Transcript Slide 1
بنام خدا
Tehran University of
Medical Sciences
سودابه فالح
دستاوردها
بعد از مطالعه این بخش شما مطالب زیر راباید فرا
گیرید:
-1تعریف کربوهیدرات
-2شناسایی انواع کربوهیدرات ها
-3اهمیت کربوهیدراتها
-4تفاوت بین انواع ایزومرهای مونوساکاریدها
-5اشنایی با سایر ملکول های حاوی کربوهیدرات ها
-6اسامی متفاوت ،نقش ها ،تعاریف ،ساختارها و
دسته بندی قندها ،منوساکاریدها ،دی ساکاریدها
و پلی ساکاریدها
-1انرژی نورانی از طریق فتوسنتز در قندها ذخیره می شود
-2فراوانترین ملکولهای آلی در طبیعت هستند
-3پیش ساز متابولیکی سایر بیو ملکولها هستند
-4نقطه ثقل متابولیسم در گیاهان و جانوران هستند
-5جز مهم ساختمانی در گیاهان ( سلولز –پکتین) و در حیوانات
(هیالورونیک اسید –کیتین ) ودرسلولهای باکتریایی (مورین)
هستند
-6تامین سوخت در حیوانات که یک بخش مهمی از کالری را بعهده
دارند
-7در میانکنش سلول-سلول نقش دارند
-8در چسبندگی سلول نقش دارند( هیالورونیک اسید)
-9تامین کننده ذخیره انرژی (گلیکوژن-نشاسته -اینولین)
می باشند
-10در پاسخهای ایمنی و بعنوان تعیین کننده های آنتی
ژنی ویا در ساختار آنتی بادیها نقش مهمی دارند
-11در پیری پروتئین نقش مهمی دارند( از طریق
گلیکوزیالسیون غیر آنزیماتیک آنها)
-12تعیین کننده سن سلول در تمام سلولها و در برخی از
پروتئینها (از طریق آسیالوگالی کو پروتئینها چون هرچه
میزان اسید سیالیک بیشتر باشد سلول زنده تر و طول
عمر بیشتر دارد) هستند
] [ Cn(H2O) nنسبت یکسان تعداد اتم کربن و
-1کربوهیدرات:
ملکول آب
استثنانات:
الف-برخی از قندها این فرمول را ندارند ( دزوکسی ریبوز ،فروکتوز)
ب -موادی هستند که قند نیستند ولی این فرمول را دارند مانند فرم
آلدئید ]( [C(H2Oیا اسید الکتیک ][C3(H2O)3
-2گلوسید ( گلوکز در یونانی =شیرین)
- 3ساکارید ( ساکارون در یونانی= قند)
استثنائات:
الف -قندهایی که شیرین نیستند ( سلولز)
ب -مواد شیرینی که قند نیستند ( گلیسرول ،آسپارتام و مولینین)
تعریف قند
ترکیبات پلی هیدروکسی هستند که دارای یک گروه آلدئیدی یا
کتونی می باشند .
انواع دسته بندی قندها
از نظر تعداد واحدهای تشکیل دهنده:
الف -مونوساکارید یا قند های ساده که فقط از یک واحد قندی تشکیل
شده اند
ب -الیگو ساکارید ها ( الیگو =چند تا) که از 10-2واحد منو ساکاریدی
تشکیل شده اند
ج -پلی ساکارید ها (پلی = چند)10> :
انواع پلی ساکاریدها:
-1همو پلی ساکارید ( نشاسته ،گلیکوژن ،سلولز)
-2هتروپلی ساکارید شامل:
الف -گلیکو پروتئینها و وپروتئوگلیکانها
ب -گلیکو لیپیدها و لیپو پلی ساکارید ها
ساده ترین قند گلیسرآلدئید است و تمام قندها درطبیعت از گلسیرآلدئید مشتق شده اند.
ساختمان گلیسرآلدئید اساس دسته بندی قند ها بدوفرم مختلف (Dد) و (Lال) قرار گرفته است.
-1براساس تعداد اتمهای کربن:
مانند تریوز ،تتروز ،پنتوز ،هگزوز و هپتوز
-2بر اساس نوع گروه عامل (آلدئیدی و کتنی)
آلدئیدی
هپتوز
ریبوز
کتنی
هپتولوز
ریبولوز
-3بر اساس هر دو خاصیت:
مانند آلدو تریوز و کتو تریوز
خواص منوساکاریدها
-1از 7-3کربن تشکیل شده اند
-2در آب محلول بوده و بآسانی متبلور
می شوند
-3قند های نوع Dفراوانترین نوع قند
در اورگانیسم های زنده هستند
-4بعلت داشتن گروهای عامل ( آلدئیدی-
کتونی – هیدروکسیلی ) می توانند با
سایر ترکیبات میانکنش بدهند
-5ایزومری های مختلف برای منو ساکاریدها وجود دارد
-6دارای کربن نامتقارن( کربنی که چهار گروه متصل به آن
متفاوت باشد) هستند:
استثنا :دی هیدروکسی استن
-7گلوکز (دکستروز ) بعنوان سوخت جانداران ،قند مرجع
در علوم پزشکی و فراوانترین قند است
-8در اثر هیدرولیز به قند دیگری تبدیل نمی شوند
-9با اتصال مونوساکاریدها
الیگووپلی ساکاریدها تشکیل
می شوند
-10با حلقوی شدن قندهای 7-5
کربنه همی استال تشکیل می شود
استریو شیمی قندها
انواع ایزومری ها
-1فانکشنال
-2حلقه ای
-3نوری
ایزومری فانکشنال دو نوع است که قابل تبدیل هستند:
-1آلدوزها
-2کتوزها
-1آلدوزها :دارای یک گروه فانکشنال آلدئیدی
-2کتوزها :دارای یک گروه فانکشنال کتنی
فرم کتنی
مثالها :فرم آلدئیدی
دی هیدروکسی استن
گلسیرول آلدئید
ریبولوز
ریبوز
فروکتوز
گلوکز
حلقوی شدن:
قندهای 7-5کربنه همی استال تشکیل می دهند
انواع :پیرانوز و فورانوز
شکل های فضایی قند های حلقوی:
پیرانوز :قند شش ضلعی به صورت قایق و صندلی که قابل
تبدیل بهم هستند
فورانوز :قند پنج ضلعی به صورت پاکت نامه
منو ساکارید ها بعلت داشتن کربن نا متقارن دارای
چهار نوع ایزومر نوری هستند
-1فرم (Dد ) و (Lال)
راسمیک؟
-2انانتیومر (ایزومر آینه ایی)
-3اپی مر
-4آنومر
الف – فرمهای) Dد( و) Lال(
اگرجهت گروه OHمتصل به کربن ماقبل آخر قند قرار سمت
راست باشد نوع Dو اگر در سمت چپ باشد نوع L
قندهای طبیعی به فرم Dهستند
قندها ی فرم Lفقط در ساختمان الیگو ساکارید های موجود در بخش
آنتی ژنیک وجود دارند و برای تولید انرژی نمی توانند متابولیزه
شوند
راستگردان یا چپگردان بودن قند ها:
قند ها بعلت داشتن کربن نامتقارن نورپالریزه را به سمت راست ( )+یا
چپ ( )-منحرف می کنند
نکته :فرم د و ال بودن قند هیچ ارتباطی با راستگرد یا چپ گرد
بودن ندارد فقط و فقط به موقعیت گروه OHمتصل به کربن
ماقبل آخر قند ربط دارد
در ایزومر انانتیومر (یک قند و تصویر آینه آن نسبت بهم انانتیومر
هستند)
-1در دوقند که تمام گروهای OHجهت مخالف دارند
-2یک جفت از انانتیومرها نام یکسان دارند
-3آنها نور پال ریزه را بطور یکسان ولی دردو جهت مخالف می چرخانند اگر یکی از
آنها ) D(+است دیگری )-( Lاست
مثال :گلوکز ) D(+و گلوکز )-( L
فروکتوز )-(Dو فروکتوز )+(L
تفاوت دو قند اگر فقط در جهت یکی از گروهای OH
متصل به کربن های نا متقارن ( غیر از کربن ماقبل
آخر) باشد آن دو قند اپی مر یکدیگر هستند مانند :
مانوز اپی مر 2گلوکز
گاالکتوز اپی مر 4گلوکز
آلوز اپی مر 3گلوکز
زایلوز اپی مر 3ریبولوز
این ایزومر بر اساس جهت گروه عامل ( OHباال یا پایین)
متصل به کربن نا متقارن قند (کربن آنومر) در شکل
حلقوی بدست می اید:
انواع α :و β
تعداد ایزومری نوری =2 n
تعداد کربنهای نامتقارن= n
برای محاسبه nدو حالت وجود دارد :
-1قند الدوز:
خطیn= N-2:
حلقویn=N- 1 :
-2قند کتوز:
خطیn=N- 3 :
حلقویn=N -2:
= Nتعداداتم های کربن قند
ایزومری ها
آلدوز
کنفور ماسیون
قایق
صندلی
کانفیگوراسیون
پاکت
نوری
حلقوی
پیران
فوران
آنومر
اپیمر(تصویر آینه
ای نیستند)
انانتیومر( تصویر
آینه ای)
کتوز
-1اکسیداسیون
-2احیا
-3تشکیل استر
-4آمیناسیون
-5تشکیل گلیکوزید
-1اکسیداسیون قندها (گلوکز) در سه حالت اتفاق می
افتد:
الف -اسیدهای آلدونیک :اکسیداسیون عامل آلدئیدی
(کربن )1
گلوکونیک اسید
مثال :گلوکز
ب -اسیدهای ارونیک :اکسیداسیون عامل الکلی نوع اول
(آخرین کربن یا کربن شماره 6در گلوکز)
گلوکورونیک اسید
مثال :گلوکز
ج -اسیدهای آلداریک :اکسیداسیون هر دو عامل مذکور
گلوکاریک (ساخاریک)
مثال :گلوکز
ماناریک (شیره صمغ)
مانوز
موسیک اسید
گاالگتوز
-2احیا:
به دو صورت انجام می شود:
الف :گرفتن Hو تشکیل پلی الکل
ب :از دست دادن اکسیژن و تشکیل داکسی قندها
آمیناسیون قندها :قندها با آمینها ترکیب شده و به
مشتق آمینی خود تبدیل میشوند
مثال:
Glc A
Man A
Gal A
NAG
گلوکز آمین ( - )Glc Aمانوز آمین()Man A
ان استیل گلوکز آمین()NAG
گلوکز آمین +استیل
ان استیل مانوز آمین()NAM
مانوز آمین +استیل
اسید سیالیک(:اسید پیرویک) NAM+ PA
فرمهای مختلفی از استر در قندها یافت میشود که شامل :
الف -استر های فسفاته که نقش مهمی در متابولیسم قندها دارند
مانند:
= G6Pگلوکز -6فسفات
گلوکز 1و 6بیس فسفات= G1, 6 bis (Di)P,
= R5P.ریبوز 5فسفات
ب -استرهای سولفاته قندها که در ساختمان گلیکوز
آمینو گلیکانها ( )GAGبوفور وجود دارند
مانند:
= Gal 6 sulfateگاالکتوز 6سولفات
Gal 4 sulfate.گاالکتوز 4سولفات
بدو فرم وجود دارند که شامل:
O- glycoside
الف – ترکیبات O-گلیکوزیدی
از ترکیب یک گروه الکلی ( از قند یا آمینو اسیدهای هیدروکسیلیک) با OHکربن
آنومر قند دیگر تشکیل می شود.
مثال :الیگو ساکارید ها و پلی ساکاریدها
ب -ترکیبات Nگلیکوزیدی
از ترکیب گروه آمینی آمینها یا آمینو اسیدها باگروه OHکربن آنومر یک قند
تشکیل می شود
مانند :نوکلئوزیدها
N-glycoside
خاصیت احیا کنندگی منو ساکاریدها
قندهای احیا کننده کهه دارای کهربن آنهومر آزاد هسهتند قادرنهد
عوامههل اکسههید کننههده را ( ماننههد فههری سههیانید ،و برخههی از
فلزات مانند مس ونقره ) احیا کنند و در نتیجه ایهن واکهنش
خودشان به یک قند اسیدی تبدیل می شوند
گلوکز یک قند احیا کننده است و مبنای ایهن واکنشههای احیها
کننده اساس تشخیصی برای قند خون است
شههامل 10-2واحههد منوسههاریدی هسههتند کههه از طریههق پیونههد
گلیکوزیدی بهم متصل شده اند
دی ساکاریدها مهمتهرین الیگهو سهاکارید هها هسهتند کهه بهه دو
فرم وجود دارند:
-1آزاد:
مالتوز ،سوکروز
-2بصورت با سایر ترکیبات :
گلیکو پروتئینها ،گلیکو لیپیدها
-1دی سا کارید احیا کننده :
از ترکیب OHکربن آنومر یک قند با OHغیر آنومر قند دیگرتشکیل می شود
بطوریکه یکی از کربنهای آنومر آزاد است و خاصیت احیاکنندگی دارد
مانند مالتوز ،الکتوز
-2دی ساکارید غیر احیاکننده :
از ترکیب OHدو کربن آنومردو قند ایجاد میشود و فاقد کربن آنومر آزاد و
خاصیت احیاکنندگی میباشد مانند سوکروز ،ترهالوز
-1دی ساکارید های مهم احیا کنندها:
دی ساکارید
مالتوز(از هیدرولیز نشاسته )
منو ساکارید تشکیل دهنده
نوع اتصال
گلوکز +گلوکز )(α +β
الکتوز( قند شیر)
سلوبیوز
(از هیدرولیز سلولز حاصل میشود)
1-4
گلوکز +گاالکتوز()β+β
1-4
گلوکز +گلوکز ( )β+β
1- 4
-2دی ساکارید های مهم غیر احیا کننده
دی ساکارید
سوکروز
( قند نشاسته)
ترهالوز
منو ساکارید های تشکیل دهنده
فروکتوز +گلوکز
) (α+β
گلوکز +گلوکز
نوع اتصال
1-2
1-1
پلی ساکاریدها
مشخصات و خواص پلی ساکاریها:
-1از واحد های قندی تشکیل شده اند
-2مولکول های درشتی هستند
-2تماما غیر احیا کننده هستند?
دو دسته هستند:
-1همو پلی ساکارید -2هتروپلی ساکارید
همو پلی ساکاریدها :به 4دسته تقسیم میشوند:
الف -پلی ساکارید های خطی :پلی مری خطی از واحد های مونوساکارید ی که توسط
اتصاالت 1-4بهم متصل شده اند:
آمیلوز (شامل واحد های αگلوکز)
و اینولین
شود)
(شامل واحدهای βفروکتوز و αگلوکز که در پزشکی برای تعیین سرعت فیلتراسیون استفاده می
ب-پلی ساکارید شاخه دار :
پلیمری شاخه دارازواحدهای گلوکز که با اتصاالت1-4و1-6
بهم متصل شده اند :
-آمیلوپکتین،گلیکوژن
ج -پلی ساکارید های ساختمانی :
پلی مری خطی از واحدهای که توسط
اتصاالت 1-4بهم متصل شده اند:
-سلولز ( شامل βگلوگز )
کیتین ( شامل Nاستیل گلوکز آمین با اتصاالت )1-4 βدر صدف و اسکلت حشرات وجود دارد
د-پلی ساکارید های ذخیره ای:
پلیمری شاخه دارازواحدهای گلوکز که بااتصاالت 1-4 αو -6بهم متصل شده اند:
-aذخیره ای گیاهی :نشاسته
-bذخیره ای حیوانی:
گلیکوژن ( در کبد و ماهیچه)
-2هترو پلی ساکاریدها :
الف --گلیکوز آمینو گلیکان
ب -پروتئوگلیکان ها
ج -گلیکو پروتئین ها (موکوپروتئین ها)
د -لیپوساکاریدها
الف -گلیکوز آمینو گلیکان:
در اکثریت گلیکوزآمینو گلیکانها( )GAG
زنجیره پلی ساکاریدی بطور کوواالن به
پروتئینها متصل شده اند :
*بشدت هیدراته،ژل مانند و همراه بامنافذ هستند
*از اجزای اصلی ماتریکس خارج سلولی
می باشند
*بخش عمده ساختمان آنهااز واحد های دی ساکاری تکرار شونده مختلف که
همواره داری قند آمینی با یک اسید ارونیک میباشند تشکیل شده و در صد
پروتئین ساختمان آنها بسیار کم می باشد.
*واحدهای دی ساکاریدی توسط اتصاالت 1→3یا 1→4یا هردو بطور
متناوب بهم وصل شده اند
انواع گلیکوز آمینو گلیکانها
هیالوران در پوست ،بند ناف
کندروایتین سولفات در غضروف ،استخوان ،پوست
هپاران و کراتان سولفات در پوست وریه
هپارین در ریه،طحال ،کبد ،ماهیچه
کراتان سولفات در غضروف ،قرنیه
-2پروتئو گلیکان ها(پپتیدوگلیکان ها):
مانند مورین در ساختمان دیواره باکتری
-3گلیکو پروتئین ها(موکوپروتئین ها):
-1شامل یک جز قندی و یک جز پروتئینی با اتصال Oلینک
یا لینک Nهستند
-2درصد پروتئین در آن ها بیشتر از قند است
-3فاقد اسیدهای ارونیک و استرهای سولفات هستند
-4از اجزای غشای سلولی می باشند مانند:
گلیکوفورین که در غشای گلبول قرمز قرار دارد
-5جز آنتی ژن های گروه های خونی هستند
-6جز پروتئین های سرم هستند مانند
الف (α -آلفا) گلبولینها که حاوی قندهای فوکوز ،مانوز گاالکتوز ،ان استیل گلوکز آمین و
مشتقات اسید سیالیک هستند مانند اوروزوموکوئیدها و هاپتو گلوبین که جزα 2گلوبین
هاست و به همو گلوبین متصل شده و مانع دفع آن از کلیه میگردد
ب -سروپالسمین و ترانسفرین که جز بتا گلوبینها هستندو بترتیب ناقل مس و آهن هستند
ج -ایمونوگلوبینها( گاما گلوبولینها)که ایجاد مصونیت میکنند
د -ترانس کورتین که در انتقال هورمونهای کورتیکوئیدها ی خون نقش دارند
ه -پروترومبین و فیبرینوژن که در انعقاد خون نقش دارند
انواع اجزای قندی موجود در ساختمان گلیکوپروتئنها:
-1قند ساده مانند مانوز و گاالکتوز
-2دزوکسی قند ها مانند ال-رامنوز ( -6دزوکسی ال مانوز)و ال-
فوکوز ( 6دزوکسی ال گاالکتوز)
-3هگزوز آمینها مانند د -گلوکز آمین ،د-گاالگتوز آمین که غالبا
استیله هستند مانند ان -استیل گلو کوز آمین ،ان-استیل گاالکتوز
آمین
-4اسید سیالیک که از مشتقات نورامینیک اسید است که به گلیکو
پروتئنها خاصیت اسیدی داده و معموال در انتهای زنجیره گلیکانی
قرار میگیرد
-4لیپو ساکاریدها ( گلیکو لیپید ها):
-1شامل یک جز قندی ویک جز لیپیدی هستند
-2از اجزای غشای سلول هامی باشند مانند
سربروزیدها و گانگلیوزیدها که در غشای
سلول های مغز قرار دارند
-1پلیمرهای –) Alginate – Ca2+ binndigنمک اسید
آلرژنیک مانند آلرژینات کلسیم)که در جلبک قهوهای وجوددارندو
بعنوان کف ،پارچه یا توری برای پوشاندن زخمها ی جراحی
بصورت پارچه جاذب بکار می رود.
-2پلیمرهای آگارز ،آگاروپکتین و گاالکتوز
-3گلیکوز آمینو گلیکانها دارای دی ساکاریدهای تکرار شونده با
قند های آمینی و بارهای منفی
شیرینی نسبی قند طبیعی-1
Sucrose:
Glc:
70
Fru:170
Mal: 30
Lac: 16
100
شیرینی نسبی قندهای مصنوعی-2
Cyclamate: 3, 000
• Aspartam: 20, 000
• Saccarin: 40, 000
• Monilin: 400, 000
•
-1تشکیل کریستال(اوزازون)
-2واکنش فورفورال و هیدروکسی فور فورال با الکلهای
حلقوی
-3رنگ آمیزی با ید
-4واکنشهای آنزیماتیک مانند گلوکوکیناز ،هگزوکیناز و
گلوکواکسیداز
5واکنشهای اکسید و
و احیا ( تست بندیکت)