6. ogljikovi hidrati
TRANSCRIPT
OGLJIKOVI HIDRATI
• Monosaharidi (enostavni sladkorji): ni jih mogoče razgraditi v milihpogojih
• Oligosaharidi - običajno 2 - 10 monosaharidnih ostankov
• Polisaharidi: polimeri iz monosaharidov (glikozidna vez)
• Aldoze in ketoze: polivalentni alkoholi z aldehidno oz. ketonskoskupino
• Trioze, tetroze, pentoze, heksoze, heptoze, itd. : štev. C-atomov• Aldoze s 3C in več C-atomi ali ketoze s 4C in več so kiralne• Fischerjeva projekcija; D, L sistem
MONOSAHARIDI
L-izomera D-izomera
Gliceraldehid Dihidroksiaceton
D-eritroza D-treoza
D-riboza (Rib) D-arabinoza (Ara) D-ksiloza (Xil) D-liksoza (Lyx)
D-gliceraldehid
D-glukoza(Glc)
D-manoza(Man)
D-galaktoza(Gal)
ALDOTRIOZA
ALDOTETROZI
ALDOPENTOZE
ALDOHEKSOZE
GL
ICE
RA
LD
EH
IDN
A D
RU
ŽIN
A
Dihidroksi-aceton
D-eritruloza
D-ribuloza D-ksiluloza
D-fruktoza
KETOTRIOZA
KETOTETROZA
KETOPENTOZI
KETOHEKSOZE
DIHIDROKSIACETONSKADRUŽINA
• D, L = konfiguracija predzadnjega asimetričnega centra (C-atoma) • D,L ne označujeta rotacijskega kota za sukanje ravnine polarizirane svetlobe ! • D-sladkorji prevladujejo v naravi (L-aminokisline !)
STEREOKEMIJA
Enantiomere
Zrcalni sliki
D-fruktoza L-fruktoza
• Enantiomeri - stereoizomeri, zrcalni sliki ena drugi
• Pari izomer z nasprotno konfiguracijona enem ali več kiralnih centrih nisozrcalne slike - so diastereoizomere
• Glukoza (aldoza) lahko ciklizira in tvori cikličnihemiacetal
• Fruktoza (ketoza) lahko ciklizira in tvori cikličnihemiketal
• Ciklična oblika Glc je piranoza• Ciklična oblika Fru je furanoza
GlukopiranozaHawortovaprojekcija
GlukopiranozaFischerjevaprojekcija
α-D-
β-D-
Alkohol Aldehid Hemiacetal
D-glukoza
CIKLIČNI MONOSAHARIDI
• 1. Sladkorni alkoholi: blaga redukcija sladkorjev
• 2. Deoksi sladkorji: sestavina DNA, itd.
• 3. Sladkorni estri: fosfatni estri kot ATP, Glc-6-P
• 4. Aminosladkorji: imajo amino skupino namesto hidroksilne
• 5. Acetali, ketali in glikozidi: osnova za oligo- in poli-saharidi
• 6. Kisline
MONOSAHARIDNI DERIVATI
D-glucitol(sorbitol)
D-manitol D-ksilitol
D-glicerol mio-inozitol D-ribitol
SLADKORNI ALKOHOLI
2-deoksi-α-D-riboza α-D-ramnoza (Rha) α-L-fukoza (Fuc)
Ouabain - glikozid(inhibitor Na+,K+-črpalke)
α-D-ramnoza (Rha)
DEOKSISLADKORJI
Strophanthus preussii
α-D-glukoza-1-fosfat α-D-fruktoza-1,6-bifosfat
Adenozin-5’-trifosfat
SLADKORNI ESTRI (FOSFATNI)
β-D-glukozamin β-D-galaktozamin
AMINOSLADKORJI
N-acetil-neuraminska kisl. NANA
Muraminska kisl.(bakterijska stena)
Piruvat
N-acetil-manozamin
AMINOSLADKORJI
ACETALI IN KETALI
D-Glukoza
D-Glukarska kislina
Oksidacija na C1 in C6
Oksidacija na C1
Oksidacijana C6
D-Glukonskakislina
D-Glukuronskakislina
D-δ-Glukonolakton
OKSIDACIJA GLUKOZE
• 2 – 10 monosaharidov (enaki, različni)
α-, β-glikozidne vezi
• Reducenti, če prosti anomerni C-atom (saharoza ni reducent !)
• Dogovor npr.: Glc-α(1 4)Glc ali Glc-α1,4-Glc, β-1,4, α-1,6, itd.
OLIGOSAHARIDI
Saharoza(Glc-α−1,2-Fru)
Celobioza(Glc-β−1,4-Glc)
Saharoza
Maltoza (Glc-α−1,4-Glc)Laktoza (Gal-β−1,4-Glc)
Izomaltoza (Glc-α−1,6-Glc)
Prost anomerniC-atom (reducir.)
DISAHARIDI
Vloga: rezervne snovi, strukturna, informacijska
• Nomenklatura: homopolisaharidi vs. heteropolisaharidi
• Škrob in glikogen: rezervni snovi
• Hitin in celuloza: strukturni molekuli
• Polisaharidi cel. površine: informacijske molekule
POLISAHARIDI
• Rastlinski rezervni polisaharid
• Sestava:• 10-30% amiloza (α-1,4 vezi), 1 reducirajoči konec• 70-90% amilopektin (α-1,4 in α-1,6 vezi), razvejan vsakih 12-30 ostankov
z α-1,6 vezmi
ŠKROB
amiloza
amilopektin
Jod
• Amiloza slabo topna v hladni vodi, tvori micelarno suspenzijo
• Amiloza ima helikalno zgradbo v vodi– Jod se veže v heliks modra barva
ŠKROB –TOPNOST
α-D-Glc-1-P
Reducirajoči konec
Nereducirajočikonec
Amiloza
FOSFORILIZA AMILOZE
Rezervni polisaharid pri živalih (živalski amilopektin)
• Glikogen predstavlja do 10% mase jeter in 1-2% mišične mase
• Glikogen je oblika rezervne energije za organizem
• Razlika od amilopektina: vsakih 8-12 Glc ostankov razvejitev z α-1,6vezjo
• Glikogen (kot amilopektin) : rdeče-vijolična barva z jodom
GLIKOGEN
Celuloza
Hitin
N-acetilglukozamin
β-1,4
Manan
ManozaPoli-D-Manuronat
Poli-L-Guluronat
STR
UK
TU
RN
I PO
LIS
AH
AR
IDI
• Strukturni polisaharidi – podobni rezervnim, vendar drugačne glikozidne vezi !• Celuloza : količinsko najbolj zastopan polimer na zemlji, glavna opora za drevesa
in druge rastline• Celuloza je lahko mehka : bombaž
β(1,4) vezi med Glc ! • Veriga celuloze tvori iztegnjeno trakasto strukturo v prostoru
CELULOZA
α-1,4-glikozidna vez Glc v amilozi
β-1,4-glikozidna vez Glc v celulozi
H-veziznotraj verige
H-vezi med verigami H-vezi med
ravninama
• Hitin – ekzoskelet rakov, insektov, pajkov, celičnih sten gliv
• Polimer β-1,4- N-acetil-GlcNH2
• Podoben celulozi: vendar C-2 je N-acetiliran
HITIN
• Alginati : Ca2+-vezavni polimeri iz alg• Agaroza in agaropektin –
galaktozna polimera• Glikozaminoglikani –
ponavljajoči se disaharidi z amino-sladkorji innegativnimi naboji –tvorijo glikokaliks
DRUGI STRUKTURNIPOLISAHARIDI
Pomembne funkcije ! • Živalska celica: površina je izredno raznolika zaradi glikoproteinov in
proteoglikanov• Polisaharidne strukture regulirajo medcelične interakcije in prepoznave• ”Informacija" v teh strukturah določena naborom encimov, ki sintetizirajo te
polisaharide
POLISAHARIDI NA CELIČNI POVRŠINI
LDL receptor
Glaveglobularnihproteinov
Glikokaliks (10 nm)
Plazemska membrana
levkosialin
O-vezanisladkorji
OLIGOSAHARIDNE VEJE VGLIKOPROTEINIH
Ribnukleaza B Humani IgG Lizosomalni encimi Luteinizirajoči hormon
Jajčni albumin Serumski glikoproteini Tiroglobulin
Glikoproteini z glikozaminoglikani- sestavina cel.membran in
glikokaliksa- iz proteinov z enim ali dvema
tipoma glikozaminoglikanov
PROTEOGLIKANI
verzikan serglicinHrustančniproteoglikan
dekorin
sindekan
• Modulacija procesov celične rasti
– Vezava rastnih faktorjev na proteoglikane: rezervoar zarastne dejavnike na celični površini
• “Mazivo” v sklepih
– hrustančni matriks iz proteoglikanov absorbira veliko vode. Med gibanjem : “iztiskanje” vode - ponovna absorbcija
FUNKCIJE PROTEOGLIKANOV