Angliavandeni biochemija

Martyna Petrulyt

Lietuvos Sveikatos Moksl Universitetas

Angliavandeniai Angliavandeniai tai organiniai junginiai, kurie savo sudtyje turi vandenilio, deguonies ir anglies atom. Vandenilio ir deguonies santykis juose yra 2:1.

Bendra angliavandeni formul: Cx(H2O)n

Pagal chemin sudt angliavandeniai skiriami :

polihidroksialdehidus (dar vadinami aldozmis) ir

polihidroksiketonus (dar vadinami ketozmis).

Pagal struktr skirstomi :

paprastuosius ir

sudtinius angliavandenius.

Paprastieji angliavandeniai Paprastieji angliavandeniai, dar vadinami monosacharidais, ir disacharidais, yra angliavandeni monomerai. J karkase gali bti 3, 4. 5, 6 ir daugiau anglies atom. Atitinkamai tokie angliavandeniai vadinami triozmis, tetrozmis, pentozmis, heksozmis ir t.t.

Gyvojoje gamtoje daniausiai aptinkamos pentozs (riboz, deoksiriboz, arabinoz, ribulioz) ir heksozs (gliukoz, fruktoz, galaktoz).

Paprastj angliavandeni savybs

Monosacharidams ir

disacharidams bdinga:

Maa molekulin mas

Geras tirpumas

vandenyje

Saldus skonis

Gliukoz

Gliukoz yra svarbiausias organizmo angliavandenis, kur sudaro 6 anglies atomai.

Kai aldehidins grups deguonis susijungia su 1 ir 5 anglies atomu, molekul gauna angliavandeniams bding iedo struktr.

Kai iede yra 6 anglies atomai, jis vadinamas piranoze (jei iede yra 5 anglies atomai, iedas vadinamas furanoze).

Gliukozs konfigracijos

Gliukozei bdingos trys konfigracijos:

1) atviroji grandin,

2) -gliukoz 3) -gliukoz

Susijungus -gliukozs monomerams susidaro krakmolas, o susijungus -gliukozs monomerams gaunamas krakmolas.

Fruktoz Fruktoz yra heksoz,

taiau, skirtingai negu

gliukoz, is

monosacharidas yra

ketoz, nes turi keton

kaip karbonilin grup.

Fruktozs daug randama

augaluose, ypa vaisiuose ir

uogose. Organizme ji taip

pat gali izomerizuotis

gliukoz.

Galaktoz

Galaktoz tai

aldoheksoz, randama piene. Kaip erdvinis

gliukozs izomeras, ji

nesunkiai organizme gali

virsti gliukoze.

Riboz ir deoksiriboz

Riboz - tai

monosacharidas, sudarytas

i 5 anglies atom. is

cukrus eina RNR sudt.

DNR sudtyje yra pentozs

deoksiribozs, kuri nuo

ribozs skiriasi tik tuo, jog

prie 2' anglies atomo nra

-OH grups.

Triozs

inomiausios triozs tai

gliceraldehidas (aldoz) ir

dihidroksiacetonas

(ketoz). ie

monosacharidai yra labai

svarbs dl to, jog yra

pirmieji gliukolizs

produktai.

Disacharid (C12H22O11) savybs Disacharidai yra sudaryti i dviej monomer, susijungusi glikozidine jungtimi. Kai kuriems disacharidams bdingos redukuojanios grups:

Sacharoz neturi laisvos aldehidins ar ketonins funkcins grups, todl nra reduktorius;

Maltoz ir laktoz turi laisvas aldehidines grupes, todl yra geri reduktoriai.

Taigi, jeigu angliavandenis turi laisv karbonilin (aldehid arba keton) grup, jis vadinamas redukuojaniu. Visi monosacharidai yra redukuojantys angliavandeniai.

Disacharidus galima atpainti Benedikto reakcijos metu.

Benedikto reakcija Benedikto tirpalas, susidedantis i natrio karbonato, natrio citrato ir vario (II) sulfato pentahidrato, reaguoja funkcin aldehido grup CHO, todl pakaitinus tiriamuose tirpaluose aptinka paprastuosius angliavandenius (pvz. gliukoz, fruktoz).

Benedikto reagento analizs rezultatai bna teigiami, esant tokiai slygai: mginys turi bti paprastos sandaros laisvas angliavandenilis, kuris gali bti oksiduotas Cu2+ jon (toks junginys kitaip laikomas redukuojaniu cukrumi). Kai Benedikto tirpalas (kuriame ir yra Cu2+ jon) bei redukuojantis cukrus yra kartu paildomi, vario dvivalenio jonai virsta redukuotu vario vienvalenio jonu, nes i cukraus prisijungia e-, todl naujas tirpalas gauna alios, geltonos, oranins arba plyt raudonumo spalvos (kuo didesnis kiekis, tuo tamsesn spalva). Jeigu tiriamasis cukrus yra prisijungs prie kito junginio, jis nra laisvas ir negali atiduoti sav elektron katijonams. Todl iai analizei tinka visi monosacharidai, dalis disacharozi, taiau nei krakmolo, nei kiti polisacharozs junginiai netinka (Benedikto reagentas ilaiko mlyn spalv)

Maltoz

Maltoz - tai salyklo cukrus, sudarytas i dviej -gliukozs molekuli kondensacijos metu, susijungusi -1,4-glikozidine jungtimi.

Maltoz susidaro hidrolizuojant krakmol fermentacijos metu panaudojant ferment amilaz. Amilazs yra seilse, todl ilgiau palaikytas burnoje krakmolas (pvz., duonos gabaliukas) gauna saldok skon.

Maltoz, veikiant fermentui maltazei suskyla dvi gliukozs molekules.

Sacharoz

Sacharoz - tai disacharidas, sudarytas i gliukozs ir

fruktozs molekuli, sujungt 1,2-glikozidine jungtimi. is disacharidas randamas cukriniuose runkeliuose,

cukranendrse. Sacharoz yra neredukuojantis cukrus.

Laktoz Laktoz tai pieno cukrus, sudarytas i gliukoz ir

galaktozs monomer, sujungt -1,4-glikozidiniu ryiu.

Laktoz yra labai svarbus kdiki maisto komponentas.

Dl laktoz skaidani ferment trkumo, daugeliui

moni pasireikia laktoz netoleravimas.

Sudtiniai angliavandeniai Sudtiniai angliavandeniai, dar vadinami polisacharidais, susidaro glikozidinmis jungtimis susijungus trims ir dagiau monomer.

Gamtoje labiausiai paplitusi celiulioz (i -gliukozs ir -gliukozs), krakmolas (i -gliukozs), glikogenas (i -gliukoz), inulinas (i fruktozs).

Polisacharidams nebdingos redukcins savybs.

Sudtini angliavandeni savybs Polisacharidams bdinga:

Didel molekulin mas

Blogas tirpumas vandenyje

Neturi skonio

Celiulioz

Celiulioz tai pats gausiausias polisacharidas gamtoje.

Celiulioz yra augal lsteli sieneli struktrinis elementas.

Celiulioz sudaryta i gliukozs monomer, sujungt -1,4-glikozidiniais ryiais.

Celiulioz yra linijinis polimeras, kuriame molekuls isidsto viena greta kitos, o grandins tarpusavyje susijungia silpnais vandeniliniais ryiais. Dl didelio i ryi kiekio celiulioz yra mechanikai tvirta, visikai netirpsta vandenyje, taiau yra hidrofilin (medvilniniai rankluosiai puikiai nuvalo sulapus kn).

Krakmolas Krakmolas tai dviej polisacharid -amilozs ir amilopektino - miinys. Amiloz sudaro apie 20%, o amilopektinas apie 80% krakmolo.

Krakmolas netirpus vandenyje, bet kartame vandenyje ibrinksta.

Amiloz - linijins struktros polisacharidas, sudaryta i gliukozs molekuli, sujungt -1,4-glikozidiniu ryiu. Amilopektinas akotas polisacharidas, sudarytas i gliukozs monomer, sujungt -1,4-glikozidiniu ryiu. Kas 20-25 gliukozs molekuli yra ataka, sudaryta i -1,6-glikozidiniuo ryio.

Krakmolas yra augal rezervinis polisacharidas.

Krakmol galima atpainti su jodo tirpalu, nes jodo molekuls adsorbuojasi krakmolo paviriuje ir susidaro mlyna spalva.

Krakmolas

Skylant krakmolui susidaro

vairs tarpiniai junginiai

dekstrinai, maltoz, o

galutinis hidrolizs

produktas gliukoz.

Celiuliozs ir krakmolo molekuli

palyginimas

Glikogenas Glikogenas tai gliukoz polimeras, aptinkamas gyvnuose kaip atsargin energetin mediaga. mogaus organizme jis kaupiamas kepenyse ir raumenyse.

Glikogeno struktra labai panai amilopektino, tik jis daug kompaktikesnis ir labiau akotesnis, kadangi polisacharidini grandini naujos atakos susidaro kas 10-12 gliukozs liekan.

Linijins glikogeno grandini dalys susijungusios -1,4-glikozidiniu ryiu, o akojimosi vietose akos prisijungia -1,6-glikozidiniu ryiu.

Krakmolo ir glikogeno palyginimas

Chitinas

Chitinas tai vairi nariuotakoj (vabzdi, viagyvi) ir

kai kuri gryb struktrinis polisacharidas.

Chitinas sudarytas i N-acetil-D-gliukozamino (turinio

azoto) grandi, sujungt -1,4-glikozidiniu ryiu.

Tai linijinis polisacharidas, savo savybs panaus

celiulioz.

Pektinas

Pektinai tai polisacharidai, sudaryti i galakturono rgties monomer, sujungt glikozidniu ryiu.

Pektin randama augaluose, kur jie eina lsteli sieneli sudt, o tirps pektinai pasklid lsteliniame skystyje.

Silpnai rgioje terpje pektinai sudaro gelines struktras, plaiai vartojami konditerijoje el, marmelado gamybai.

Inulinas

Inulinas tai

polisacharidas, sudarytas i

fruktozs monomer,

sujungt -1,2- glikozidiniu

ryiu.

Inulinas aptinkamas

akniavaisiuose, vandens

augaluose, naudojamas

fruktozs gamybai.

Jungiamojo audinio polisacharidai

Jungiamojo audinio polisacharidai, dar vadinami mukopolisacharidais arba glikzaminoglikanais, gausiai aptinkami ekstralsteliniame skystyje.

ie polisacharidai yra organizmo jungiamojo audinio - odos, sausgysli, kremzli, kraujagysli sienels, snari skysio sudtyje. Keli glikoazminoglikan pavyzdiai:

Chondroitinsulfatai odos, kremzli, sausgysli sudtyje

Hialurono rgtis - akies stiklaknio dalis, randama snari skystyje.

Heparinas ikloja kraujagysli vidin sieneles, stabdo kraujo krejim.

Glikoproteinai Glikoproteinai tai angliavandeni ir baltym junginiai. Angliavandenis palaiko molekuls form, apsaugo nuo proteazi, taip pat lemia antigenines savybes . Polisacharid turi imunins sistemos baltymai imunoglobulinai, kraujo krejimo sistemos baltymai, biologini membran komponentai.

Vienas i glikoprotein pavyzdi yra mogaus kraujo grups, kurias lemia glikoproteinai, esantys eritrocit membranose. i glikoprotein sudt eina polipeptidai, prie kuri prisijungia oligosacharidins grandins. Tokio oligosacharido galin seka lemia kraujo grup.

A grup oligosacharido gale yra N-acetilgalaktozaminas

B grup oligosacharido gale yra D-galaktoz O grup oligosacharido gale yra L-fukoz

altiniai Prakeviius A., Ivanovien L., Stasinien N. Biochemija http://healthdoctrine.com/wp-content/uploads/2011/05/molecular-structure-of-polysaccharide.jpg http://www.google.lt/imgres?imgurl=http%3A%2F%2Fwww.periodni.com%2Fgallery%2Fpolysaccharide.png&imgrefurl=http%3A%2F%2Fglossary.periodni.com%2Fdictionary.php%3Fen%3Dpolysaccharide&h=1577&w=1359&tbnid=iVESYWlg4p8RzM%3A&zoom=1&docid=odihurDmAbmwPM&ei=TPysU9OjC-fj4QS03oF4&tbm=isch&client=firefox-a&ved=0CCgQMygKMAo&iact=rc&uact=3&dur=564&page=2&start=8&ndsp=11&biw=963&bih=534 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/ce/Inulin.svg/202px-Inulin.svg.png http://palaeos.com/plants/glossary/images/pectin.gif http://www.elsevierimages.com/images/vpv/000/000/024/24725-0550x0475.jpg http://www-alt.igb.fraunhofer.de/www/gf/molbiotech/weissebiotech/bilder/Chitin_chemische_Struktur_S.jpg http://grade9chem.weebly.com/uploads/6/0/6/4/6064529/9624531_orig.jpeg http://nuotrupos.lt/wp-content/uploads/2011/11/celiuliozes-pluostas.jpg http://alevelnotes.com/content_images/i16_amylose.jpg http://img.tfd.com/ggse/d4/gsed_0001_0026_0_img8096.png http://bio1151b.nicerweb.net/Locked/media/ch05/05_05MaltoseSucrose.jpg http://www.chemieunterricht-interaktiv.de/en/molecules/natural_products/sugars/galactose/galactose.gif https://www.mun.ca/biology/scarr/iGen3_02-07_Figure-L.jpg http://wpcontent.answcdn.com/wikipedia/commons/thumb/1/1e/Fructose-isomers.jpg/400px-Fructose-isomers.jpg http://www.medbio.info/horn/time%201-2/CarbCh4.gif http://lunar.thegamez.net/lactosenew/lactose-intolerance-products/define-lactose-dfinition-lactose-800x366-filesize-4868-kb-800x366.jpg http://courses.bio.indiana.edu/L104-Bonner/images/glc.jpg http://autumnmarcita.files.wordpress.com/2010/10/benedictstest-1.jpg http://david-bender.co.uk/metonline/CHO/GI/images/nsp.png http://cdavies.files.wordpress.com/2009/01/glucose-fructose-sucrose.jpg http://web.campbell.edu/faculty/nemecz/323_lect/sugars/images/aldose_family.jpg http://intranet.tdmu.edu.ua/data/kafedra/internal/chemistry/classes_stud/en/stomat/ptn/1/Bioorganical%20chemistry/04.%20Corbohydrates.%20mono-,%20di-,%20polysaccharides.files/image006.jpg http://www.ncl.ac.uk/dental/oralbiol/oralenv/images/aldehyde_ketone_group.gif