struktur skiljer sig polysackarider inte från reducerande oligosackarider (se 11.2). Varje monosackaridenhet är länkad med glykosidbindningar med föregående och efterföljande enheter. Samtidigt tillhandahålls en hemiacetalhydroxylgrupp för anslutning med den efterföljande länken, och med den föregående - en alkoholgrupp. Skillnaden ligger bara i mängden monosackaridrester: polysackarider kan innehålla hundratals och till och med tusentals av dem.

I polysackarider av vegetabiliskt ursprung är (1-4) -glykosidbindningar vanligast, och i polysackarider av animaliskt och bakteriellt ursprung finns det andra typer av bindningar. Vid ena änden av polymerkedjan är resten av den reducerande monosackariden. Eftersom dess andel i hela makromolekylen är mycket liten, visar polysackarider i praktiken inte reducerande egenskaper.

Polysackaridernas glykosid-natur orsakar deras hydrolys i sur och stabilitet i alkaliska medier. Full hydrolys leder till bildningen av monosackarider eller deras derivat, ofullständiga - till ett antal mellanliggande oligosackarider, inklusive disackarider.

Polysackarider har en hög molekylvikt. De kännetecknas av en högre nivå av makromolekylstrukturorganisation som är typisk för högmolekylära ämnen. Tillsammans med den primära strukturen, det vill säga med en specifik sekvens av monomera rester, spelas en viktig roll av den sekundära strukturen definierad av den rumsliga arrangemanget av den makromolekylära kedjan.

Polysackaridkedjor kan vara grenade eller oförgrenade (linjära).

Polysackarider är indelade i grupper:

• homopolysackarider bestående av rester av en monosackarid;

• heteropolysackarider bestående av rester av olika monosackarider.

Homopolysackarider innefattar många växtpolysackarider (stärkelse, cellulosa, pektin), animaliskt (glykogen, kitin) och bakteriellt (dextrans) ursprung.

Heteropolysackarider, som innehåller många djur och bakteriella polysackarider, studeras mindre, men spelar en viktig biologisk roll. Heteropolysackarider i kroppen är associerade med proteiner och bildar komplexa supramolekylära komplex.

Stärkelse. Denna polysackarid består av två typer av polymerer konstruerade från d-glukopyranos: amylos (10-20%) och amylopektin (80-90%). Stärkelse bildas i växter under fotosyntes och "lagras" i knölar, rötter och frön.

Stärkelse är en vit amorf substans. Det är olösligt i kallt vatten, sväller i varmt vatten och en del av det löses gradvis upp. När stärkelsen upphettas snabbt på grund av den fuktighet (10-20%) som finns i den, uppträder hydrolytisk klyvning av den makromolekylära kedjan i mindre bitar och en blandning av polysackarider, kallad dextrin, bildas. Dextrin är mer lösliga i vatten än stärkelse.

Denna process för uppdelning av stärkelse eller dextrinisering utförs under bakning. Mjölstärkelse omvandlad till dextrin är lättare att smälta på grund av dess större löslighet.

Amylos är en polysackarid, i vilken d-glukopyranosresterna är bundna av en (1-4) -glykosidbindning, dvs disackaridfragmentet av amylos är maltos.

Kedjan av amylos är oförgrenad, innehåller upp till tusen glukosrester, molekylvikten är upp till 160 tusen.

Enligt röntgenanalys spolas amylosmakromolekylen i en spiral (fig 11.2). För varje rotation av spiralen finns sex monosackaridbindningar. Molekylerna med motsvarande storlek, exempelvis jodmolekyler, kan bilda helixens inre kanal, bildande komplex som kallas inkluderingsföreningar. Amyloskomplexet med jod är blått. Det används för analytiska ändamål för att upptäcka både stärkelse och jod (jodkrahaltest).

Fig. 11,2. Spiral amylosstruktur (se längden på spiralaxeln)

Amylopektin, i motsats till amylos, har en grenad struktur (figur 11.3). Dess molekylvikt når 1-6 ppm.

Fig. 11,3. Förgrenad amylopektin makromolekyl (färgade cirklar - sidokedjor grenpunkter)

Amylopektin är en grenad polysackarid, i vars kedjor D-glukopyranosresterna är förbundna med en (1 ^ 4) -glukosidbindningar och vid förgreningspunkterna av en (1 ^ 6) bindningar. Mellan förgreningspunkterna är 20-25 glukosrester.

Hydrolys av stärkelse i mag-tarmkanalen uppträder under påverkan av enzymer som bryter ner en (1-4) - och en (1-6) -glykosidbindning. Slutprodukterna av hydrolys är glukos och maltos.

Glykogen. I djurorganismer är denna polysackarid en strukturell och funktionell analog av vegetabilisk stärkelse. I struktur liknar det amylopektin men har ännu större förgreningskedjor. Vanligtvis innehåller mellangreningspunkterna 10-12, ibland till och med 6 glukosenheter. Konditionellt kan man säga att förgreningen av glykogenmakromolekylen är dubbelt så stor som amylopektin. Stark förgrening bidrar till glykogenenergifunktionen, eftersom endast med många terminalrester kan snabb eliminering av det önskade antalet glukosmolekyler säkerställas.

Glykogenets molekylmassa är ovanligt stor och når 100 miljoner. Denna storlek av makromolekyler bidrar till funktionen av en kolhydrat. Således passerar glykogenmakromolekylen på grund av sin stora storlek inte genom membranet och förblir inuti cellen tills behovet av energi uppstår.

Hydrolys av glykogen i ett surt medium fortskrider mycket enkelt med ett kvantitativt utbyte av glukos. Detta används vid analys av vävnader för innehållet av glykogen med den mängd glukos som bildas.

På samma sätt som glykogen i djurorganismer spelar amylopektin, som har en mindre grenad struktur, samma roll som en reservpolysackarid i växter. Detta beror på det faktum att metaboliska processer sker mycket långsammare i växter och kräver inte ett snabbt flöde av energi, vilket ibland är nödvändigt för en djurorganisme (stressiga situationer, fysisk eller psykisk stress).

Cellulosa. Denna polysackarid, även kallad fiber, är den vanligaste vegetabiliska polysackariden. Cellulosa har stor mekanisk hållfasthet och utför funktionen hos plantans bärande material. Trä innehåller 50-70% cellulosa; bomull är nästan ren cellulosa. Cellulosa är ett viktigt råmaterial för ett antal industrier (massa och papper, textilier, etc.).

Cellulosa är en linjär polysackarid, i vilken rester av d-gluko-pyranos är bundna med P (1-4) -glykosidbindningar. Disackaridcellulosaenheten är cellobios.

Den makromolekylära kedjan har ingen grenar, den innehåller 2,5-12000 glukosrester, vilket motsvarar en molekylvikt på 400 tusen till 1-2 miljoner.

P-konfigurationen av den anomera kolatomen leder till det faktum att makromolekylen av cellulosa har en sträng linjär struktur. Detta underlättas genom bildandet av vätebindningar i kedjan, såväl som mellan intilliggande kedjor.

Sådan förpackning av kedjor ger hög mekanisk hållfasthet, fiber, olöslighet i vatten och kemisk inertitet vilket gör cellulosa till ett utmärkt material för att bygga växtcellsväggar. Cellulosa spjälkas inte av de vanliga enzymerna i mag-tarmkanalen, men är nödvändig för normal näring som en ballast.

Essentiella derivat av cellulosa har stor praktisk betydelse: acetater (artificiell silke), nitrater (sprängämnen, kolloxylin) och andra (rayon, cellofan).

Polysackarider med bindväv. Bland polysackarider av bindväven har kondroitinsulfater (hud, brosk, senor), hyaluronsyra (glasögon i ögat, navelsträng, brosk, ledvätska) och heparin (lever) studerats mest fullständigt. Strukturellt har dessa polysackarider vissa vanliga egenskaper: deras oförgrenade kedjor består av disackaridrester bestående av uronsyra (d-glukuron, d-galakturon, l-iduronisk epimer av d-glukuronsyra enligt C-5) och aminosugar (N-acetylglukosamin, N-acetylgalaktosamin). Vissa av dem innehåller rester av svavelsyra.

Polysackarider av bindväv kallas ibland sura mucopolysackarider (från latinsk slem), eftersom de innehåller karboxylgrupper och sulfogrupper.

Kondroitinsulfater. De består av disackaridrester av N-acetylerat kondensin, förbundet med p (1-4) -glykosidbindningar.

N-acetylchondrosin är konstruerat från rester av D-glukuronsyra och N-acetyl-D-galaktosamin kopplad med en p (1-3) -glykosidbindning.

Som namnet antyder är dessa polysackarider estrar av svavelsyra (sulfater). Sulfatgruppen bildar ett eterbindning med hydroxylgruppen av N-acetyl-D-galaktosamin, som ligger i position 4 eller 6. På ett visst sätt skiljer man mellan hondroitin-4-sulfat och kondroitin-6-sulfat. Molekylmassan av kondroitinsulfat är 10-60 tusen.

Hyaluronsyra. Denna polysackarid är konstruerad från disackaridrester länkade av p (1-4) -glukosidbindningar.

Disackariddelen består av rester av D-glukuronsyra och N-acetyl-D-glukosamin, kopplad med en p (1-3) glykosidbindning.

Heparin. I heparin innehåller de upprepande disackaridenheterna rester av d-glukosamin och en av uronsyrorna, d-glukuron eller l-iduron. Kvantitativt råder l-iduronsyra. Inuti disackaridfragmentet etableras ett a (1-4) -glukosidbindning och mellan disackaridfragmenten, ett a (1-4) bindning, om fragmentet slutar med en l-edonsyra och en p (1-4) -anslutning om d - glukuronsyra.

Aminogruppen i de flesta av glukosaminresterna är sulfaterad och några av dem acetyleras. Dessutom finns sulfatgrupper i ett antal l-iduronsyrarester (i position 2) såväl som glukosamin (i position 6). Resterna av d-glukuronsyra är inte sulfaterade. I genomsnitt faller 2,5-3 sulfatgrupper på ett disackaridfragment. Molekylvikten av heparin är 16-20 tusen.

Heparin förhindrar blod från koagulering, dvs det uppvisar antikoaguleringsegenskaper.

Många heteropolysackarider, inklusive de som diskuterats ovan, är inte innehållna i fri, men i bunden form med polypeptidkedjor. Sådana högmolekylära föreningar kallas blandade biopolymerer, för vilka termen glykokonjugat för närvarande används.

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

Läs Mer Om Användbara Örter