Конформеры пентоз и гексоз:

С-форма (или «кресло», от англ. chair):

В-форма (или «лодка», от англ. boat):

Т-форма (или «твист»):

Наиболее устойчивым является первый тип конформеров.

Отдельные представители моносахаридов

Глюкоза (виноградный сахар) присутствует в свободном виде в зеленых частях растений, в семенах, в крови человека и животных (у человека в норме 0,07-0,11 %).

Производные глюкозы. Глюкоза при окислении дает сахарные кислоты. В зависимости от того, при каком атоме углерода (1-м или 6-м) происходит окисление функциональных групп (альдегидной или спиртовой), образуются три кислоты: глюконовая, глюкаровая (сахарная) или глюкуроновая. Глюконовая кислота в виде соли кальция применяется в медицине как общеукрепляющее средство (глюконат кальция). Глюкуроновая кислота является составной частью многих полисахаридов (например, гепарина и гиалуроновой кислоты, см. с. 116).

Галактоза входит в состав дисахарида лактоза (молочный сахар, см. с. 113).

Фруктоза встречается в свободном виде (мед), входит в состав дисахарида сахарозы (см. с. 113).

7.2.2. Олигосахариды

Мальтоза (солодовый сахар) – дисахарид, состоящий из -глюкоз, связанных 14-гликозидной связью. Образуется при гидролизе крахмала под действием амилазы. В природе встречается и -мальтоза.

Целлобиоза – основная структурная единица клетчатки, состоит из -глюкоз, связанных 14-гликозидной связью.

Лактоза (молочный сахар) состоит из -галактозы и -глюкозы, связанных 14-гликозидной связью. Коровье молоко содержит 4-5,5 % лактозы, женское – 5,5-8,4 %. У высших растений лактоза содержится в пыльцевых трубочках.

Сахароза (тростниковый сахар) необычайно широко распространена в растениях, где выполняет транспортные и запасные функции.

7.2.3. Полисахариды

гомополисахариды (содержат остатки моносахаридов одного вида): крахмал, гликоген, клетчатка, декстран, хитин

гетерополисахариды (содержат остатки моноз 2 и более видов): гиалуроновая кислота, гепарин

Гомополисахариды

К

рахмал. Мономер - -глюкоза, 14-гликозидная связь.

В растениях является резервным питательным веществом, находится в виде зерен. Широко применяется в пищевой, текстильной, бумажной, кожевенной, фармацевтической промышленности. Картофель содержит ~25 % крахмала, зерновые – 40-60 %.

В зависимости от строения молекул (точнее: степени их разветвления) выделяют: амилозу, амилопектин и гликоген.

Амилоза: неразветвленные цепи формируются за счет 14-гликозидных связей.

Mr = 400 тыс. При действии иода закручивается в спираль вокруг молекул I₂.

Амилопектин: разветвленные цепи – основная образуется за счет 14-гликозидных связей и боковая (за счет 16-гликозидных связей), причем на 20 связей 14 приходится 1 связь 16. Mr = 20 млн.а.е.м.

Г

ликоген: сильно разветвленные цепи, по строению аналогичные цепям амилопектина, но на 8-12 связей 14 приходится 1 связь 16.

Главный энергетический и углеродный резерв человека и животных. Содержится в печени (до 10 %) и мышцах (до 4 %).

Mr = 3 ^. 10⁵  3 ^. 10⁸ а.е.м. При избыточном поступлении глюкозы в организм ферменты не могут перевести ее в гликоген и переводят в липиды.

Целлюлоза (клетчатка). Мономер - -глюкоза, 14-гликозидная связь. Древесина ~ на 50 % состоит из целлюлозы, хлопок – 100 %. Молекулы обычно линейны, между ними имеются водородные связи (образуют микрофибриллы). Растворяется в аммиачных растворах солей меди, нерастворима в воде. Mr = 3 ^. 10⁵  2 ^. 10⁶ а.е.м.

В

кишечнике позвоночных нет фермента, способного гидролизовать -(14)-гликозидные связи, поэтому D‑глюкоз-ные остатки целлюлозы не могут служить пищей для большинства высших организмов.

Х

итин. Мономер – 2-N-ацетил--D-глюкозамин, 14-глико-зидная связь. Входит в состав кутикулы наружного скелета членистоногих и некоторых других беспозвоночных, а также клеточных мембран грибов. Никогда не встречается в свободном состоянии, обычно связывается с белками, липидами, неорганическими солями.

Д

екстран. Мономер - -глюкоза, основная цепь – 16-глико-зидные связи, боковая цепь – 14-глико-зидные связи. На его основе производят сефадексы.

Гетерополисахариды

Гиалуроновая кислота. Мономеры – -D-глюкуроновая кислота и 2-N-ацетил--D-глюкозамин. Связи – попеременно 13 и 14. Важнейшая составная часть межклеточного вещества тканей животных. Содержится в коже, сухожилиях, стекловидном теле глаза. Основная функция в организме – связывание воды с образованием желеподобного матрикса.

Г

епарин. Мономеры – сульфатированная -глюкуроновая кислота и сульфатированный 2-N-ацетил--D-глюкозамин, 14-гликозидная связь. Антикоагулянт, препятствует свертыванию крови у животных и человека. Содержится в печени, легких, селезенке, щитовидной железе, крови. Получен в кристаллическом состоянии. Применяется в медицине после операций для предотвращения тромбозов. Местом синтеза и хранения гепарина считают тучные клетки млекопитающих.

Другие гетерополисахариды – хондроитинсульфаты и кератосульфаты.

Так как водные растворы всех рассмотренных гетерополисахаридов гелеобразны, их называют мукополисахаридами (лат. mucos – слизь).