Производные моносахаридов.

Уроновые кислоты – производные альдоз, у которых первичная спиртовая группа окислена до карбоксильной. Входят в состав полисахаридов гликозидов. Широко распространена β-D-глюкуроновая кислота (рис.8.2.).

Аминосахариды – производные моносахаридов, у которых - ОН группа у С-2 замещена аминогруппой –NH₂. Представители – глюкозамин (2-амино-Д-глюкоза), галактозамин (2-амино- D-галактоза).

Гексозамины входят в состав ряда белков, веществ группы крови и бактериальных мукополисахаридов.

Гликозиды – это эфирообразные соединения, получающиеся в результате замещения радикалом атома водорода в полуацетальном гидроксиле циклической формы моносахарида. Например, метанол в присутствии HCl приводит к образованию α-и β-метил-D-гликозида. Неуглеводная часть молекулы гликозидов, группа, замещающая водород -ОН группы C-1 называется аглюконом.

Олигосахариды в природе представлены дисахаридами и трисахаридами. Дисахариды состоят из 2-х одинаковых или различных моносахаридов. Различают дисахариды мальтозного типа связи, при этом молекула дисахарида образуется из двух молекул моносахаридов через кислородный мостик от гликозидного гидроксила одного моносахарида и гидроксила (обычно 4-го атома углерода) второго моносахарида. К таким моносахаридам относятся мальтоза, лактоза, целлобиоза. Для этих дисахаридов характерны все химические реакции, типичные для альдоз и кетоз, имеющих гликозидный гидроксил.

Мальтоза – состоит из двух остатков α-D-глюкопиранозы, где атом углерода C-1 одной молекулы соединяется через кислородный мостик с 4-м атомом углерода второй молекулы. Мальтоза содержится в проросших зернах ячменя (солода), ржи, пшеницы, является промежуточным продуктом гидролиза крахмала, гликогена.

Лактоза – молочный сахар, молекула образована из моносахаридов β-D-галактозы и α-D-глюкозы. Входит в состав гликопротеидов и гликолипидов, полисахаридов.

глюконовая глюкуроновая сахарная Д-глюкозамин

кислота кислота кислота (хитозамин)

лактоза

мальтоза

сахароза

Участок молекулы целлюлозы

Рис.8.2. Производные гексоз и дисахариды.

Целлобиоза – дисахарид, образованный из остатков двух молекул (β-D-глюкозы, является промежуточным продуктом гидролиза клетчатки.

Сахароза – свекловичный сахар, молекула состоит из остатков α-D-глюкозы и β-D-фруктозы, соединенных между собой кислородным мостиком, который образован за счет двух гликозидных гидроксилов (1,2), поэтому восстанавливающим свойством не обладает. При гидролизе молекула сахарозы расщепляется на глюкозу и фруктозу (рис.8.2.).

Трегалоза – (грибной сахар) содержится в тканях грибов, водорослях, дрожжах, туберкулезной палочке, состоит из 2-х молекул глюкозы, соединенных гликозидной связью 1,1.

Трисахариды. К ним относится раффиноза, состоящая из галактозы, глюкозы, фруктозы. Она содержится в свекловичном сахаре (мелассе), семенах хлопчатника.

Полисахариды (гликаны)

Различают: гомополисахариды – содержащие однотипные моносахариды и гетерополисахариды, содержащие разные моносахариды. Полисахариды, построенные из глюкозы называются глюканами (крахмал, гликоген), из маннозы – маннанами, из фруктозы – фруктозанами и т.д.

Полисахариды являются основной массой растительного материала, важным продуктом в кормлении животных.

Резервными полисахаридами являются – крахмал в тканях растений и гликоген – у животных.

Гликоген (полисахарид – из остатков D-глюкозы), соединенных между собой α (1 → 4)-гликозидными связями – откладывается в цитоплазме в виде гранул. Имеет разветвленную структуру (рис.8.3). Гликогены из различных тканей, а также различных видов животных имеют отличия по размеру молекул, содержат от 6 до 25 тысяч остатков глюкозы. Содержатся в печени и мышечной ткани.

Крахмал – является запасным питательным веществом растений, построен из остатков D-глюкозы, соединенных между собой α (1 → 4) глюкозидными связями. Такая последовательность характерна для амилозы – компонента крахмального зерна, Молекулярная масса 16-97 кДа, количество остатков 100-600.

Рис.8.3. Строение отдельного участка (а) и всей (б) гликогена (по Майеру).

Белые кружки – остатки глюкозы, соединенные α (1 → 4) связью; R -редуцирующая концевая группа. Внутренние цепи, или ветви, – участки между точками ветвления. Наружные цепи, или ветви, начинаются от точки ветвления и кончаются нередуцирующим остатком глюкозы.

Амилопектин – другой компонент крахмального зерна, отличается характером ветвления, молекулярная масса колеблется в широких пределах от 48 кДа до 972 кДа, содержит 300-6000 глюкозных остатков.

Целлюлоза (клетчатка) состоит из глюкозных остатков, соединенных β-(1 → 4)-глюкозидными связями. Целлюлоза – наиболее распространенное соединение углеводного характера. Молекулярная масса 972-1296 кДа, содержит 6000-8000 остатков β-глюкозы; в клеточной стенке находится в виде микрофибрилл.

Фруктозаны (леваны) – состоят из остатков D-фруктозы, соединенных β-(2 → 1) связями, являются резервными гомополисахаридами. Молекула инулина состоит примерно из 30 остатков молекул фруктозы.

Декстраны состоят из остатков D-глюкозы, структурные единицы их остова связаны α-(1 → 6) связями. Декстраны – резервные полисахариды дрожжей и бактерий. Растворы декстранов имеют значительную вязкость.

Маннаны – состоят из остатков маннозы, содержатся в растениях, дрожжах, бактериях; арабаны – из арабинозы, ксиланы – из ксилозы; это важные полисахариды, содержатся в кормовых

растениях.

Хитин – близок по строению к целлюлозе, состоит из остатков производного глюкозы. Широко распространенный полисахарид.

Агар – состоит из D- и L- галактоз. Используется для приготовления питательных сред, в пищевой промышленности.