Классификация углеводов - Реферат

Углеводы - важный класс природных веществ - встречаются повсеместно в растительных, животных и бактериальных организмах. В растениях они составляют 80-90% из расчета на сухое вещество; в животном организме на их долю приходится 2% массы тела. Углеводы включают соединения, начиная от низкомолекулярных, содержащих всего несколько атомов углерода, до веществ, молекулярная масса которых достигает нескольких миллионов. Их делят на три класса в зависимости от числа остатков сахаров: моносахариды, олигосахариды и полисахариды.Для большинства организмов природные углеводы выполняют две основные функции: являются источником углерода, который необходим для синтеза белков, нуклеиновых кислот, липидов и др.; При окислении 1 г углеводов выделяется =16,9 КДЖ энергии. Крахмал и гликоген представляют собой форму хранения питательных веществ, выполняя функцию временного депо глюкозы.по наличию других групп, кроме карбонильной и гидроксильной: - нейтральные сахара, содержащие только карбонильную и гадроксильную группы; Первая группа характеризуется наличием в составе молекулы только одного вида моносахарида; для второй группы характерно наличие двух или более типов мономерных звеньев. Все моносахариды, которые теоретически могут быть получены из D-глицеринового альдегида путем последовательного удлинения его цепи со стороны альдегидной группы, называют D-сахарами, независимо от конфигураций остальных атомов углерода, а полученные таким же способом из L-глицеринового альдегида-L-сахарами: D( )-глюкоза L(-)-глюкоза D(-)-фруктоза L( )-фруктоза Карбонильные группы моносахаридов с длиной цепи п = 5 и более могут вступать во взаимодействие со спиртовыми группами с образованием циклической полуацетали, или полукетали, которые называются соответственно фуранозными или пиранозными по аналогии с известными соединениями фураном или пираном: При этом в молекуле пентоз или гексоз появляется еще один хиральный центр и новая пара изомеров-?-и ?-аномеры, отличающиеся расположением гидроксильной группы при полуацетальном атоме углерода относительно плоскости кольца: у ?-аномера гидроксильная и СН2ОН-группы находятся по разные плоскости кольца, а у ?-аномера - по одну его сторону. Продуктами окисления D-глюкозы являются D-глюкаровая, или сахарная, кислота, а D-галактозы - D-галактаровая, или слизевая; большого биологического значения кислоты этого класса не имеют.Основным катаболическим процессом деструкции глюкозы в клетках животных и человека является последовательность ряда реакций ее окисления, в результате которых в анаэробных условиях глюкоза превращается в лакгат, а в аэробных - в конечные продукты: СО2 и воду. Гликолиз - это последовательность ферментативных реакций, в процессе которых в аэробных условиях глюкоза расщепляется до двух молекул пирувата ("аэробный гликолиз), а в анаэробных - до двух молекул лактата (анаэробный гликолиз). Анаэробный гликолиз проходит в два этапа: Первый этап - подготовительный, или этап активации глюкозы, который включает три реакции. Второй этап - генерация АТФ, в котором энергия окислительных ре акций трансформируется в химическую энергию АТФ по механизму реакции субстратного фосфорилирования. Процесс гликолиза протекает в цитозоле клетки, катализируется одиннадцатью ферментами, большинство из которых выделено в высокоочищенном состоянии из различных источников и хорошо изучено.Гликолиз лежит в основе ряда процессов брожения, т. е. катаболических превращений углеводов микроорганизмами в анаэробных условиях. Обратимая реакция восстановления пирувата до лактата (молочной кислоты) происходит в анаэробных условиях при участии фермента лактатдегидрогеназы и кофермента НАДН • Н : углевод моносахарид гликолиз глюкоза лактатдегидрогеназа НАД Гликолиз в эритроцитах даже в аэробных условиях всегда завершается образованием лактата, поскольку в них отсутствуют митохондрии, содержащие ферменты аэробного окисления пирувата. В этом процессе до образования пирувата реакции идут по механизму гликолиза, превращение которого в продукты спиртового брожения включает две реакции.Они делятся на моносахариды, или сахара (один альдегидный или кетонный остаток); олигосахариды (несколько моносахаридных остатков) и полисахариды - крупные линейные или разветвленные молекулы, содержащие большое число моносахаридных остатков. Моносахариды, или простые сахара, имеют одну альдегидную или кетонную группу. Простые сахара, содержащие пять или более атомов углерода, могут существовать в виде замкнутых циклических полуацеталей-фураноз (пятичленные кольца) или пираноз (шестичленные кольца). Сахара, способные восстанавливать окислители, называются восстанавливающими (редуцирующими) сахарами.

Содержание

Введение

1. Функции углеводов

2. Классификация углеводов

2.1 Моносахариды

2.2 Олигосахариды

2.3 Полисахариды (гликаны)

3. Гликолиз - центральный путь катаболизма глюкозы

4. Брожение, связь с гликолизом

Заключение

Литература

Углеводы - важный класс природных веществ - встречаются повсеместно в растительных, животных и бактериальных организмах.

В биосфере на долю углеводов приходится больше, чем всех других органических соединений вместе взятых. В растениях они составляют 80-90% из расчета на сухое вещество; в животном организме на их долю приходится 2% массы тела. Однако значение углеводов велико для всех видов живых организмов.

Углеводы включают соединения, начиная от низкомолекулярных, содержащих всего несколько атомов углерода, до веществ, молекулярная масса которых достигает нескольких миллионов. Их делят на три класса в зависимости от числа остатков сахаров: моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Моносахариды, или простые сахара, содержат только одну структурную единицу. Моносахариды - это полигидроксиальдегиды или полигидроксикетоны.

Олигосахариды состоят из нескольких (от 2 до 10) остатков моносахаридов, соединенных D-гликозидными связями.

Полисахариды являются высокомолекулярными веществами, состоящими из остатков моносахаридов, соединенных D-гликозидными связями, со степенью полимеризации выше 10.

Углеводы - полигидроксиальдегиды или кетоны с эмпирической формулой (СН2О)n. Они делятся на моносахариды, или сахара (один альдегидный или кетонный остаток); олигосахариды (несколько моносахаридных остатков) и полисахариды - крупные линейные или разветвленные молекулы, содержащие большое число моносахаридных остатков. Моносахариды, или простые сахара, имеют одну альдегидную или кетонную группу. Они содержат, по крайней мере, один асимметрический атом углерода и потому могут существовать в виде разных стереоизомеров. Наиболее распространенные в природе сахара, такие, как рибоза, глюкоза, фруктоза и манноза, относятся к D-ряду. Простые сахара, содержащие пять или более атомов углерода, могут существовать в виде замкнутых циклических полуацеталей-фураноз (пятичленные кольца) или пираноз (шестичленные кольца). Фуранозы и пиранозы встречаются в виде аномерных ?-и ?-форм, которые в процессе мутаротации могут превращаться друг в друга. Сахара, способные восстанавливать окислители, называются восстанавливающими (редуцирующими) сахарами.

Дисахариды состоят из двух моносахаридов, связанных друг с другом ковалентной связью. Мальтоза содержит два остатка D-глюкозы, связанных друг с другом

(1->4)-гликозидной связью. Лактоза образована из D-галактозы и D-глюкозы. Сахароза, которая не относится к категории восстанавливающих сахаров, состоит из остатков D-глюкозы и D-фруктозы, соединенных друг с другом через аномерные атомы углерода.

Полисахариды (гликаны) содержат большое число моносахаридных остатков, связанных друг с другом гликозидными связями. Некоторые из них играют роль резервных углеводов. Наиболее важными резервными полисахаридами являются крахмал и гликоген-высокомолекулярные разветвленные полимеры. Ряд полисахаридов функционирует в качестве структурных элементов клеточных стенок. Клеточные стенки растений имеют прочный жесткий каркас, образованный из волокон целлюлозы и других полимерных веществ. Целлюлоза устойчива к воздействию ? -и ?-амилаз, и потому позвоночные не могут переваривать клетчатку. Исключение составляют жвачные животные, в желудке которых имеются бактерии, секретирующие целлюлазу, под действием которой целлюлоза расщепляется на остатки D-глюкозы. Клетки животных окружены нежной гибкой внешней оболочкой (гликокаликсом), в состав которой входят олигосахаридные цепи, связанные с липидами и белками. В соединительной ткани животных содержатся различные гликозаминогликаны, состоящие из чередующихся остатков сахаров, один из которых имеет кислотную группу.

1. Комов В.П. Биохимия: учебник для ВУЗОВ.- Дрофа, 2004.- 638 с.

2. Ленинджер А. Основы биохимии /в 3-х томах/ - М.: Мир, 1985

3. Филиппович Ю.Б. Основы биохимии: Учеб. для студ. хим. и биол. спец. пед. ин-тов.- 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш. шк., 1985. - 503 с.

1. Размещено на .ru