АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

УГЛЕВОДЫ. Углеводы могут быть продуктами метаболизма, резервным и структурным материалом

Углеводы могут быть продуктами метаболизма, резервным и структурным материалом.

2.4.1 Моносахариды

Их формула – C_nH_2nO_n – C_n(H₂O)_n. К наиболее распространенным моносахаридам относятся гексозы (n = 6) и пентозы (n = 5) (рис. 2.10). В обмене веществ участвуют также триозы (n = 3) тетрозы (n = 4) и гептозы (n = 7). Глюкоза (виноградный сахар) и фруктоза (плодовый сахар) являются резервными веществами, а рибоза и дезоксирибоза – структурными элементами нуклеиновых кислот.

Рис. 2.10 – Моносахариды. Вверху: глюкоза, манноза, галактоза, фруктоза. В середине: арабиноза, ксилоза, рибоза, дезоксирибоза, рибулоза. Внизу: кольцевые формулы

В метаболизме моносахариды участвуют главным образом в форме фосфатов. Соединения сахаров с нуклеотидами, например UDP-глюкоза (уридиндифосфат-глюкоза), служат донорами моносахаридов для биосинтеза гликозидов (соединений, содержащих сахара), а также ди- и полисахаридов.

2.4.2 Дисахариды

В дисахаридах гликозидной связью с выделением воды связываются два моносахарида (рис. 2.11). В мальтозе (солодовом сахаре) первый углеродный атом одной молекулы a-глюкозы через кислород связан с четвертым углеродным атомом другой (1,4-связь). Лактоза (молочный сахар, содержится в молоке, с 1,4-связью) и сахароза (сахар, получаемый из сахарного тростника или свеклы, с 1,2-связью) служат резервным материалом.

Рис. 2.11 – Эфиры сахаров и дисахариды. Слева: глюкозо-1 -фосфат; справа: дисахариды мальтоза (a-глюкозил-a-глюкоза), сахароза (a-глюкозил-(β-фруктоза), лактоза (β-галактозил-a-глюкоза)

2.4.3 Полисахариды

В молекулах полисахаридов гликозидной связью соединены до 5-10⁵ моносахаридных остатков. Резервные вещества крахмал (амилоза и амилопектин) у растений и гликоген у животных и грибов представляют собой a-глюканы, т. е. полимеры a-глюкозы. Амилоза состоит из 300–1000 глюкозных остатков, соединенных 1,4-связями. Ее молекула имеет форму спиральной цепочки и содержит около 6 остатков глюкозы на виток. Молекула амилопектина (500–1500 остатков глюкозы) разветвляется через каждые 8–10 остатков благодаря дополнительной 1,5-связи. Молекула гликогена (5000 –500 000 остатков глюкозы) разветвлена еще сильнее (ответвления через каждые 3–5 остатков) (рис. 2.12).

А
Б
В
Г	Д

Рис. 2.12 – Крахмал и целлюлоза. А. Моносахариды (вертикальные штрихи – гидроксильные группы). Б. Дисахариды. В. Полисахариды; для каждого остатка глюкозы обозначена только ось молекулы и положение группы СН₂ОН (С-6). Г. Модели молекул различных видов крахмала; глюкозные остатки обозначены кружками, спиральная структура не отображена. Д. Места разветвления в молекуле амилопектина или гликогена

Целлюлоза, гемицеллюлоза и протопектин служат опорными материалами у растений, а хитин – у грибов и многих животных. Целлюлоза (b-глюкан) образует длинные молекулы из 500–36 000 глюкозных остатков с 1,4-связями (рис. 2.12). Гемицеллюлозы – это водонерастворимые полимеры различных сахаров, например ксилозы, маннозы и глюкозы. Пектиновые вещества – водорастворимые полимеры, например арабинаны (из арабинозы), галактаны (из галактозы), пектиновая кислота (из галактуроновой кислоты). Нерастворимая в воде гигантская молекула протопектина состоит из пектиновой кислоты и других пектиновых веществ. Хитин – полимер N-ацетилглюкозамина. Муреин – полимер N-ацетилглюкозамина и мурамовой кислоты.

ЛИПИДЫ

Липидами называют жироподобные вещества (жиры, фосфолипиды, гликолипиды, стероиды), принадлежащие к различным классам органических веществ, объединенным одним общим свойством – нерастворимостью в воде.

2.5.1 Жиры (триглицериды)

Жиры служат запасными веществами. Они представляют собой триэфиры спирта глицерина с насыщенными и ненасыщенными жирными кислотами (рис. 2.13), главным образом с теми, которые содержат 16 или 18 атомов углерода (с пальмитиновой, стеариновой, олеиновой, линолевой, линоленовой кислотами):

(Гл – глицерин, ЖК – жирная кислота). Чем выше содержание ненасыщенных жирных кислот, тем ниже температура плавления жира.

А	Б	В

Рис. 2.13 – Строение жирных кислот. А. Стеариновая кислота - насыщенная жирная кислота (слева направо: структурная формула, углеводородный скелет и пространственная модель); Б. Олеиновая кислота - ненасыщенная жирная кислота (слева направо: структурная формула, углеводородный скелет и пространственная модель)

2.5.2 Фосфо- и гликолипиды

Это структурные элементы биологических мембран. Они отличаются от триглицеридов тем, что некоторые компоненты их заменены иными веществами.

Фосфолипиды (фосфатиды) содержат фосфат. Глицеринсодержащие глицерофосфатиды имеют общую формулу:

В лецитинеR – холин, в кефалинах R представляет собой коламин (НОСН₂ – СН₂ – NH₂) или серин, в других случаях R – инозитолили глицерин.

Сфингофосфатиды (сфингомиелины) вместо глицерина содержат аминоспирт сфингозин, сфингамин или фитосфингозин.

Гликолипиды содержат в молекуле сахар. Таковы, например, моно-(1) и дигалактозилглицерид (2) в мембранах хлоропластов и цереброзид (3) в головном мозгу (с галактозой или глюкозой).

Фосфо- и гликолипиды – амфипатические молекулы с гидрофобными (углеводородные остатки жирных кислот и сфингозина) и гидрофильными частями (фосфат, холин и т. п., сахар). Те и другие части направлены в противоположные стороны (конформация). Такая структура имеет большое значение для построения биологических мембран.

2.5.3 Стероиды

Стероиды это липиды с совершенно иной структурой, в основе которой лежит система из четырех колец (рис. 2.14).

Рис. 2.14 – Структурная формула стероидов

У различных стероидов к основному скелету из четырех колец присоединены различные боковые группы. К стероидам относится ряд гормонов (кортизон и различные половые гормоны), компоненты клеточных мембран (холестерол).

ГЛАВА 3

Дата добавления: 2014-09-29 | Просмотры: 2127 | Нарушение авторских прав