19. Особливості структури і функції вуглеводів.

Вуглеводи поділяють на 3 класи:

Моносахариди і дисахариди (цукри) та полісахариди.

Моносахариди.

Моносахариди - це прості цукри.

В залежності від числа атомів вуглецю в молекулі серед моносахаридів виділяють:

тріози (3С); тетрози(4С); пентози(5С); гексози (6С) та гептоди (7С).

Загальна формула моносахаридів (СН2О)n, де n=3-9.

В природі найчастіше зустрічаються пентози і гексози. В молекулах моносахаридів до всіх атомів вуглецю, за виключенням одного, приєднані гідроксильні групи. Цей один атом вуглецю входить в склад або альдегідної групи, або кето групи( оксогрупи) .

В першому випадку моносахариди називається альдозою, а в другому –кетозою.

Таким чином, будь - який моносахариди являє собою або альдозу або кетозу.

В назвах моноцукрів використовується суфікс «-оз».

Основні функції моносахаридів.

Тріози : С3Н6О3, наприклад гліцеральдегід, дигідроксиацетон.Відіграють роль проміжних продуктів в процесах дихання, фотосинтезі та інших процесах вуглеводневого обміну.Гліцеральдегід – гліцерил –триацилгліцероли (ліпіди).

Тетрози:С4Н8О4.Зустрічаються в природі рідко, головним чином у бактерій.

Пентози: С5Н10О5, наприклад рибоза, рибу лоза.Беруть участь в синтезі нуклеїнових кислот; рибоза входить до складу РНК, дезоксирибоза – до складу ДНК. Беруть участь у синтезі деяких коферментів, наприклад НАД, НАДФ, коферменту А, ФАД і ФМН. Беруть участь в синтезі полісахаридів, які називаються пентозами. Рибулозобіфосфат відіграє роль акцептора СО2 при фотосинтезі.

Гексози :С6Н12О6, наприклад глюкоза, фруктоза, галактоза, маноза. Служать джерелом енергії (при розчепленні 1г вуглеводів звільняється 17,2 кДж енергії), що виділяється при окисленні в процесі дихання; глюкоза - звичайний дихальний субстрат і найбільш поширений моносахариди.

Беруть участь в синтезі дисахаридів; моносахаридні одиниці зв’язуючись утворюють більш крупні молекули; сполуки, в молекулу яких входить від 2 до 10моносахаридів називають – олігосахаридами; серед олігосахаридів найбільш поширені дисахариди. Беруть участь в синтезі полісахаридів, що називаються гексозани; в цій ролі особливо важлива глюкоза.

Фізичні властивості моноцукрів: малі молекули (мала Мr); солодкі на смак; легко розчинні у воді; кристалізуються.

Хімічні властивості: всі відносяться відновлюючих цукрів.

У пентоз 1атом С з’єднується з О при 4 С атомі. В результаті чого утворюється п’ятичленне, так зване фуранозне кільце.

У гексоз, що відносяться до альдозу, наприклад глюкози, 1атомС з’єднується з О при 5 С атомі, що приводить до формування шестичленного, так званого піранозного кільця. Гексози, які відносяться до кетоз, утворюють фураноз не кільце в результаті з’єднання 2С атому з О при 5С атомі.

Дисахариди.

Дисахариди утворюються в результаті реакції конденсації між двома моноцукрами, зазвичай гексозами.

Загальна формула - С12Н22О11.

Зв'язок між двома моносахаридами називають глікозидним зв’язком. Здебільшого він утворюється між 1 та 4 С атомами сусідніх моносахаридних одиниць(1,4-глікозидний зв'язок). Цей процес може повторюватись нескінчене число раз в результаті чого утворюються гігантські молекули полісахаридів. Після того як моносахаридні одиниці з’єдналися одна з одною, їх називають залишками. Таким чином, мальтоза складається із двох залишків глюкози.

Серед дисахаридів найбільш широко розповсюджені мальтоза, лактоза і сахароза.

Глюкоза + Глюкоза = Мальтоза

Глюкоза + Галактоза =Лактоза

Глюкоза + Фруктоза = Сахароза

Глюкоза + Глюкоза = Трегалоза

Мальтоза утворюється із крохмалю в процесі його перетравлення( наприклад в організмі тварин чи при проростанні насіння) під дією ферментів, які називаються амілазами.

Мальтоза – це солодовий цукор. Розщеплення мальтози до глюкози відбувається під дією ферменту - мальтази.

Лактоза або молочний цукор міститься тільки в молоці, головне джерело енергії для малят ссавців.

Сахароза або тростинний цукор –це той цукор, який ми звичайно вживаємо в їжу. Деякі рослини накопичують сахарозу у великій кількості,

наприклад, цукровий буряк і цукрова тростина.

Трегалоза – міститься в гемолімфі членистоногих, у грибах і багатьох водоростях.

Фізичні властивості ті ж, що й в моноцукрів.

Що до хімічних то відновлюючі властивості мають: мальтоза і лактоза.