Загальна характеристика дисахаридів. Будова, класифікація та медико-біологічне значення.

Ацилювання

Доведення наявності альдегідної групи в моносахаридах.

відновлення моносахаридами купрум(ІІ) гідроксиду в присутності лугу (проба Троммера). В лужному середовищі при нагріванні моносахариди відновлюють купрум(ІІ) гідроксид в купрум(І) оксид. При нагріванні спочатку синє забарвлення змінюється на зелене, а потім знебарвлюється. Одночасно з’являється жовтий осад купрум(І) гідроксиду, який перетворюється на червоно-оранжевий осад купрум(І) оксиду. Аналогічно проходить реакція з мальтозою.

Взаємодія моносахаридів з амоніачним розчином аргентум оксиду (реакція “срібного дзеркала”).

На стінках пробірки осаджується вільне срібло у вигляді дзеркального нальоту або сірого осаду.

якісна реакція на фруктозу з дифеніламіном. Фруктоза забарвлюється в інтенсивний синій колір унаслідок утворення похідного фурану такої будови:

 

Складні вуглеводи

Олігосахариди - молекули яких містять від 2 до 10 залишків моносахаридів, які сполучені глікозидними зв’язком. Розрізняють дисахариди, три…

 

трегалозного типу зв'язку, або до невідновних дицукридів

Відновні

Не відновні

За участю циклічних форм мальтоза, аналогічно моносахаридам, утворює прості і складні ефіри за участю всіх гідроксильних груп:

Загальна характеристика дисахаридів. Будова, класифікація та медико-біологічне значення.

Дисахариди, вуглеводи, молекули яких складаються з двох залишків моносахаридів. Дисахариди при гідролізі утворюють два однакових або різних моносахариди. Для встановлення будови дисахаридів необхідно знати: з яких моносахаридів він побудований, яка конфігурація аномерних центрів у цих моносахаридів (α-або β-), які розміри циклу (фураноза або піраноза) і за участю яких гідроксилів пов'язані дві молекули моносахариду.

 

 

Полісахариди

Полісахариди - це природні високомолекулярні вуглеводи, макромолекули яких складаються іззалишків моносахаридів.
Загальна характеристика полісахаридів. Будова, класифікація та медико-біологічне значення.

Полісахариди, високомолекулярні сполуки з класу вуглеводів; складаються із залишків моносахаридів, пов'язаних глікозидними зв'язками. Молекулярні маси полісахаридів лежать в межах від декількох тис. до декількох млн. і можуть бути визначені лише орієнтовно.

Хімічна класифікація полісахаридів. заснована на будові складових їх моносахаридів - гексоз (глюкоза, галактоза, маноза) і пентоз (арабіноза, ксилоза), а також аміноцукрів (глюкозамін, галактозамін).

До гідроксильних (-ОН) і аміногрупи (-NH2;) моносахаридів в молекулах природних полісахаридів. можуть бути приєднані залишки кислот (оцтової, піровиноградної, молочної, фосфорної, сірчаної) або спиртів (зазвичай метилового). Гомополісахариди побудовані із залишків тільки одного моносахариду, гетерополісахариди - із залишків двох і більше різних моносахаридів. Багато поширені полісахариди носять давно вкорінені назва: целюлоза, крохмаль, хітин, пектинові речовини та ін

Полісахариди, на відміну від ін класів біополімерів, можуть існувати як у вигляді лінійних так і розгалужених структур. До лінійним полісахаридів відносяться целюлоза, до розгалужених - крохмаль, глікоген.

Крохмаль складається із залишків a-глюкози, а целюлоза – з b-глюкози, які є просторовими ізомерами й відрізняються лише положенням однієї гідроксильної групи (виділена кольорами):

Крохмаль є сумішшю двох полісахаридів, побудованих з альфа D-глюкопіранозних ланок: амілози (10-20%) і амілопектину (80-90%). Крохмаль утворюється в рослинах при фотосинтезі і відкладається у вигляді "резервного" вуглеводу в коренях, бульбах і насінні. Споріднену роль у тваринному світі виконує полісахарид глікоген, "запасаються", в основному, в печінці.

Крохмаль - це білий порошок, що складається з дрібних зерен, не розчинний у холодній воді. При обробці крохмалю теплою водою вдається виділити дві фракції: фракцію, розчинну в теплій воді і складається з полісахариду амілози, і фракцію, лише набухає в теплій воді з утворенням клейстеру і складається з полісахариду амілопектину.

Амілоза має лінійну будову, α,D-глюкопіранозні залишки зв'язані α-1,4-глікозидними зв'язками. Елементна ланка амілози (і крохмалю взагалі) представляється наступним чином:

Молекула амілопектину побудована таким же чином, але має в ланцюзі розгалуження, що створює просторову структуру. У точках розгалуження залишки моносахаридів пов'язані α-1,6-глікозидними зв'язками. Між точками розгалуження розташовуються 20-25 глюкозних залишків.

Крохмаль легко піддається гідролізу: при нагріванні в присутності сірчаної кислоти утворюється глюкоза.

(C₆H₁₀O₅)_n(крахмал) + nH₂O →^H2SO4 nC₆H₁₂O₆(глюкоза)

Залежно від умов проведення реакції гідроліз може здійснюватися ступінчасто з утворенням проміжних продуктів.

(C₆H₁₀O₅)_n(крахмал)→(C₆H₁₀O₅)_m(декстрини(m<n))→xC₁₂H₂₂O₁₁(мальтоза)→ nC₆H₁₂O₆(глюкоза)

Якісною реакцією на крохмаль є його взаємодія з йодом - спостерігається інтенсивне синє забарвлення. Таке забарвлення з'являється, якщо на зріз картоплі або скибочка білого хліба помістити краплю розчину йоду. Крохмаль не вступає в реакцію "срібного дзеркала".

 

Целюлоза (клітковина) – найбільш поширений рослинний полісахарид. Вона володіє великою механічною міцністю і виконує роль опорного матеріалу рослин. Деревина містить 50-70% целюлози, бавовна представляє собою майже чисту целюлозу.

Як і у крохмалю, структурною одиницею целюлози є D-глюкопіраноза, ланки якої пов'язані β-1,4-глікозидними зв'язками. Однак, від крохмалю целюлоза відрізняється β- конфігурацією глікозидних зв'язків між циклами і суворо лінійним будовою.

 

Целюлоза складається з ниткоподібних молекул, які водневими зв'язками гідроксильних груп усередині ланцюга, а також між сусідніми ланцюгами зібрані впучки. Саме така упаковка ланцюгів забезпечує високу механічну міцність, волокнистість, нерозчинність у воді і хімічну інертність, що робить целюлозу ідеальнимматеріалом для побудови клітинних стінок.

Глікозидний зв'язок не руйнується травними ферментами людини, тому целюлоза не може служити йому їжею, хоча в певній кількості є необхідним для нормального харчування баластовим речовиною. У шлунках жуйних тварин є ферменти, що розщеплюють целюлозу, тому такі тварини використовують клітковину як компонент їжі.

Як і крохмаль, целюлоза при кислотному гідролізі дає глюкозу.

 

Целюлоза - багатоатомний спирт, на елементну клітинку полімеру припадають три гідроксильних групи. У зв'язку з цим, для целюлози характерні реакції етерифікації (утворення складних ефірів). Найбільше практичне значення мають реакції з азотною кислотою і оцтовим ангідридом.

При взаємодії целюлози з оцтовим ангідридом в присутності оцтової та сірчаної кислот утворюється триацетилцеллюлоза. Целюлоза не дає реакції "срібного дзеркала".

Глікоген – тваринний крохмаль (C₆H₁₀O₅) _n, основний запасаючий вуглевод тварин і людини, зустрічається також у деяких бактерій, дріжджів та грибів. Особливо велике його вміст у печінці (3-5%) і м'язах (0,4-2%). Глікоген- гомополісахарид, побудований з 6-20 тис. і більше залишків α-D-глюкози. Молекула глікогену має розгалужену будову; середня довжина нерозгалуженого ланцюга 10-14 залишків глюкози. Молярна маса 10⁵-10⁷. Глікоген в організмі розщеплюється двома способами. У процесі травлення під дією амілаз відбувається гидролитичне розщеплення глікогену, що міститься в їжі. Процес починається в ротовій порожнині і закінчується в тонкому кишечнику (при рН 7-8) з утворенням декстринів, потім мальтози і глюкози. У кров надходить глюкоза, надлишок якої включається в синтез глікогену. і в такому вигляді відкладається в тканинах.

Глікозиди - продукти конденсації циклічних форм вуглеводів (моно- або олігосахаридів) та компонента невуглеводної природи (аглікону), яким можуть бутистероїди, феноли або алкалоїди. Специфічна дія глікозиду зумовлена типом аглікону. Це здебільшого кристалічні сполуки, майже завжди гіркі на смак, мають специфіч. запах. Особливо багаті на глікозиди рослини, але виявлені вони і в opганізмах тварин. Беруть участь у процесах обміну речовин.

До групи глікозидів в організмі тварин і людини належать цереброзиди мозку і нуклеозиди. Деякі глікозиди (стрептоміцин, азонін, строфантин) застосовують у медицині.