Transcript Struktura, vlastnosti a funkce sacharidů Vladimíra Kvasnicová

Struktura, vlastnosti a funkce
sacharidů
Vladimíra Kvasnicová
SACHARIDY
(glycidy)
= uhlohydráty, uhlovodany, karbohydráty
= polyhydroxyaldehydy
nebo
polyhydroxyketony
17 kJ/g
•monosacharidy
•oligosacharidy
•polysacharidy
heteroglykosidy = složené sacharidy
• proteoglykany
• glykoproteiny
• glykolipidy
mezibuněčná
hmota
buňka
bakterie
Obrázek převzat z knihy: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005
MONOSACHARIDY
GLUKÓZA – centrální postavení
chirální uhlík
Obrázky převzaty z knihy Harper´s Biochemistry a z http://www.vuw.ac.nz/staff/paul_teesdalespittle/organic/chiral_web/images/fig1_5d.gif (říjen 2007)
zrcadlo
Obrázek převzat z http://astrobiology.berkeley.edu/Mars101/pix/image003.jpg (říjen 2007)
počet izomerů pro n(C*) = 2n
n = 1, 2, 3, ...
Obrázek převzat z http://webphysics.davidson.edu/Alumni/bedenius/liqcry/chiral.gif (říjen 2007)
Klasifikace monosacharidů
aldózy (-CHO)
ketózy (C=O)
triózy (C3)
glyceraldehyd
dihydroxyaceton
tetrózy (C4)
erytróza
erytrulóza
pentózy (C5)
ribóza
ribulóza
hexózy (C6)
glukóza
fruktóza
Izomery monosacharidů
1) D- a L- izomery
= zrcadlové obrazy
(enantiomery)
významné jsou
D-monosacharidy
Obrázky převzaty z učebnice Harper´s Biochemistry
2) pyranózy a furanózy
• pyranózy: aldohexózy
• furanózy: fruktóza
ribóza
převažuje
glukopyranóza
Obrázky převzaty z učebnice Harper´s Biochemistry
3)  a  anomery
-D-Glc
pouze cyklické
formy
-D-Glc
• při rozpouštění cukru ve vodě se ustanovuje
rovnováha mezi anomery = mutarotace
(optická otáčivost anomerů se liší)
Obrázek převzat z http://www.cbs.umn.edu/bmbb/brl/carb/CarbTJSA/Haworth/TwoAnomers.jpg (říjen 2007)
4) aldo-/keto- izomery
aldóza / ketóza
glyceraldehyd / dihydroxyaceton
ribóza / ribulóza
glukóza /fruktóza
Obrázky převzaty z učebnice Harper´s Biochemistry
5) epimery
= izomery cukrů lišící se
polohou pouze jedné
–OH skupiny
Man = 2-epimer Glc
Gal = 4-epimer Glc
Obrázky převzaty z učebnice Harper´s Biochemistry
Gal je součástí
laktózy (v mléce)
Gal i Man a jejich
deriváty se
nacházejí
v heteroglykosidech
Obrázky převzaty z učebnice Harper´s Biochemistry
Fyziologicky významné monosacharidy
ALDÓZY
Obrázky převzaty z učebnice Harper´s Biochemistry
Fyziologicky významné monosacharidy
KETÓZY
Obrázky převzaty z učebnice Harper´s Biochemistry
Deriváty monosacharidů
1) redukcí karbonylové skupiny
vznikají cukerné alkoholy
glukóza → glucitol (= sorbitol)
fruktóza
manóza → manitol
galaktóza → galaktitol
Obrázek převzat z knihy: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of
Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005
2) oxidací vznikají kyseliny
• aldarové (glukarová)
na C1 i C6 = dikarboxylové
• aldonové (glukonová)
na C1
• alduronové (glukuronová)
na C6
3) redukcí sekundární –OH
skupiny vznikají
deoxycukry
2-deoxy-D-ribóza
4) náhradou –OH skupiny
aminoskupinou vznikají
aminocukry
D-glukózamin
Obrázky převzaty z učebnice Harper´s Biochemistry
aminocukry bývají acetylovány
(součást heteroglykosidů)
Obrázek převzat z knihy: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005
5) esterifikací vznikají
estery
• s H3PO4
(meziprodukty
metabolismu)
• s H2SO4 (součást
proteoglykanů)
Obrázek převzat z knihy: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of
Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005
6) reakcí s alkoholy nebo
aminy vznikají glykosidy
• O-glykosidová vazba
(di- a polysacharidy,
vazba na proteiny)
• N-glykosidová vazba
(v nukleových kys.,
vazba na proteiny)
Obrázek převzat z knihy: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of
Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005
O-glykosidová vazba
Obrázek převzat z http://www.nmc.edu/~koverbaugh/bio115/Image14.gif (říjen 2007)
Adenosintrifosfát
(ATP)
N-glykosidová
vazba
ribóza
Obrázek převzat z http://www.thebestlinks.com/images/f/f5/ATP.png (říjen 2007)
DISACHARIDY
SALÁM
• SAcharóza
• LAktóza
• Maltóza
sacharóza nemá
redukční účinky
volný anomerní (= poloacetalový) hydroxyl  redukční účinky
Sacharóza
-Glc(1→4)Gal
-Gal(1→4)Glc
-Glc(1→2)- Fru
Obrázek převzat z knihy: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005
POLYSACHARIDY
• homopolysacharidy
škrob, glykogen,
celulóza, inulin
• heteropolysacharidy
glykoproteiny,
proteoglykany
• rozvětvené
• nerozvětvené
• zásobní
škrob,
glykogen,
inulin
• strukturní
celulóza,
proteoglykany
ŠKROB (Glc)n
amylóza (maltóza)n
(1→4) glykosidové vazby
amylopektin
(1→4) glykosidové vazby
(1→6) glykosidové vazby
Obrázky převzaty z učebnice Harper´s Biochemistry
GLYKOGEN
(Glc)n
OH
neredukující konec
redukující konec
Obrázek převzat z http://students.ou.edu/R/Ben.A.Rodriguez-1/glycogen.gif (říjen 2007)
CELULÓZA
-Glc(1→4)Glc
Obrázky převzaty z http://web.chemistry.gatech.edu/~williams/bCourse_Information/6521/carbo/glu/cellulose_int_2.jpg
http://www.kjemi.uio.no/14_skole/modul/Evina_organisk/Org_K3fig14_cellulose.JPG (říjen 2007)
PROTEOGLYKANY
osový protein
+
glykosaminoglykany
(GAG)
(aminocukr-uronová kys.)n
Obrázek převzat z http://www.grandmeadows.com/archives/truth1.gif (říjen 2007)
Převzato z http://departments.oxy.edu/biology/Stillman/bi322/030101/F9_23.gif (říjen 2008)
GLYKOPROTEINY
Obrázek převzat z knihy: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005