Лекция 5. Биохимия углеводов. — КиберПедия 

Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...

Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...

Лекция 5. Биохимия углеводов.

2017-11-21 614
Лекция 5. Биохимия углеводов. 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Углеводы – это органические соединения, которые содержат в своем составе углерод, водород и кислород. Многие из углеводов содержат фосфор, серу и азот. Название углеводы было дано в 1840 году Шмидтом. Именно он представил формулу углевода в виде Сn Н2nОn.

Основные функции углеводов в организме.

1. Энергетическая функция (глюкоза, гликоген).

2. Структурная функция (хондроитинсерная, гиалуроновая кислоты и др. гетерогенсахариды).

3. Защитная функция. Проявляется в синтезе иммунных тел в ответ на антигены, которые поступают в организм, а также в выработке мукополисахаридов (слизь из носа). К защитной функции относится антисвертывающая функция крови, выполняет её гепарин (используется при инфарктах и инсультах для разжижения крови)

4. Осморегуляторная функция выполняется за счёт стабильной концентрации глюкозы в организме.

Классификация углеводов.

I группа

Моносахариды и их производные

Собственно моносахариды: триозы (диоксиглицерин), тетрозы (эритроза), пентозы (рибоза, дезоксирибоза, ксилоза (сахар для диабетиков)).

Производные моносахаридов: ароновые, урановые кислоты, аминосахара, гликозиды, фосфосахара. Представителями производных моносахаридов являются: гексозы (глюкоза, фруктоза, галактоза). Кроме того, к простым сахарам относятся гептозы (сетогептулоза – пептозофосфат – путь окисления углеводов), октозы, нанозы, декозы.

Глюкозе и ее изомеру фруктозе принадлежит ведущая роль в обмене веществ. В водных растворах они присутствуют в циклической и ациклической форме. Все простые сахара оптически активные соединения, то есть вследствие наличия в их структуре асимметрических атомов углерода, обладают способностью вращать плоскость поляризационного света. d-глюкоза существует в виде двух стерео изомерных форм: a - d-глюкоза, с удельным вращением в водной среде +1110 и ß -d-глюкоза, с удельным вращением +190. При стоянии растворов глюкозы устанавливается равновесие между двумя формами, благодаря чему вращение раствора меняется до равновесного состояния с удельным вращением +520 (явление мутаротации).

Все простые углеводы легко растворяются в воде, обладают сладким вкусом и могут быть обнаружены по их восстановительным свойствам.

Наряду со свободными сахарами в организмах весьма распространены фосфорнокислые эфиры простых сахаров. Среди производных простых сахаров определенное место принадлежит продуктам их окисления – глюкуроновой и галактуроновой кислотам. Продуктами восстановления простых сахаров являются шестиатомные спирты: d-сорбит и d-маннит.

II группа

Олигосахариды

В состав олигосахаридов входят соединения содержащие число моносахаридов от 2 до 10. Большое значение в обмене растительных организмов и как пищевые вещества для животных имеют дисахариды. Наиболее распространенный дисахарид в растениях – сахароза (свекловичный сахар, тростниковый сахар). Сахароза построена из глюкозы и фруктозы, соединенных между собой глюкозидной связью. Дисахарид лактоза или молочный сахар – основной углевод молока – синтезируется в молочных железах животных. Лактоза в своем составе содержит глюкозу и галактозу. Некоторое значение как продукт питания и промежуточный продукт распада крахмала имеет дисахарид мальтоза (виноградный сахар) построенный из двух молекул глюкозы. Все дисахариды легко растворимы в воде (несколько хуже растворим молочный сахар), хорошо кристаллизуются, имеют сладкий вкус (особенно сахароза, менее – лактоза), хорошо усваиваются организмами.

III группа

Полисахариды

Гомополисахариды: крахмал, гликоген, целлюлоза (клетчатка), инсулин (сахарид земельной группы). В растениях, в результате фотосинтеза, образуются два наиболее распространенных полисахарида: крахмал и клетчатка.

Крахмал накапливается в качестве запасного питательного вещества в виде аморфных глыбок, различных по форме, у разных растений в зеленых листьях, в зерне, картофеле, плодах и овощах. Содержание крахмала в зернах пшеницы, кукурузы, риса достигает 70-80%. В клубнях картофеля 12-14%. Природный крахмал представляет собой систему из двух полимеров глюкозы – амилоза и амилопектин. Амилоза растворяется в воде с йодом и дает синее окрашивание. Реакция с йодом часто используется для открытия крахмала. Эта реакция очень чувствительна и позволяет обнаружить частичные следы крахмала. Амилопектин – полимер глюкозы, плохо растворим в воде, и придает полученным при нагревании коллоидным растворам крахмала способность застывать при охлаждении в студень или гель.

Клетчатка или целлюлоза – распространенный полисахарид стенок растительных клеток. Это линейный полимер глюкозы, с высокой степенью полимеризации. Нитевидные молекулы клетчатки соединены в прочные устойчивые волокна. В состав клетчатки входит a и ß -глюкоза. Ассоциация нитевидных молекул клетчатки обуславливает большую прочность ее волокон. Они не растворимы в воде, кислотах и слабых щелочах. В качестве запасного питательного вещества гликоген в значительных количествах откладывается в печени и мышечной ткани. Он имеет компактное строение, образует сферические глобулы, которые обуславливают его хорошую растворимость в воде с образованием маловязких коллоидных растворов. Молекулярный вес гликогена может варьировать в широких пределах от 400 тысяч до 4 миллионов. С йодом гликоген дает красно-фиолетовое окрашивание.

Гетерополисахариды: гепарин, гиалуроновая кислота, хондроитинсульфат.

Гепарин – низкомолекулярный смешанный полимер глюкозамина и глюкуроновой кислоты. Для него характерно наличие эфирно-связанной серной кислоты. Гепарин, присутствуя почти во всех тканях животного организма в небольших количествах, выполняет ответственные функции регулятора вязкости живой плазмы. В организме он образуется в базофилах, в тучных клетках соединительной ткани, в легких, в печени и мышцах. Он является одной из противосвертывающих систем крови, предотвращает образование тромбопластина, тромбина и фибрина. Поэтому применяется как стабилизатор при хранении крови и как лечебное средство в борьбе с тромбозами.

Гиалуроновая кислота – смешанный полимер, построенный из ацетилированного глюкозамина и глюкуроновой кислоты. Эта кислота дает очень вязкие растворы, имеет большой молекулярный вес. Она входит в состав соединительной ткани кожи, стенок капилляров, стекловидного тела и роговицы глаза. Богаты ею пупочные канатики, из которых ее легче, чем из других тканей получить в изолированном виде. Проницаемость тканей в значительной мере зависит от степени полимерности присутствующей в них гиалуроновой кислоты.

Хондроитинсульфат – смешанный полимер, построенный из аминосахаров и глюкуроновой кислоты. Он участвует в построение соединительной и хрящевой тканях животных. Близкие к ним по строению вещества присутствуют в слизях животного и растительного происхождения.

Пектиновые вещества – комплексные полисахариды, весьма распространенные в растительном мире, входят в состав многих фруктов. Состоят из галактозы, арабинозы, метилированной галактуроновой кислоты. В присутствии сахара и кислоты пектины образуют желеобразные студни, что позволяет их широко использовать в кондитерской промышленности для приготовления желе, джема, пастилы, мармелада и т.д.

 

Лекция 6. Биохимия липидов.

Биологическое значение и свойства липидов.

К липидам относятся органические вещества, извлекаемые из тканей растительных и животных организмов органическими растворителями (эфир, хлороформ, бензол, ацетон, четырёххлористый углерод, который наиболее ядовит и др.). Эти вещества совсем не имеют или имеют мало гидрофильных групп (ОН, СООН, NН2). И в то же время богаты гидрофобными группами (эфирные группы). Это и делает их нерастворимыми или плохо растворимыми в воде и хорошо растворимыми в неводных растворителях. В живом организме, именно в силу этих свойств, они часто играют роль второй, неводной фазы в тонком строении тканей и клеток организма. Липиды имеют важное биологическое значение. Они способны аккумулировать энергию, защищать от ушибов мягкие ткани. Они входят в состав клеточных мембран и нервной ткани. До сих пор не существует четкой классификации липидов. Одна из наиболее употребляемых классификаций делит их на нейтральные жиры и липоиды.

Липиды бывают: простые и сложные. Простые – жиры и воски. Жиры – это триглицериды и др. нейтральные жиры. Сложные – это фосфолипиды, липопротеиды, гликопротеиды, стероиды, холестерин. Фосфолипиды – глицерофосфолипиды и сфинголипиды. Гликопротеиды – это цереброзиды, сульфатиды, ганглиозиды. Глицерофосфолипиды – фосфотидилхолины, фосфотидилэтаноламины, фосфотидилсерины, фосфотидилглиозиды, плазмологены.

Нейтральные жиры относятся к простым липидам и находятся в организме в форме протоплазматического жира или запасного (резервного) жира. Нейтральные жиры являются сложными эфирами трёхатомного спирта, глицерина и высших жирных кислот. Свойства этих соединений определяются свойствами жирных кислот входящих в состав жиров. Жирные кислоты триглицеридов могут быть насыщенными и ненасыщенными. Наиболее важными жирными кислотами, чаще входящими в состав жиров являются пальмитиновая, стеариновая и олеиновая аминокислоты. Из этих кислот первые две имеют полностью насыщенные связи. Поэтому жиры, содержащие в своей основе пальмитиновую, стеариновую кислоты будут иметь высокую температуру плавления.

Животные жиры, обычно содержат насыщенные жирные кислоты, поэтому при комнатной температуре они твердые (например, в сале в большом количестве присутствуют пальметиновая и стеариновая кислоты). Кроме того, жирные кислоты могут иметь двойные связи, тройные связи и сопряженные двойные связи. Наличие таких связей существенно влияет на физико-химические свойства жиров. Чем больше двойных связей будут иметь жирные кислоты, тем ниже будет температура плавления жиров. Жиры, в состав которых входят, ненасыщенны кислоты, при комнатной температуре жидкие (растительное масло содержит в своем составе большое количество олеиновой кислоты).

Воски – это сложные эфиры жирных кислот и 12 атомных спиртов. Воски могут входить в состав жира покрывающего кожу, шерсть, перья. Наиболее распространены карнаубский и льняной воски, выделенные из растений, ланолин и пчелиный воск – животного происхождения. Воски в химическом отношении сравнительно инертные вещества, мало изменяются при хранении. Покрытие из воска не пропускает влаги. Многие растения образуют восковые налеты на листья, плодах для предохранения их от потери влаги, защиты от инфекций. Воски находят широкое применение в медицине, парфюмерии и технике.

Сложные липиды делятся на несколько классов.

Глицерофосфолипиды – содержатся в печени, головном мозге, легких. Сфинголипиды - эти соединения имеют сложную структуру и входят в состав мембран клеток нервной ткани, ткани печени, почек.

Цереброзиды входят в состав головного мозга, в большом количестве содержатся в миелиновых оболочках. Характеризуется присутствием в молекуле сахара галактозы, ненасыщенного аминоспирта- сфингозина и высшей жирной кислоты. Цереброзиды благодаря наличию гидратированной молекулы сахара, обладают гидрофобными и гидрофильными свойствами.

Ганглиозиды находятся преимущественно в сером веществе мозга и сосредоточены в глиальных клетках.

Липопротеиды – в их составе переносится жир в крови.

Стероиды – входят в состав мужских и женских половых гормонов, провитамина D, солей желчных кислот, холестерина.

Холестерин содержится во всех тканях животного организма. Его много в мозговом веществе, стенках сосудов, в крови. Он выводит яды из организма, входит в состав нервной ткани. Из него образуются стероидные гормоны, желчные кислоты, витамин D. Холестерин не растворим в воде, но легко в ней набухает и дает эмульсии. При разбавлении водой спиртовых растворов он может быть получен в кристаллическом виде.


Поделиться с друзьями:

История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...

Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...

Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...

Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.024 с.