Функції жирів

1. Енергетична (у разі повного окислення 1 г жирів до вуглекислого газу і води виділяється 38,9 кДж енергії).

2. Будівельна (структурна) — основна складова клітинних мембран.

3. Захисна — механічний захист від ударів, тепло- і гідроізоляція.

4. Запасаюча — підшкірний жир у ссавців, «жирове тіло» у комах.

5. Джерело ендогенної води.

Функції вуглеводів

1. Енергетична — при розщепленні 1 г вивільняється 17,2 кДж енергії.

2. Будівельна (структурна) — компонент клітинних мембран.

3. Опорна (пластична) — хітин є компонентом зовнішнього скелета членистоногих та клітинних стінок деяких грибів і водоростей, а також целюлоза є компонентом клітинних стінок у рослин.

4. Запасаюча — крохмаль у рослин, глікоген у тварин.

5. Захисна — в’язкі секрети (слизи), багаті на вуглеводи та їхні похідні — глікопротеїди, оберігають стінки органів (шлунок, кишечник, бронхи) від механічних і хімічних впливів.

6. Рецепторна — більшість клітинних рецепторів є глікопротеїнами. Зв’язуючись з інтегральними мембранними білками, вуглеводи у складі рецепторів беруть участь у розпізнаванні сигнальних молекул (гормонів, нейромедіаторів).

3. Структурна організація білків

Істотна причина різноманітності білків у порівнянні, наприклад, з полісахаридами полягає в тім, що у складі макромолекул білка може міститися близько 20 різних амінокислот, у той час як звичайні полісахариди (целюлоза, крохмаль) побудовані з одного мономера — глюкози.

Уяву про різноманітність білків дає підрахування числа різних декапептидів (тобто ізомерних поліпептидів із 10 залишками амінокислот), які можна побудувати з 20 відомих білкових амінокислот. Це число розміщень 20 елементів у групи по 10 елементів. Обчислення за формулою:

,

де в нашому випадку m=20, n=10, дає число близько 600 млрд. Але ж цей розрахунок стосується порівняно простого поліпептиду з молекулярною масою 3000!

Розрізняють чотири рівні структурної організації білків.

Первинна структура — це послідовність амінокислотних залишків у поліпептидному ланцюзі.

Вторинна структура — це первинна структура, яка упакована в спіраль завдяки утворенню водневих зв’язків між групами —CO та —NH.

Третинна структура — це упакування спіралі у просторову глобулу завдяки додатковим водневим і дисульфідним зв’язкам та гідрофільно-гідрофобним взаємодіям.

Четвертинна структура — це спільне упакування декількох поліпептидних ланцюгів.

4. Гідроліз і денатурація білків

Гідроліз — це процес розпаду поліпептидних зв’язків білкової молекули з утворенням вільних амінокислот. Гідроліз відбувається під час нагрівання білків із розчинами кислот та лугів або внаслідок дії ферментів.

Денатурація — це процес руйнування просторової конфігурації білка (вторинної, третинної, четвертинної) і втрачання властивих йому функцій.

Денатурація відбувається під впливом нагрівання, випромінювання, дії сильних кислот та лугів.

Процес денатурації необоротний, проте в усіх випадках первинна структура білка (амінокислотна послідовність) залишається незмінною.

5. Структурна організація вуглеводів

Залежно від числа мономерів, що входять до складу молекул, вуглеводи поділяють на три основні класи: моносахариди, олігосахариди та полісахариди.

Моносахариди залежно від числа атомів Карбону, поділяють на тріози (3 атоми), тетрози (4), пентози (5), гексози (6) і так далі до декоз (10). У природі найпоширенішими є гексози, а саме глюкоза і фруктоза. Солодкий смак ягід, фруктів, меду залежить від вмісту в них цих сполук. Серед пентоз важливе значення мають рибоза і дезоксирибоза, що входять до складу нуклеїнових кислот та аденозинтрифосфатної кислоти (АТФ).

Олігосахариди — сполуки, в яких кілька залишків молекул моносахаридів з’єднані між собою ковалентними зв’язками. Серед них найпоширенішими є дисахариди, що утворюються внаслідок сполучання залишків двох молекул моносахаридів. Наприклад, буряковий (або тростинний) цукор — сахароза — складається із залишків глюкози і фруктози, а солодовий — мальтоза — лише із залишків глюкози. Дисахариди мають солодкий присмак. Вони, як і моносахариди, добре розчинні у воді.

1 2

Схема будови молекул моносахариду (1) і дисахариду (2)

Полісахариди — це молекули, молекулярна маса яких може сягати кількох мільйонів. Полісахариди розрізняються між собою складом мономерів, довжиною та розгалуженістю ланцюгів. На відміну від моно- та олігосахаридів, полісахариди майже не розчиняються у воді та не мають солодкого присмаку.

Один із найпоширеніших полісахаридів — крохмаль. Він синтезується в процесі фотосинтезу в клітинах рослин і складається із залишків глюкози. Крохмаль у значній кількості відкладається в клітинах рослин насамперед листків, насіння, бульб тощо. У клітинних стінках рослин міститься полісахарид целюлоза — міцний, волокнистий, нерозчинний у воді. Деревина, кора, бавовна складаються переважно з целюлози.

У грибів, тварин і людини запасним полісахаридом є глікоген. Він відкладається здебільшого в м’язах і клітинах печінки. У складі клітинних стінок деяких грибів і зелених водоростей, кутикули членистоногих міститься полісахарид — хітин.