Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Биохимия сельскохозяйственной продукции: учеб.

1.1. МОНОСАХАРИДЫ

К группе моносахаридов относят многоатомные спирты, имеющие в составе альдегидную (R-CHO) или кетонную (R-C=0) группу, которые подразделяются соответственно на альдозы (рис. 1.1) и кетозы (рис. 1.2). Большинство моносахаридов имеют эмпирическую формулу (CH,0)(J (где п > 3). В зависимости от количества в структуре углеродных атомов они делятся на тетрозы (С4), пентозы (С5), гексозы (С6) и т. д. Альдозы, в составе которых 4...7 атомов углерода, имеют 2...5 хиральных атомов углерода и поэтому могут быть представлены в виде нескольких оптически активных стереоизомеров. Количество стереоизомеров можно рассчитать по формуле 2" (п — число хиральных атомов углерода).

Все моносахариды существуют в виде двух энантиомерных форм (D- и L-формы), принадлежность к которым определяют по расположению ОН-групп у последнего хирального атома углерода, максимально удаленного от атома углерода карбонильной группы. При этом, если ОН-группа располагается при записи справа от углеродной цепи, то моносахарид относится к D-ряду, если же слева — к L-ряду. В растительных организмах встречаются как D-формы, так и L-формы моносахаридов.

Наличие в составе моносахаридов подвижной углеродной цепи карбонильной и гидроксильных групп обуславливает их взаимодействие с образованием циклов фурана или пирана.

Основные представители альдоз

Рис. 1.1. Основные представители альдоз

Таким образом, в результате внутримолекулярной реакции происходит образование полуацеталя или ацеталя. Так, например, D-глюкопираноза образуется при взаимодействии свободной гидроксильной группы при пятом атоме углерода с первым карбонильным углеродным атомом (С-1), который в результате становится асимметричным, способствующим существованию двух стереоизомеров (а- и p-формы). При этом a-D-глюко- пираноза и р-D-глюкопираноза называются аномерами, а атом углерода С-1 — аномерным углеродом. Каждая гексоза способна присутствовать

Основные представители кетоз в растворе в виде четырех циклических форм (а- и p-фураноза и а- и р- пираноза), которые находятся в динамическом равновесии с ациклической формой (рис. 1.3)

Рис. 1.2. Основные представители кетоз в растворе в виде четырех циклических форм (а- и p-фураноза и а- и р- пираноза), которые находятся в динамическом равновесии с ациклической формой (рис. 1.3).

Различные формы D-глюкозы в водном растворе

Рис. 1.3. Различные формы D-глюкозы в водном растворе

Обычно при написании циклических форм углеводов пользуются проекционными формулами, предложенными Хеуорсом (атомы углерода в цикле не пишутся, край кольца, расположенный ближе к читателю, отмечается жирной линией). При этом в действительности шестичленное пиранозное кольцо не является плоским и вследствие изгибов его плоскости возникают большое число конфигураций, однако стабильными из них являются восемь: 2 типа кресла и 6 типов лодки (ванны).

Форма «кресла» обладает значительно более устойчивой конформацией, тогда как форма «лодки» более подвижна, что обуславливает существование большего числа вариантов. Кроме того, фуранозный цикл может находиться в твист-форме (скрученной ванны), когда три атома располагаются в одной плоскости, а два выступают из нее.

Гтикозиды. Образующийся при формировании циклической формы моносахарида гидроксил обладает более высокой химической активностью, чем остальные гидроксильные группы. Участие гликозидного гидроксила в химических реакциях сопровождается замещением его атома водорода на какие-либо радикалы; в результате получаются соединения, называемые гликозидами, тогда как присоединенный радикал — агликоном. Стикозиды относятся к группе биологически активных соединений, регулирующих обменные процессы в организме растений и животных. При реакции метилового спирта с глюкозой образуется метил - р - D - гл юко п и ранозид:

При действии уксусной кислоты на p-D-глюкопиранозу образуется ацетил-р-Р-глюкопиранозид:

Таким образом, в реакциях ацетилирования и метилирования могут участвовать различные моносахариды. Реакции, протекающие в присутствии спиртов, фенолов или карбоновых кислот, сопровождаются образованием О-гликозидов, так как в образовании связи участвует кислород. Однако существует группа гликозидов, у которых гликозидная связь осуществляется через азот; такие соединения относятся к классу N-гли- козидов. Они регулируют процессы расщепления нуклеиновых кислот, нуклеопротеинов, АТФ, НАД, НАДО и др.

Аминосахариды. К производным аминосахаридов относятся моносахариды, у которых одна из гидроксильных групп замещена NH.-группой. Наиболее распространенными аминосахаридами являются 2-амино-D- глюкоза (D-глюкозамин) и 2-амино-D-галактоза (D-галактозамин).

Гексозамины входят в состав некоторых гликопротеинов, гликолипидов и гликозаминогликанов, содержащихся в различных слизях.

Фосфосахариды. К фосфорнокислым эфирам углеводов относятся моносахариды, этерифицированные фосфорной кислотой; они в основном являются промежуточными продуктами основных метаболических процессов, протекающих при участии углеводов. Среди них следует выделить 3-фосфоглицериновый альдегид, глюкозо-6-фосфат, глюкозо-1-фосфат, фруктозо-6-фосфат, фруктозо-1,6-дифосфат, рибозо-5-фосфат. фруктозо-

2,6-дифосфат и др.

Окисленные формы моносахаридов. Продуктами окисления D-глюкозы могут быть различные соединения (рис. 1.4). Так, если в реакции окисления участвует атом углерода, расположенный в первом положении, то образуется D-глюконовая кислота. Окисление гидроксильной группы при

Продукты окисления D-глюкозы

Рис. 1.4. Продукты окисления D-глюкозы

шестом углеродном атоме обусловливает образование D-глюкуроновой кислоты. Однако если окисление протекает при первом и шестом атомах углерода, образуется двухкарбоновая D-сахарная кислота.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы