14.1 Восстанавливающие дисахариды 14.2 Невосстанавливающие дисахариды 14.3 Гомополисахариды 14.4 Гетерополисахариды
Дисахариды (биозы) состоят из 2-х моносахаридных звеньев, одинаковой или разной природы, соединенных гликозидной связью
В образованиии гликозидной связи в дисахаридах участвуют две –он группы: полуацетальный гидроксил одного моносахарида (обязательно) и любая –ОН группа второго моносахарида. Если вторым гидроксилом является спиртовой, то такие дисахариды относят к восстанавливающим
Общая формула дисахаридов С 12 Н 22 О 11 К природным восстанавливающим дисахаридам относят: мальтоза, лактоза, целлобиоза
α - D- глюкопиранозил-1-4- β - D- глюкопираноза
Мальтоза в больших количествах содержится в проросших зернах злаков, где она образуется из крахмала под действием фермента – амилазы. Процесс осахаривания крахмала солодовой амилазой для получения мальтозы широко используется при производстве спирта. Мальтоза сладкая на вкус
Мальтоза может существовать как в циклической, так и в открытой форме. Д ля мальтозы возможны свойства, характерные для глюкозы: положительные реакции с реактивами Толленса, Фелинга Для мальтозы характерна цикло-оксо-таутомерия
Лактоза – молочный сахар, содержится в молоке ≈ 5% (особенно много в грудном молоке ≈ 8%). Лактоза состоит из остатков β- D -галактопира - нозы и D -глюкопиранозы как α-аномера (α-лактоза), так и β- аномера (β-лактоза), связанных β-1,4-гликозидной связью
- D -ГАЛАКТОПИРАНОЗИЛ-1,4-- D -ГЛЮКОПИРАНОЗА
Лактоза сладк ая на вкус, в 4-5 раз менее сладк ая, чем сахароза, применяется при изготовлении порошков и таблеток. Она менее гигроскопична, чем сахароза, применяется в питательных смесях для грудных детей
В грудном молоке лактоза связана с сиаловой кислотой, что способствует формировани ю естественной непатогенной микрофлоры в ЖКТ грудных детей. Лактоза способствует развитию в пищеварительном тракте микроорганизма Lactobacillus bitidus, расщепляющего лактозу с образованием молочной и уксусной кислот, которые препятствуют размножению п атогенных бактерий
С остоит из двух молекул β- D -глюкопираноз, связанных β-1,4-гликозидной связью β - D -глюкопиранозил-1,4- β - D -глюкопираноза
α - D- глюкопиранозил-1,2- β - D -фруктофуранозид
Сахароза (свекловичный, тростниковый сахар) - самый распространенный невосстанавливающий дисахарид. Ежегодное производство сахара в мире составляет около 100 млн тонн
Инвертный сахар (инвертирован - ный) является основной составной частью пчелиного меда
Х имические свойства дисахаридов не отличаются от свойств моносахаридов : окисление и восстановление карбонильной группы (для восстанавливающих дисахаридов) и свойства, характерные для спиртовых (–ОН) групп
Полисахариды – высокомолекулярные продукты поликонденсации моносахаридов, связанных между собой гликозидными связями
В состав полисахаридов входят различные моносахариды: D -глюкоза, D -галактоза, D -ман - ноза, D -глюкуроновая кислота, D -глюкозамин и др В строении полисахаридов отмечена высокая степень регулярности или повторяемости моносахаридных звеньев
По химической природе полисахариды – полигликозиды Гликозидная природа обусловливает их легкий гидролиз в кислой среде и высокую устойчивость в щелочной. Полный гидролиз приводит к образованию моносахаридов, а неполный – к ряду промежуточных олиго- или дисахаридов
Полисахариды имеют высокую молекулярную массу. Для них характерен высокий уровень организации молекул и характерна первичная структура – определенная последовательность мономерных остатков, вторичная структура – определенное пространственное расположение макромолекулярной цепи
Большую группу полисахаридов составляют гомополисахариды, построенные из одного и того же мономерного звена. В природе наиболее всего распространены глюканы, состоящие только из остатков глюкозы
Целлюлоза – (С 6 Н 10 О 5 ) n распространенный растительный полисахарид, предтавляет собой линейный гомополисахарид, состоящий из остатков β- D -глюкопираноз, связанных β-1,4-глюкозидными связями
Строение целлюлозы
Целлюлоза - опорн ый материал растений. β-Конфигурация при - водит к тому, что цепи имеют линейное строение и возможно образование водо - родных связей как внутри одной цепи, так и между цепями. Результатом такого строения является механическая проч - ность, волокнистость, нерастворимость в воде, химическая инертность. Молекулярная масса целлюлозы велика, составляет ≈ 1-2млн, содержит от 2500-12000 глюкозных звеньев)
Пример чистой целлюлозы - вата Около 50% леса составляет целлюлоза
Целлюлоза не расщепляется ферментами ЖКТ человека, но тем не менее является необходимым балластным веществом для нормального функционирования ЖКТ
Ф ункции клетчатк и : 1) создает чувство насыщения; 2) стимулирует перистальтику ЖКТ 3) способствует адсорбции токсических веществ в толстом кишечнике и их выведению, что снижает риск развития злокачественных опухолей толстого кишечника
Крахмал – относится к запасным полисахаридом. Общая формула (С 6 Н 10 О 5 ) n. Образуется в растениях в процессе фотосинтеза, «запасается» в клубнях, корнях, зернах злаковых культур. Крахмал откладывается в клетке в виде зерен. Крахмал – белое аморфное вещество. В холодной воде крахмал нерастворим, в горячей набухает и образует клейстер
Качественной реакцией на крахмал является реакция с й одом – сине-фиолетовое окрашивание, исчезающее при нагревании
Крахмал представляет собой смесь двух гомополисахаридов: амилоза (10-20%) и амилопектин (80-90%) Амилоза – состо ит из остатков α- г люкоз, связанных α-(1,4)-глюкозидными связями (по типу мальтозы). Амилоза имеет линейное строение
Макромолекула амилозы свернута в спираль, на каждый виток спирали приходится 6 моносахаридных звеньев. Качественная реакция с йодом обусловлена наличием амилозы
Амилопектин имеет разветвленное строение, в основной цепи аналогичен амилозе, имеются разветвления с образованием α-1,6-гликозидных с вязей. Между точками разветвления размещается 20-25 моносахаридных звеньев
Гликоген – служит резервом углеводов в организме человека и животных (животный крахмал). У человека и животных содержится во всех клетках, но больше всего в печени (10-20%) и мышцах (≈4%). Помимо животных тканей в небольшом количестве содержится в грибах и некоторых микроорганизмах.
Все процессы жизнедеятельности, в первую очередь мышечная работа, сопровождаются расщеплением гликогена с высвобождением α- D -глюкопиранозы
По строению гликоген подобен амилопектину, но имеет более разветвленное строение. В гликогене между точками разветвления содержится 10-12 глюкозных звеньев, иногда их может быть 6
Компактная и сильно разветвленная структура гликогена способствует выполнению энергетической функции, т.к. только при наличии большого числа концевых остатков можно обеспечить быстрое отщепление нужного количества молекул глюкозы
В сухом виде гликоген – белый аморфный порошок. Гликоген, в отличие от крахмала, дает с йодом красно-бурое окрашивание В кислой среде гликоген гидролизуется количественно с образованием глюкозы, которую можно определить любым количественным методом. Эта реакция гидролиза применяется при анализе тканей на содержание гликогена
Декстраны – полисахариды бактериального происхождения, построены из α- D -глюкопиранозных остатков, соединенных преимущественно 1.6-гликозидными связями в основной цепи, а в местах разветвления α-1,4 и α-1,3 – гликозидными связями, реже – α-1.2- гликозидными связями. Макромолекулы декстрана сильно разветвлены
Декстран имеет высокую молекулярную массу ≈ 300000-400000, применяется для изготовления сефадексов для гельфильтрации. Частично гидролизованный декстран с молекулярной массой ≈ 50000-100000 используют в качестве заменителя плазмы крови ( полиглюкин )
14.4. Гетерополисахариды В животных организмах важную роль играют гетерополисахариды, состоящие из различных моносахаридных звеньев. Чаще всего они состоят из повторяющихся дисахаридных блоков (реже бывают 3-4-звенные блоки, например, в полисахаридах бактерий)
К полисахаридам соединительной ткани относят: хондроитинсульфат и гиалуроновую кислоту ( кислые мукополисахариды ). Соединительная ткань распределена по всему организму – кожа, хрящи, сухожилия, суставная жидкость, роговица глаза, стенки кровеносных сосудов
Хондроитинсульфат – содержатся в коже, хрящах, сухожилиях Хондроитинсульфаты состоят из дисахаридных блоков, связанных β-1,4- гликозидными связями. В блоке один моносахарид – D -глюкуроновая кислота, второй – D -галактозамин, связаны между собой β-1,3- гликозидными связями
Хондроитинсульфаты в свободном виде в организме не встречаются, обычно связаны с белками в виде протеогликанов
Гиалуроновая кислота построена из дисахаридных звеньев, соединенных β-1,4- гликозидными связями. В дисахаридном звене – один остаток – D -глюкуроновая кислота, второй – D -глюкозамин, ацилированный по аминогруппе. Между собой эти остатки связаны β-1,3- гликозидной связью
Гиалуроновая кислота содержится в стекловидном теле глаза, пуповине, хрящах, суставной жидкости, имеет высокую молекулярную массу ≈ 10 6. Р егулирует распределение жизненно-важных веществ в тканях
Р астворы гиалуроновой кислоты обладают высокой вязкостью, что и обеспечивает непроницаемость соединительной ткани для болезнетворных бактерий
Гепарин – состоит из остатков дисахарид, один из моносахарид – D -глюкозамин (сульфированный по N Н- и ОН(6) группе), второй – D - или L -уроновые кислоты, соединенных β-1,4- или α-1,4- гликозидными связями
Благодарим за внимание !
