Лекции / полисахариды
.pdf
Лекарственные растения и лекарственное растительное сырье, содержащее полисахариды
доцент кафедры фармации МБФ Мамонтова Э.Р.
Общая характеристика углеводов, их структура, роль в растениях.
Углеводы — обширный класс полиоксикарбонильных
органических соединений и их производных.
В зависимости от числа мономеров в молекуле они подразделяются на:
•моносахариды,
•олигосахариды,
•полисахариды.
Общая характеристика углеводов, их структура, роль в растениях. (2)
Углеводы, состоящие только из полиоксикарбонильных соединений называются голозидами, а их производные, в молекуле которых есть остатки иных соединений, — гетерозидами.
К гетерозидам |
относятся |
все |
виды гликозидов. Моно- |
и |
олигосахариды — обычные |
компоненты любой живой клетки |
|||
(глюкоза, фруктоза и сахароза) |
|
|
||
Полисахариды, |
как правило, |
всегда накапливаются |
в |
|
значительных количествах как продукты жизнедеятельности протопласта.
Общая характеристика углеводов, их структура, роль в растениях. (3)
Моносахариды можно рассматривать как производные многоатомных спиртов. При окислении простейшего из них — глицерина — получаются простейшие моносахариды — триозы.
Моносахариды с 4 углеродными атомами называются тетрозами, с 5 — пентозами, с 6 — гексозами, с 7 — гептозами.
В природе наиболее обычны гексозы (глюкоза, фруктоза).
Общая характеристика углеводов,
их структура, роль в растениях. (4)
Моносахариды содержат либо альдегидную группу — альдозы, либо кетонную — кетозы.
Наличие в моносахаридах асимметричных атомов приводит к существованию различных их стереоизомеров.
В водных растворах (глюкоза и фруктоза) существуют в трех взаимопревращающихся формах, две из которых циклические, что объясняется таутомерией моносахаридов в растворах.
H |
|
|
|
C-OH |
||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
C-OH |
|||
|
||||||
|
|
|
O |
|||
HO |
|
|
C-H |
|||
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
C-OH |
|||
|
|
|||||
H-C-
CH2OH
O
C-H H C-OH
HO C-H H C-OH
H -C- OH
CH2OH
HO C-H
HO C-OH
HO C-H O
H C-OH
H-C- CH2OH
Альфа-D(+)-глюкоза |
D(+)-глюкоза |
бета -D(+)-глюкоза |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТРИ ФОРМЫ ГЛЮКОЗЫ
Превращение линейных молекул моносахаридов в циклические идет с образованием кислородного "мостика".
У глюкозы он появляется между C1 и С5, у фруктозы — между С1 и С6.
Образование кислородного мостика происходит за счет карбонильных и спиртовых групп (у альдоз за счет альдегидной, у кетоз — за счет кетонной группы) и спиртовых групп. Это объясняется, в частности, наличием двух форм D-глюкозы, имеющих разное удельное вращение.
|
|
|
|
CH2OH |
|
|
|
CH OH |
|
|
CH2OH |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
C |
OH |
|
|
|
|
|
O |
|
|
C |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
HO |
|
|
C-H |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
HO |
|
|
C-H |
|
HO |
|
|
C-H |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
C-OH |
|||
H |
|
|
C-OH |
|
H |
|
|
C-OH |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
O |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H -C-OH |
|
|||||
H -C-OH |
|
H -C-OH |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2 |
|
|
|
|
|
CH OH |
|
|
|
|
CH2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
альфа-D-(-)фруктоза |
D-(-)фруктоза |
бета-D-(-)фруктоза |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТРИ ФОРМЫ ФРУКТОЗЫ (1)
Циклические формы моносахаридов в основе своей структуры имеют пирановое кольцо, поэтому приведенные формы глюкозы можно называть
α-D-глюкопиранозой и β-D-глюкопиранозой.
Особенно рельефное различие между разными формами моносахарида видно, если их изображать не в виде плоскостных формул Толленса, а в
виде перспективных формул Хэуордса:
|
|
6 CH OH |
|
||||||
|
H |
|
2 |
|
O |
H 1 |
|||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
4 |
|
|
OH |
2 H OH |
|||||
|
|
|
|||||||
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
H |
|
OH |
|
||||
α-D-глюкопираноза
|
|
6 CH OH |
||||||
H |
|
|
2 |
|
O OH 1 |
|||
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||
4 |
|
|
OH |
2 |
||||
|
|
|
H H |
|||||
|
|
|
||||||
OH |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
H |
|
OH |
|||||
β-D-глюкопираноза
Из формул глюкозы, изображенных по Хэуордсу, видно, что у |
a-формы |
гидроксил при С1 находится перед циклом, в то время как у b-формы – за циклом, а впереди — атом водорода.
ТРИ ФОРМЫ ФРУКТОЗЫ (1)
Моносахариды могут иметь кислородный мостик не между С1 и С5, a между Сl и С4. В этом случае они становятся производными фурана.
Роль углеводов
Значение углеводов для растений исключительно велико.
По физиологической роли углеводы можно разделить на три группы:
метаболиты |
запасные вещества |
Метаболиты (1)
Метаболиты это:
•- моносахариды и олигосахариды, принимающий участие в биохимических процессах растительного организма. И служащие исходными веществами для вторичного синтеза;
•- простейшие моносахариды-триозы - глицериновый альдегид и диоксиацетон – роль в обмене веществ живой клетки.
•- тетрозы - промежуточным продуктом фотосинтеза.
•- пентозаксилоза и арабиноза встречаются в растениях как в свободном, так и (главным образом) в виде высокомолекулярных полисахаридов - пентазанов.