Mono və polisaxaridlərin quruluşu və xassələri. Qlikozid
Karbohidratların funksiyaları - struktur və köməkçi funksiyalar (selüloz bitkilərin hüceyrə divarlarının əsas struktur komponentidir, göbələk xitin, xitin artropodların ekzoskeletinin sərtliyini təmin edir); - qoruyucu rol (bitkilərdə: ölü hüceyrələrin hüceyrə divarlarından ibarət sünbüllər, tikanlar və s.; - enerji funksiyası (1 q karbohidrat oksidləşdikdə, 4,1 kkal enerji ayrılır); - plastik funksiya (onlar mürəkkəb molekulların bir hissəsidir, məsələn, riboza və dezoksiriboza RTP, DNA-nın saxlanma funksiyalarında iştirak edir, heyvanların nutrigenləri və s.); və inulin - bitkilərdə); - osmotik funksiya (orqanizmdə, o cümlədən qanda osmotik təzyiqin tənzimlənməsində iştirak edir); - reseptor funksiyası (onlar bir çox hüceyrə reseptorlarının qəbuledici hissəsinin bir hissəsidir).
Stereoizomerizm Monozlar Bir və ya bir neçə asimmetrik karbon atomunun konfiqurasiyası ilə fərqlənən karbohidratların stereoizomerlərinə diastereomerlər deyilir. Epimerlər və enantiomerlər diastereomerlərin xüsusi hallarıdır. Güzgü görüntüsünə bir cisim kimi bir-biri ilə əlaqəli olan diastereomerlərə enantiomerlər deyilir. Enantiomerlər eyni fiziki və kimyəvi xassələrə malikdirlər, optik xassələri və bioloji aktivliyi ilə fərqlənirlər. Diastereomerlər yalnız bir asimmetrik karbon atomunun konfiqurasiyasına görə fərqlənirlərsə, onlara epimerlər deyilir. İkinci karbon atomunun konfiqurasiyası fərqlidirsə, belə diastereomerlər sadəcə epimerlər adlanır; başqa karbon atomları varsa, bu atomun nömrəsi adına əlavə olunur.
Kimyəvi xassələri monoz Karbohidratlar heterofunksional birləşmələrdir və həm açıq, həm də siklik formada mövcud ola bilərlər. Hamısı kimyəvi reaksiyalar daxil olduqları , üç qrupa bölmək olar: karbonil qrupunun iştirak etdiyi reaksiyalar (reduksiya, oksidləşmə); hidroksil qruplarının iştirak etdiyi reaksiyalar (efirlərin və efirlərin əmələ gəlməsi); hemiasetal hidroksil (qlikozidlərin alınması) ilə əlaqəli reaksiyalar.
Monozların reduksiyası Monozların karbonil qrupu azaldıqda poliollar (çox atomlu spirtlər) əmələ gəlir. Bunlar suda asanlıqla həll olunan və tez-tez şirin dadı olan kristal maddələrdir, buna görə də bəziləri şəkər əvəzediciləri (ksilitol, sorbitol) kimi istifadə olunur. Ketozlar (aldozlardan fərqli olaraq) 2 poliol verir, çünki keto qrupunun karbon atomu reduksiya zamanı asimmetrik birinə çevrilir və bu, ikinci karbon atomunda başqa bir izomerik poliolun olmasına səbəb olur. Qlükozanın sorbitola qədər azaldılması askorbin turşusunun sənaye sintezindəki mərhələlərdən biridir.
Monozların oksidləşməsi Aldozlar ketozalara nisbətən daha asan oksidləşirlər. Zəif oksidləşdirici maddələrlə (mis (II) hidroksid, gümüş hidroksidin ammonyak məhlulu) qarşılıqlı təsirdə olduqda, aldehid qrupu karboksilə oksidləşir. -on turşuları (qlükon, mannon və s.) alınır.Aldozaların daha güclü oksidləşdirici maddələrlə (seyrelmiş nitrat turşusu) qarşılıqlı təsiri aldehid və ilkin spirt qruplarının oksidləşməsinə səbəb olur. Dikarboksilik turşular əmələ gəlir. Fermentlərin iştirakı ilə oksidləşmə aldehid qrupuna təsir etmədən ilkin spirt qrupundan keçə bilər. Bu zaman uron turşuları alınır.
Ketozun oksidləşməsi güclü oksidləşdirici maddələrin təsiri altında baş verir və karbon skeletinin məhv edilməsi ilə müşayiət olunur. Bağın qırılması iki şəkildə baş verə bilər: birinci və ikinci, həmçinin ikinci və üçüncü karbon atomları arasında. Bu halda, bütün terminal karbon atomları karboksil qruplarının əmələ gəlməsi ilə oksidləşir. D fruktoza oksidləşməsi nəticəsində dörd reaksiya məhsulu əmələ gəlir. Birinci və ikinci karbon atomları arasındakı əlaqə pozulduqda, formik və D-arabin turşuları əmələ gəlir. İkinci və üçüncü karbon atomları arasında əlaqə pozulduqda, oksalik və mezotartar turşuları əmələ gəlir: Təkcə aldozaların deyil, ketozların da "gümüş güzgü" reaksiyası verməsi (zəif oksidləşdirici maddə ilə - gümüş hidroksid ammonyak məhlulu ilə) reaksiyanın qələvi mühitdə baş verməsi ilə izah olunur, burada tarikoz alkalilərin epitoza çevrilməsi mümkündür. Yaranan aldozlar güclü reduksiya agenti kimi çıxış edir.
Efirlərin əmələ gəlməsi Efirlər monozaların hidroksil qruplarını alkil halogenidlərlə reaksiyaya salmaqla əldə edilir. Eyni zamanda, həm hemiasetal və spirt hidroksi qrupları reaksiyaya girir. Hemiasetal qrupu –OH daha reaktivdir, ona görə də bu qrupda efirin əmələ gəlməsi daha sürətli gedir. Yaranan monoesterlər qlikozidlər (piranozidlər və furanozidlər) adlanır. Spirtli hidroksil qruplarının əmələ gətirdiyi efirlər hidroliz olunmur və qlikozid bağı qələvi mühitdə asanlıqla hidrolizə olunur. Qlikozidlərin məhlulları mutarotasiyaya uğramır.
Qlikozidlərin təsnifatı Qlikozidlər təkcə spirtlərlə qarşılıqlı təsirdə əmələ gələn karbohidrat asetallar deyil, həm də hemiasetal hidroksilinin digər birləşmələrlə qarşılıqlı təsiri nəticəsində yaranan məhsullar adlanır. Hemiasetal hidroksillə əmələ gələn bağa qlikozid bağ da deyilir. Dövrün ölçüsündən asılı olaraq qlikozidlər piranozidlərə və furanozidlərə bölünür. Qlikozidin karbohidrat olmayan hissəsinə aqlikon ("şəkər deyil") deyilir. Qlikozidləri qlikozidlərin şəkər hissəsinə aqlikonun hansı atomunun bağlanmasından asılı olaraq təsnif etmək olar: C qlikozidlər, O qlikozidlər, N qlikozidlər, S qlikozidlər.
Esterlərin əmələ gəlməsini monosaxaridlərə üzvi turşuların anhidridləri ilə təsir etməklə əldə etmək olar. Məsələn, sirkə anhidridlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda monosaxaridlərin asetil törəmələri alınır. Esterlər həm turşu, həm də qələvi mühitdə hidroliz olunur. Bütün bitki və heyvan orqanizmlərində olan fosfor turşusunun efirləri - fosfatlar böyük əhəmiyyət kəsb edir. Bunlara ilk növbədə D-qlükoza fosfatları daxildir: 1 D-qlükoza fosfat fosforilaza fermentinin köməyi ilə qlikogenin hidrolizi yolu ilə alınır; 6 qlükoza fosfat qlikolizin birinci mərhələsində (orqanizmdə qlükoza katabolizmi) əmələ gəlir. Fosfatlar D riboza və 2 deoksi D riboza DNT, RNT, ATP və bir sıra koenzimlərin struktur elementləri kimi xidmət edir.
Disakaridlər (biozlar) O-qlikozid bağı ilə bağlanan iki monosaxarid molekulunun kondensasiya məhsuludur. Hər iki hemiasetal hidroksil kondensasiya reaksiyasında iştirak edərsə və iki monoza qalığı qlikozid-qlikozid bağı ilə bağlanarsa, reduksiya etməyən disaxarid əmələ gəlir. Belə bir disakariddə qlikozid hidroksil yoxdur, açıq aldehid formasına çevrilə bilməz və buna görə də metal oksidlərini azaltmır (mis hidroksid və ya "gümüş güzgü" reaksiyası ilə reaksiya vermir). Kondensasiya reaksiyasında bir hemiasetal və bir spirt hidroksil iştirak edərsə və iki monoza qalığı qlikozid-qlikoza bağı ilə bağlanarsa, reduksiya edən disaxarid əmələ gəlir. Belə bir disakariddə qlikozid hidroksil var, bunun sayəsində açıq aldehid formasına çevrilə və azaldıcı agent kimi çıxış edə bilər.
Təbiətdəki oliqosakaridlər saxaroza ( qamış şəkəri, çuğundur şəkəri) bitkilərdə olduqca geniş yayılmışdır. reduksiya etməyən disaxarid. Maltoza (səməni şəkəri) 1,4 qlikozid bağı ilə bağlanmış iki D-qlükopiranoz qalığından ibarətdir. Maltoza amilaz fermentinin təsiri ilə nişastanın hidrolizi zamanı əmələ gəlir; çörəyi uzun müddət çeynəsəniz, tüpürcək amilazasının təsiri altında çörək nişastasından əmələ gələn maltozun şirin dadını hiss edə bilərsiniz. Disakaridin azaldılması. Cellobiose 1,4 qlikozid bağı ilə bağlanmış iki D qlükopiranoz qalığından ibarətdir. Bu lifin (selülozun) struktur vahididir. Disakaridin azaldılması. Laktoza (süd şəkəri) 1,4 qlikozid bağları ilə bağlanmış D qalaktopiranoza və D qlükopiranoza qalıqlarından ibarətdir. Yalnız məməlilərin südündə var, disaxaridi azaldır. Bədəndə laktaza fermentinin təsiri ilə hidroliz olunur, çatışmazlığı halında laktoza həzm etmək mümkün deyil. Buna görə də, laktaza çatışmazlığı olan insanlar süd istehlak etdikdə, laktoza həzm olunmur, lakin xoşagəlməz nəticələrlə (meteorizm, ishal) bağırsaq mikroflorası tərəfindən fermentasiya olunur. Trehaloza (göbələk şəkəri) hemiasetal hidroksil qrupları ilə əlaqəli iki D-qlükopiranoz qalığından ibarətdir, buna görə də trehaloza reduksiya etməyən disakariddir. Göbələklərdə və bəzi bitkilərdə olur. Mayada trehalozun tərkibi quru maddə əsasında 18%-ə çatır. Melibioza, gentibioza, turanoza, primveroza və s. kimi digər disaxaridlər nadirdir. Trisaxaridlər nadirdir. Qalaktoza, qlükoza və fruktozadan ibarət trisaxarid rafinoz şəkər çuğundurunda olur. Bu azaldan bir trisaxariddir. Digər trisaxaridlər (gentianose, melesytose, manninotriose, sellotriose, planteose) olduqca nadirdir. Staxioz tetrasaxarid iki qalaktoza qalığından, bir qlükoza qalığından və bir fruktoza qalığından ibarətdir. Stachyose lupin, soya, noxud, reduksiya etməyən tetrasaxarid toxumlarında olur. Tsiklik oliqosakaridlər - siklodekstrinlər amilazanın təsiri altında nişastanın hidrolizi zamanı əmələ gəlir. Onlar 1, 4 qlikozid bağları ilə əlaqəli 6 ... 10 D qlükoza qalıqlarından ibarətdir. Siklodekstrinlər yodla rəngli komplekslər əmələ gətirir və yod molekulları siklodekstrinin boşluğunda yerləşir.
Polisaxaridlər və ya poliozlar yüksək molekulyar ağırlıqlı karbohidratlardır. Kimyəvi təbiətə görə bunlar poliqlikozidlərdir. Polisaxarid molekullarında bir çox monosaxarid qalıqları bir-biri ilə qlikozid bağları ilə bağlıdır. Bu halda, əvvəlki qalıq ilə əlaqə üçün yeni qalıq, ən çox 4 m və ya 6 m karbon atomlarında bir spirt hidroksil qrupu təmin edir. Növbəti qalığa bağlanmaq üçün əvvəlki qalıq qlikozid (hemiasetal) hidroksil təmin edir. polisaxaridlərdə bitki mənşəliəsasən (1 4) və (1 6) birləşmələr edilir. Polisaxarid zəncirləri budaqlanmış və ya budaqsız (xətti) ola bilər. Polisaxaridlər turşu mühitdə hidrolizə məruz qalır və turşu mühitdə hidrolizə davamlıdır. Tam hidroliz monosaxaridlərin və ya onların törəmələrinin, natamam - disakaridlər də daxil olmaqla bir sıra aralıq oliqosakaridlərin əmələ gəlməsinə səbəb olur. Homopolisaxaridlər bir monosaxarid qalıqlarından ibarətdir, məsələn: nişasta, sellüloza, qlikogen və s.Heteropolisaxaridlər müxtəlif monosaxaridlərin qalıqlarından ibarətdir. Orqanizmdəki heteropolisaxaridlər zülallarla əlaqələndirilir və mürəkkəb supramolekulyar komplekslər əmələ gətirir. Heteropolisakkaridlərə misal olaraq hialuron turşusu və heparini göstərmək olar.
Nişasta bitkilər üçün əsas ehtiyat qidadır. Nişasta homopolisaxaridləri iki fraksiyaya bölünür: amiloza (15-25%) və amilopektin (75-85%). Amiloza (C 6 H 10 O 5) n. Amiloza polisaxaridləri təxminən 200 qlükoza qalığı olan budaqsız və ya bir qədər budaqlanmış zəncirlərdir. Amiloza malikdir kristal quruluşu. İçində həll olunur isti su, lakin həllər dayandıqda, tezliklə çökür. Yod ilə mavi rəng verir. Fermentlər və turşular tərəfindən maltoza və qlükozaya asanlıqla hidrolizə olunur. Amilopektin (C 6 H 10 O 5) n. Amilopektin molekulları amilozadan daha mürəkkəbdir. Onlar 4000-ə yaxın qlükoza qalığı və 0,4% fosfor turşusu olan yüksək şaxələnmiş zəncirlərdir. Amilopektin isti suda həll olunmur, lakin güclü şəkildə şişirilir və bir pasta verir. Yod bənövşəyi rəngə boyanır.
Sellüloza (lif) Sellüloza və ya lif ən çox yayılmış bitki polisaxarididir. Bitkilər üçün dəstəkləyici material kimi çıxış edir. Pambıqda demək olar ki, 100% selüloz, ağac - 50 ... 70% var. Sellüloza β (1 4) qlikozid bağları ilə birləşən β D qlükopiranoz qalıqlarından qurulur. Zəncirin budaqları yoxdur, onun tərkibində 2500 12000 β D qlükoza qalığı var (molekulyar çəkisi 0,4 2 milyon). Selüloz zənciri öz oxu ətrafında spiral olaraq bükülmüş və bu vəziyyətdə qlükoza qalıqlarının hidroksillərinin hidrogen bağları ilə saxlanılan bir ip formasına malikdir. Ayrı-ayrı iplər molekullararası hidrogen bağları ilə lif xarakteri daşıyan bağlamalara bağlanır. Bu, sellülozun xüsusi mexaniki xassələrini, sellülozun yüksək möhkəmliyini və elastikliyini, əksər həlledicilərdə həll olmamasını təmin edir. Sərbəst spirt hidroksil qruplarının olması səbəbindən sellüloza spirtlər və turşularla reaksiyaya girərək efirlər əmələ gətirir. Asetat lifləri sellüloza asetatın asetondakı məhlullarından hazırlanır. Lif turşular tərəfindən asanlıqla hidrolizə olunur. Hidroliz məhsulları selodekstrinlər, sellobioza və qlükozadır. Sellüloza insan mədə-bağırsaq traktının fermentləri tərəfindən parçalanmır və qida maddəsi ola bilməz, lakin mədə-bağırsaq traktının fəaliyyətini tənzimləməyə kömək edir, yoğun bağırsağın peristaltikasını stimullaşdırır.
Pektin maddələri meyvə və tərəvəzlərdə olur, onlar üzvi turşuların iştirakı ilə jelləşmə ilə xarakterizə olunur. Qida sənayesi jele və marmelad istehsalı üçün. Pektik poliqalakturon turşusu pektin maddələrinin əsasını təşkil edir. Pektik turşu (1 4) qlikozid bağı ilə bağlanmış D-qalakturon turşusu qalıqlarından ibarətdir. Bəzi pektin maddələri xora əleyhinə təsir göstərir və bir sıra dərmanların əsasını təşkil edir, məsələn, psylliumdan olan plantaglucid.
Heteropolisaxaridlər Algin turşularına rast gəlinir qəhvəyi yosunlar. Budaqlanmamış zəncir bağlarla birləşdirilmiş (1 4) D-mannuron və L-quluron turşusu qalıqlarından qurulur. Algin turşuları qida sənayesində jelləşdirici maddələr kimi istifadə olunur. Dəniz yosunu bir çox polisaxaridlərin mənbəyi kimi xidmət edir. Məsələn, biokimyəvi tədqiqatlarda geniş istifadə olunan agar, tərkibində çoxlu sayda sulfat qrupları olan heteropolisaxariddir. Agar agaroz və agaropektinin qarışığıdır. Agarozanın polisaxarid zəncirində D qalaktoza və L laktoza qalıqları bir-birini əvəz edir. Birləşdirici toxuma polisaxaridləri. Birləşdirici toxuma bütün bədənə yayılır və orqanların gücünü və elastikliyini, onların birləşməsinin elastikliyini və infeksiyaya qarşı müqavimətini təyin edir. Birləşdirici toxuma polisaxaridləri zülallarla əlaqələndirilir. Ən tam öyrənilmiş xondroitin sulfatlar (dəri, qığırdaq, tendonlar), hialuron turşusu (gözün şüşəsi bədəni, göbək kordonu, qığırdaq, oynaq mayesi), heparin (qaraciyər). Bu polisaxaridlər var ümumi xüsusiyyətlər strukturunda: onların şaxələnməmiş zəncirləri uron turşuları (D qlükuronik, D qalakturon, L iduronic) və N asetilheksosaminlər (N asetilqlükozamin, N asetilgalaktosamin) daxil olan disakarid qalıqlarından qurulur. Onların bəzilərində sulfat turşusunun qalıqları var.
Bəzi heteropolisaxaridlərin quruluşu Hialuron turşusu (1 4) qlikozid bağları ilə bağlanmış disakarid qalıqlarından qurulur. Disakarid fraqmenti qlikozid bağı ilə bağlanmış (1 3) D qlükuron turşusu və N asetil O qlükozamin qalıqlarından ibarətdir. Hialuron turşusu böyük molekulyar çəkiyə malikdir - 2 7 milyon, məhlullar patogen mikroorqanizmlər üçün birləşdirici toxuma keçirməzliyini təmin edən maneə funksiyası ilə əlaqəli olan yüksək özlülüyünə malikdir. Xondroitin sulfatlar (1 4) qlikozid bağları ilə bağlanmış N-asetilləşdirilmiş xondrosinin disakarid qalıqlarından ibarətdir. Xondrozinin tərkibinə bir-biri ilə (1 3) qlikozid bağı ilə bağlanmış D qlükuron turşusu və D qalaktozamin daxildir. Sulfat qrupu 4 m və ya 6 m mövqedə yerləşən qalaktozaminin N asetil O hidroksil qrupu ilə efir bağı yaradır, Molekulyar kütlə xondroitin sulfatlar 10.000 60.000. Xondroitin sulfatlar və hialuron turşusu sərbəst deyil, polipeptid zəncirləri ilə bağlı formada tapılır.
İnsan orqanizminin tam işləməsi üçün zəruri olan üzvi birləşmələrin növlərindən biri də karbohidratlardır.
Onlar strukturuna görə bir neçə növə - monosaxaridlərə, disaxaridlərə və polisaxaridlərə bölünürlər. Onların nə üçün olduğunu və kimyəvi və fiziki xüsusiyyətlərinin nə olduğunu başa düşmək lazımdır.
Karbohidratlar tərkibində karbon, hidrogen və oksigen olan birləşmələrdir. Çox vaxt onlar təbii mənşəlidir, baxmayaraq ki, bəziləri sənaye üsulu ilə yaradılmışdır. Onların canlı orqanizmlərin həyatında rolu çox böyükdür.
Onların əsas funksiyaları aşağıdakılardır:
- Enerji. Bu birləşmələr əsas enerji mənbəyidir. Orqanların əksəriyyəti qlükozanın oksidləşməsindən əldə edilən enerji hesabına tam işləyə bilir.
- Struktur. Karbohidratlar demək olar ki, bütün bədən hüceyrələrinin meydana gəlməsi üçün lazımdır. Lif dəstəkləyici material rolunu oynayır və mürəkkəb karbohidratlar sümüklərdə və qığırdaqda olur. Komponentlərdən biri hüceyrə membranları hialuron turşusudur. Həmçinin, ferment istehsalı prosesində karbohidrat birləşmələri tələb olunur.
- Qoruyucu. Bədənin işləməsi zamanı daxili orqanları patogen təsirlərdən qorumaq üçün lazım olan ifrazat mayelərini ifraz edən bezlərin işi aparılır. Bu mayelərin əhəmiyyətli bir hissəsini karbohidratlar təşkil edir.
- Tənzimləyici. Bu funksiya üzərindəki təsirdə özünü göstərir insan bədəni qlükoza (homeostazı saxlayır, osmotik təzyiqə nəzarət edir) və lif (mədə-bağırsaq hərəkətliliyinə təsir göstərir).
- Xüsusi Xüsusiyyətlər. Onlar müəyyən növ karbohidratlar üçün xarakterikdir. Bu xüsusi funksiyalara aşağıdakılar daxildir: sinir impulslarının ötürülməsi prosesində iştirak, müxtəlif qan qruplarının formalaşması və s.
Karbohidratların funksiyalarının kifayət qədər müxtəlif olduğuna əsaslanaraq, bu birləşmələrin struktur və xüsusiyyətlərinə görə fərqlənməli olduğunu güman etmək olar.
Bu doğrudur və onların əsas təsnifatına aşağıdakı növlər daxildir:
- . Onlar ən sadə hesab olunur. Qalan karbohidrat növləri hidroliz prosesinə daxil olur və daha kiçik komponentlərə parçalanır. Monosaxaridlərin bu qabiliyyəti yoxdur, onlar son məhsuldur.
- disaxaridlər. Bəzi təsnifatlarda onlara oliqosakaridlər deyilir. Onların tərkibində iki monosaxarid molekul var. Hidroliz zamanı disakaridin bölünməsi onların üzərindədir.
- Oliqosakaridlər. Bu birləşmənin tərkibində 2-10 molekul monosaxarid var.
- Polisaxaridlər. Bu birləşmələr ən böyük çeşiddir. Onların tərkibində 10-dan çox monosaxarid molekulu var.
Hər bir karbohidrat növü öz xüsusiyyətlərinə malikdir. Onların hər birinin insan orqanizminə necə təsir etdiyini və faydalarının nə olduğunu başa düşmək üçün bunları nəzərə almalısınız.
Bu birləşmələr karbohidratların ən sadə formasıdır. Onların tərkibində bir molekul var, buna görə də hidroliz zamanı kiçik bloklara bölünmürlər. Monosakkaridlər birləşərək disakaridlər, oliqosakaridlər və polisaxaridlər əmələ gətirir.
Onlar bərk yığılma vəziyyəti və şirin dadı ilə fərqlənirlər. Suda həll olma qabiliyyətinə malikdirlər. Onlar həmçinin spirtlərdə həll oluna bilər (reaksiya su ilə müqayisədə daha zəifdir). Monosakkaridlər efirlərlə qarışmağa demək olar ki, reaksiya vermirlər.
Təbii monosaxaridlər ən çox qeyd olunur. Onlardan bəziləri insanlar qida ilə birlikdə istehlak edirlər. Bunlara qlükoza, fruktoza və qalaktoza daxildir.
- şokolad;
- meyvələr;
- bəzi şərab növləri;
- şərbətlər və s.
Bu növ karbohidratların əsas funksiyası enerjidir. Bədənin onsuz edə bilməyəcəyini söyləmək olmaz, ancaq bədənin tam işləməsi üçün vacib olan xüsusiyyətlərə malikdir, məsələn, metabolik proseslərdə iştirak edir.
Monosakkaridlər bədən tərəfindən həzm sistemində baş verən hər şeydən daha sürətli əmilir. Mürəkkəb karbohidratların assimilyasiya prosesi sadə birləşmələrdən fərqli olaraq o qədər də sadə deyil. Birincisi, kompleks birləşmələr monosaxaridlərə bölünməlidir, yalnız bundan sonra udulur.
Bu monosaxaridlərin ümumi növlərindən biridir. Bu əmələ gələn ağ kristal maddədir təbii fotosintez və ya hidroliz zamanı. Mürəkkəb formul C6H12O6-dır. Maddə suda çox həll olunur, şirin dadı var.
Qlükoza əzələ və beyin toxumalarının hüceyrələrini enerji ilə təmin edir. Qəbul edildikdə, maddə udulur, qan dövranına daxil olur və bütün bədənə yayılır. Orada enerjinin ayrılması ilə oksidləşir. Bu, beynin enerji təchizatının əsas mənbəyidir.
Bədəndə qlükoza çatışmazlığı ilə hipoqlikemiya inkişaf edir, bu, ilk növbədə beyin strukturlarının fəaliyyətinə təsir göstərir. Lakin onun qanda həddindən artıq olması da təhlükəlidir, çünki bu, inkişafa gətirib çıxarır diabet. Həm də istifadə edərkən böyük rəqəm qlükoza bədən çəkisini artırmağa başlayır.
Fruktoza
Monosaxaridlər qrupuna aiddir və qlükoza çox oxşardır. Daha yavaş assimilyasiya sürətlərində fərqlənir. Bunun səbəbi, fruktozanın sorulması üçün əvvəlcə qlükoza çevrilməsidir.
Buna görə də, bu birləşmə diabet xəstələri üçün zərərsiz hesab olunur, çünki onun istehlakı səbəb olmur kəskin dəyişiklik qanda şəkərin miqdarı. Ancaq bu diaqnoz hələ də ehtiyatlı olmağı tələb edir.
Fruktoza tez çevrilmə qabiliyyətinə malikdir yağ turşusu bu da piylənmənin inkişafına gətirib çıxarır. Həm də tip 2 diabetə səbəb olan insulinə həssaslığı azaldır.
Bu maddə giləmeyvə və meyvələrdən, həmçinin baldan əldə edilə bilər. Adətən qlükoza ilə birlikdə orada olur. Qarışıq ağ rəngə də malikdir. Dadı şirindir və bu xüsusiyyət qlükoza vəziyyətindən daha sıxdır.
Digər əlaqələr
Digər monosaxarid birləşmələri var. Onlar təbii və ya yarı süni ola bilər.
Təbii olanı qalaktozadır. İçində də var qida məhsulları lakin onun saf formasında baş vermir. Qalaktoza laktoza hidrolizinin nəticəsidir. Onun əsas mənbəyi süd adlanır.
Digər təbii monosaxaridlər riboza, dezoksiriboza və mannozdur.
Sənaye texnologiyalarından istifadə edilən bu cür karbohidratların növləri də var.
Bu maddələr qidada da olur və insan orqanizminə daxil olur:
- ramnoz;
- eritruloza;
- ribuloza;
- D-ksiloza;
- L-alose;
- D-sorboza və s.
Bu birləşmələrin hər birinin öz xüsusiyyətləri və funksiyaları var.
Disaxaridlər və onların istifadəsi
Karbohidrat birləşmələrinin növbəti növü disakaridlərdir. Onlar mürəkkəb maddələr hesab olunur. Hidroliz nəticəsində onlardan iki molekul monosaxarid əmələ gəlir.
Bu növ karbohidratlar aşağıdakı xüsusiyyətlərə malikdir:
- sərtlik;
- suda həll olma qabiliyyəti;
- konsentratlı spirtlərdə zəif həll;
- şirin dad;
- rəng - ağdan qəhvəyi qədər.
Disaxaridlərin əsas kimyəvi xassələri hidroliz reaksiyaları (qlikozid bağlarının qırılması və monosaxaridlərin əmələ gəlməsi) və kondensasiya (polisaxaridlər əmələ gəlir).
Belə birləşmələrin 2 növü var:
- Bərpa olunur. Onların xüsusiyyəti sərbəst hemiasetal hidroksil qrupunun olmasıdır. Bunun sayəsində belə maddələr azaldıcı xüsusiyyətlərə malikdir. Bu karbohidratlar qrupuna sellobioza, maltoza və laktoza daxildir.
- Qeyri-azaltma. Bu birləşmələr reduksiya edilmir, çünki onlarda hemiasetal hidroksil qrupu yoxdur. Bu növün ən məşhur maddələri saxaroza və trehalozadır.
Bu birləşmələr təbiətdə geniş yayılmışdır. Onlar həm sərbəst formada, həm də digər birləşmələrin bir hissəsi kimi baş verə bilər. Disaxaridlər enerji mənbəyidir, çünki hidroliz zamanı onlardan qlükoza əmələ gəlir.
Laktoza uşaqlar üçün çox vacibdir, çünki körpə qidasının əsas komponentidir. Bu tip karbohidratların başqa bir funksiyası strukturdur, çünki onlar bitki hüceyrələrinin formalaşması üçün lazım olan sellülozun bir hissəsidir.
Polisaxaridlərin xüsusiyyətləri və xüsusiyyətləri
Digər növ karbohidratlar polisaxaridlərdir. Bu ən mürəkkəb əlaqə növüdür. Onlar çoxlu sayda monosaxaridlərdən ibarətdir (onların əsas komponenti qlükozadır). Mədə-bağırsaq traktında polisaxaridlər udulmur - əvvəlcə parçalanırlar.
Bu maddələrin xüsusiyyətləri bunlardır:
- suda həll olunmaması (və ya zəif həll olması);
- sarımtıl rəng (və ya rəngsiz);
- onların qoxusu yoxdur;
- demək olar ki, hamısı dadsızdır (bəzilərinin dadı şirindir).
Bu maddələrin kimyəvi xüsusiyyətlərinə katalizatorların təsiri altında həyata keçirilən hidroliz daxildir. Reaksiyanın nəticəsi birləşmənin struktur elementlərə - monosaxaridlərə parçalanmasıdır.
Başqa bir xüsusiyyət törəmələrin əmələ gəlməsidir. Polisaxaridlər turşularla reaksiya verə bilər.
Bu proseslər zamanı əmələ gələn məhsullar çox müxtəlifdir. Bunlar asetatlar, sulfatlar, esterlər, fosfatlar və s.
Polisaxaridlərə nümunələr:
- nişasta;
- sellüloza;
- glikogen;
- xitin.
Karbohidratların funksiyaları və təsnifatı haqqında tədris video materialı:
Bu maddələr bütövlükdə bədənin və fərdi olaraq hüceyrələrin tam işləməsi üçün vacibdir. Bədəni enerji ilə təmin edir, hüceyrələrin formalaşmasında iştirak edir, qoruyur daxili orqanlar zərər və mənfi təsirlərdən. Onlar həm də çətin dövrdə heyvanların və bitkilərin ehtiyac duyduğu ehtiyat maddələr rolunu oynayırlar.
Karbohidratlar sadə (monosaxaridlər) və mürəkkəb (polisaxaridlər) bölünür.
Monosakkaridlər (monozlar). Bunlar karbonil və bir neçə hidroksil qrupu olan heteropolifunksional birləşmələrdir. Monosakkaridlər var molekulyar formulaİLƏ P(H 2 O) P, bu birləşmələr sinfinin adı üçün əsas rolunu oynadı (karbon + su). Quruluşuna görə monozlar polihidroksialdehidlərə, yaxud aldozalara, ya da polioksiketonlara və ya ketozalara aiddir. Karbon atomlarının sayından asılı olaraq monozlar triozalara (üç karbon atomlu), tetrozalara (dörd atomlu), pentozalara (beş atomlu), heksozalara (altı atomlu) və heptozalara (yeddi atomlu) bölünür. Karbonil qrupunun quruluşundan asılı olaraq monozaların hər biri təyin edilir: aldotrioz, aldoheksoz, ketoheksoz və s.
Monosaxaridlərin optik izomeriyası. xarakterik xüsusiyyət monosaxaridlərin quruluşu, molekullarda asimmetrik (yəni dörd müxtəlif əvəzediciyə malik) karbon atomlarının olmasıdır. Asimmetrik karbon atomları molekulun şirallıq mərkəzləridir. Molekulun şirallığının nəticəsi optik izomerizm və ya enantiomerizm hadisəsidir ki, bu da birləşmənin qütbləşmiş işığın müstəvisini əks istiqamətlərə çevirmək qabiliyyəti ilə ifadə edilir. Asimmetrik karbon atomları olan birləşmə 2 izomer şəklində mövcud ola bilər. Eyni asimmetrik karbon atomlarına malik birləşmələrdə mezoformların olması səbəbindən optik izomerlərin sayı azalır. Mezo qovşaqları fırlanma işarəsinin "daxili kompensasiyası" səbəbindən optik olaraq qeyri-aktivdir. Mezo birləşməsinə nümunə D-ksilitoldur.
Güzgü təsvirinə asimmetrik obyekt kimi bir-biri ilə əlaqəli olan optik izomerlərə enantiomerlər və ya optik antipodlar deyilir. Enantiomerlər bütün xirallıq mərkəzlərinin konfiqurasiyasına görə bir-birindən fərqlənir və monosaxaridlərin D-formasını (lat. Dexter - sağda) və L-formasını (lat. laevus - solda) - stereokimyəvi silsilələr yaradır. Xirallıq mərkəzlərinin yalnız bir hissəsinin konfiqurasiyası ilə fərqlənən və optik antipod olmayan izomerlərə diastereomerlər deyilir. Yalnız bir asimmetrik karbon atomunun konfiqurasiyasına görə fərqlənən bir cüt diastereomer epimerlər adlanır.Adətən adın üzərinə epimer karbon atomunun sayı əlavə edilir, 2-epimerlər sadəcə olaraq epimerlər adlanır. Məsələn, D-alloza və D-altroza epimerlər, D-alloza və D-qlükoza 3-epimer, D-alloza və D-quloza 4-epimerdir.
Bir birləşmənin stereokimyəvi D- və ya L-seriyasına aid olub-olmadığını müəyyən etmək üçün standart olaraq, ən sadə triozada, D-gliseraldehiddə asimmetrik atomun konfiqurasiyası götürülür. Birləşmənin stereokimyəvi sıraya aid olması ən çox sayda (qlükoza vəziyyətində C 5 atomu) olan asimmetrik karbon atomunun konfiqurasiyasını müəyyən edir. Əgər D-gliseraldehidin asimmetrik karbon atomunun konfiqurasiyasına uyğun gəlirsə, onda birləşmə D seriyasına, uyğun gəlmirsə, L seriyasına aid edilir. Müəyyən edilmişdir ki, bütün təbii monozlar D seriyasına aiddir.
Monosaxaridlərin siklo-okso-tautomeriyası. Bərk vəziyyətdə və sulu məhlulda monosaxaridlər əsasən siklik hemiasetallar şəklində mövcuddur. Hemiasetalların əmələ gəlməsi molekuldaxili reaksiya kimi qəbul edilə bilər A N , nəticədə ən sabit altı üzvlü üzüklər (piranoza) və beş üzvlü üzüklər (furanoza) əmələ gəlir. Beləliklə, monosaxaridin açıq (okso-forma) və siklik forması arasında məhlulda tautomerik tarazlıq qurulur, siklik forma əhəmiyyətli dərəcədə üstünlük təşkil edir (tarazlıq qarışığında 99,9% -dən çox):
Açıq formada birləşmələrin fəza quruluşunun müstəvisində təsviri üçün Fişerin proyeksiya düsturlarından, siklik birləşmələrin fəza quruluşunun müstəvisindəki təsvir üçün Haworthun proyeksiya düsturlarından istifadə olunur:
Bu zaman onlar aşağıdakı qaydaları rəhbər tuturlar: dövrə düz kimi təsvir edilir; sağda okso formasında olan əvəzedicilər dövrənin müstəvisinin altında, solda olanlar isə dövrün müstəvisindən yuxarıda təsvir edilmişdir; hidrogen atomları C-H əlaqələri göstərilməyə bilər.
Tsiklik formada açıq forma ilə müqayisədə əlavə asimmetrik karbon atomu (xirallıq mərkəzi) görünür: aldozalarda C 1 atomu və ya ketozlarda C 2 atomu anomerik karbon atomu adlanır və hemiasetal hidroksil adlanan əlavə -OH qrupu (Haworth düsturunda ulduz işarəsi ilə göstərilir *). Əgər anomerik karbon atomunun konfiqurasiyası birləşmənin stereokimyəvi sıraya aid olub-olmamasını təyin edən atomun konfiqurasiyası ilə üst-üstə düşürsə, o, a-anomer, uyğun gəlmirsə, b-anomer adlanır.
Beləliklə, monosların a- və b-anomerləri hemiasetal hidroksil mövqeyinin izomerləri hesab edilə bilər. a « b anomerik formalarının keçidi yalnız açıq oxo forması vasitəsilə həyata keçirilir: a-forma « oxo-forma « b-forma
Eynilə, piranoza və furanoza formaları arasında məhlulda tarazlıq qurulur. a- və ya b-anomerin üstünlüyü monozanın, həlledicinin, konsentrasiyanın təbiətindən və digər xarici şərtlərdən asılıdır. Beləliklə, bütün formalar arasında tarazlıq dinamikdir. Beləliklə, hər hansı bir qlükoza anomeri suda həll olunarsa, o, iki anomerin tarazlıq qarışığı əmələ gələnə qədər tədricən başqa bir anomerə çevrilir ki, bu da çox az miqdarda açıq formanı ehtiva edir. Bu keçid məhlulun optik fırlanmasının dəyişməsi ilə müşayiət olunur. Belə bir fenomen deyilir mutarotasiya monosaxaridlərin (anomerizasiyası). Həm a-, həm də b-D-qlükopiranozun mutarotasiyası nəticəsində əmələ gələn tarazlıq qarışığı a-izomerinin 36%-ni və b-formasının 64%-ni ehtiva edir. Tarazlıq qarışığında okso formasının nisbəti kiçikdir (pH 6.9-da D-qlükozanın tarazlıq qarışığı aldehid formasının yalnız kiçik bir hissəsini ehtiva edir). Buna görə də monozlar fuksin-kükürd turşusu ilə reaksiyada aldehidlərə xas rəng xarakteristikasını vermir və natrium hidrosulfitlə reaksiyaya girmir. Mutarotasiya turşular və əsaslar tərəfindən kataliz edilir. Bərk vəziyyətdə monozlar yalnız siklik formada olur.
Monosaxaridlərin kimyəvi xassələri. Kimyəvi cəhətdən monozlar çox atomlu spirtlərin, karbonil birləşmələrinin və hemiasetalların xüsusiyyətlərini birləşdirir.
1. Monozların siklik formaları üçün hidroksil qrupunun iştirak etdiyi reaksiyalar ən xarakterikdir. Hemiasetal hidroksil qrupu ən reaktivdir.
Efirlər monozaların hidroksil qruplarını alkil halogenidlərlə reaksiyaya salmaqla əldə edilir. Eyni zamanda, həm hemiasetal və spirt hidroksi qrupları reaksiyaya girir. Hemiasetal qrupu –OH daha reaktivdir, buna görə də bu qrupda efirin əmələ gəlməsi daha sürətli gedir və hidrogen xloridin iştirakı ilə monozların aşağı spirtlərlə qarşılıqlı təsiri zamanı da baş verə bilər. Yaranan monoesterlər qlikozidlər (piranozidlər və furanozidlər) adlanır.
Spirtli hidroksil qruplarının əmələ gətirdiyi efirlər hidroliz olunmur və qlikozid bağı qələvi mühitdə asanlıqla hidrolizə olunur. Qlikozidlərin məhlulları mutarotasiyaya uğramır.
Etanol və ya metilyodidin molekulları bu reaksiyada nukleofillər kimi çıxış edir. Eynilə monozlar aminlər və onların törəmələri ilə qarşılıqlı əlaqədə olur və N-qlikozidlər əmələ gətirir.
Qlikozidlər monosaxaridlərin siklik formalarının spirtlər və aminlərlə qlikozid bağı yaratmaq üçün kondensasiya məhsullarıdır. Qlikozidlər turşu mühitdə asanlıqla hidrolizə olunur. O-qlikozidlərin növünə görə di- və polisaxaridlər, N-qlikozidlərin növünə görə - nukleozidlər - struktur komponentlər əmələ gəlir. nuklein turşuları. Qlikozidlər biokimyəvi proseslərdə, xüsusən də tənəffüs və fotosintez proseslərində son dərəcə mühüm rol oynayır. Qlikozidlərin ən mühümü fosfor turşusunun və adenozinin esteri olan adenozin trifosfatdır (ATP), adeninin riboza ilə kondensasiyasının məhsulu olan nukleoziddir. ATP-nin fosfat qrupları bir növ enerji anbarı kimi çıxış edir; onlar hidroliz edildikdə, əzələlərin daralması üçün hüceyrələrin ehtiyac duyduğu enerji sərbəst buraxılır.
Turşular və onların anhidridləri ilə qarşılıqlı təsirdə olduqda monozlar mürəkkəb efirlər əmələ gətirir. Beləliklə, qlükoza sirkə anhidridlə reaksiya verdikdə pentaasetilqlükoza əmələ gəlir.
Bu tip reaksiyanın bioloji əhəmiyyətli nümunəsi fosforlaşma reaksiyasıdır. Fosfatlar - monozaların və fosfor turşusunun efirləri bütün bitki və heyvan orqanizmlərində olur və monosaxaridlərin metabolik aktiv formalarıdır. Beləliklə, qlikogenin (heyvan orqanizmlərinə xas olan polisaxarid) hidrolizi zamanı D-qlükozanın 1-fosfatı əmələ gəlir; Qlükoza 6-fosfat orqanizmdə qlükoza katabolizminin məhsuludur; D-riboza və 2-deoksi-D-dezoksiriboza fosfatları nuklein turşularının struktur elementləridir.
Reaksiya qlikolizin birinci mərhələsində (qlükozanın piruvata oksidləşməsi prosesi) baş verir. Qeyd etmək lazımdır ki, qlikolizin bütün aralıq məhsulları monozaların və fosfor turşusunun efirləridir.
2. Turşu və neytral mühitlərdə monozaların oksidləşməsi müxtəlif turşuların əmələ gəlməsinə səbəb olur. Yalnız karbonil qrupu oksidləşə bilər - "yumşaq" oksidləşmə, məsələn, brom suyu ilə -on turşuları meydana gətirmək üçün
Karbonil və ilkin hidroksil qruplarının oksidləşməsi - "sərt" oksidləşmə, məsələn, HNO 3 məhlulu ilə qlikar turşularına.
Aldehid qrupunu qoruyarkən mülayim şəraitdə (məsələn, fermentlərin təsiri altında) yalnız birincil hidroksil qrupunun oksidləşməsi qlikuron turşularının əmələ gəlməsinə səbəb olur.
Qızdırıldıqda qlikuronidlər asanlıqla dekarboksillənir, bu da daha az sayda karbon atomu olan monozların əmələ gəlməsinə səbəb olur. Beləliklə, D-qlikuronid pentozadan əldə edə bilərsiniz - D-ksiloza.
Qələvi mühitdə monozların oksidləşməsi karbon skeletinin məhv edilməsi ilə müşayiət olunur. Oksidləşmə reaksiyaları təkcə aldozlar üçün deyil, həm də ketozlar (ketonlardan fərqli olaraq) üçün xarakterikdir, bu da monozların epimerləşməsi fenomeni ilə izah olunur.
Reduksiya edənlər adlanan bəzi disaxaridlər də oksidləşə bilər. Əsasən hemiasetallar şəklində mövcud olan onlar potensial olaraq sərbəst aldehid qrupuna (okso şəklində) malikdirlər.
Mono və disaxaridlərin azaldılması Felinq reagentinin və ya Benediktin reagentinin bir hissəsi olan mis (II) ionlarını mis oksidi (I) Cu 2 O, həmçinin Tollens reagent OH-dakı gümüş ionlarını sərbəst gümüşə qədər azaldır. Reaksiyalar reduksiya edən saxaridlərin olması üçün keyfiyyət kimi istifadə olunur.
3. Monosaxaridlər kimyəvi və ya bioloji reduksiyadan keçir.
Monozların, eləcə də hər hansı karbonil birləşmələrinin azalması karbonil qruplarının spirt olanlara çevrilməsinə səbəb olur; bu halda şəkər spirtləri və ya alditlər adlanan çox atomlu spirtlər əmələ gəlir.
Monozları azaltmaq üçün sulu (və ya sulu-spirtli və ya spirtli) mühitdə natrium amalgamına əlavə olaraq katalizatorların (Pt, Pd, Ni) və metal hidridlərin (xüsusilə NaBH 4) iştirakı ilə hidrogen istifadə olunur. Nəzərə almaq lazımdır ki, aldoza azaldıqda bir spirt, ketoz bərpa edildikdə isə iki steoizomerik çox atomlu spirt alınır, çünki ketozda qeyri-asimetrik 2-ci atom C (karbonil qrupunun atomu) reduksiyadan sonra asimmetrik olur və onunla əlaqəli hidroksil qrupunun iki istiqaməti mümkündür.
4. İzomerləşmə reaksiyası (epimerləşmə) həmişə monosaxaridlərin a-CH *-turşu mərkəzində baş verir ki, bu da birbaşa karbonil qrupuna bağlı bir karbon atomudur. Reaksiya seyreltilmiş qələvi məhlulların təsiri altında və ya enzimatik (bədən şəraitində) gedir və onunla müşayiət olunur.
molekuldaxili redoks
C 1 və C 2 karbon atomlarının (nisproporsionallığı).
Bu transfer səbəbiylə yenidən tənzimləmə
təsiri altında həyata keçirilən proton
hidroksil ionu, ara məhsul
birləşmə - endiol (bir cüt bağ (-ene)
iki hidroksil qrupu (di-ol) arasında).
Endiolun transformasiyası meydana gəlməsinə səbəb ola bilər
nyu həm ketozlar, həm də iki aldozlar.
Beləliklə, reaksiya nəticəsində
tarazlıq qarışığı tədricən əmələ gəlir
izomerlər. Məsələn, D-qlükozanın epimerləşməsi nəticəsində,
D-mannoz C 2-də qlükoza epimeridir və D-fruktoza qlükozanın struktur izomeridir.
Bədəndə izomerləşmə reaksiyasına misal olaraq qlikoliz zamanı qlükoza-6-fosfatın fruktoza-6-fosfata fermentativ çevrilməsini göstərmək olar.
Oliqo və polisaxaridlər. Disakaridlər (biozlar) O-qlikozid bağı ilə bağlanan iki monosaxarid molekulunun kondensasiya məhsuludur.
Hər iki hemiasetal hidroksil kondensasiya reaksiyasında iştirak edərsə və iki monosil qalığı birləşərsə qlikozid-qlikozid bağı, formalaşmışdır azalmayan disaxarid. Belə bir disakariddə qlikozid hidroksil yoxdur, açıq aldehid formasına çevrilə bilməz və buna görə də metal oksidlərini azaltmır (mis hidroksid və ya "gümüş güzgü" reaksiyası ilə reaksiya vermir).
Kondensasiya reaksiyasında bir hemiasetal və bir spirt hidroksil iştirak edərsə və iki monosil qalığı birləşərsə. qlikozid-qlikoz bağı, formalaşmışdır bərpaedici disaxarid. Belə bir disakariddə qlikozid hidroksil var, bunun sayəsində açıq aldehid formasına çevrilə və azaldıcı agent kimi çıxış edə bilər.
Disaxaridlər, hər hansı qlikozidlər kimi, turşu mühitdə hidrolizə olunur. Ən bioloji əhəmiyyətli disakaridlər saxaroza, maltoza, laktoza və sellobiozadır.
Məsələn, tüpürcək fermenti - b-amilazanın təsiri altında ağız boşluğunda nişastanın parçalanmasının əsas məhsulu olan maltozun struktur formulu aşağıdakı kimi təqdim edilə bilər:
Sistematik ad (a-D-qlükopiranosil-(1®4)-a-D-qlükopiranoza və ya 4-(a-D-qlükopiranosido)-D-qlükopiranoza) bir qlükoza qalığının a-konfiqurasiya edilmiş C atomu ilə digər Csi4 atomunun qalığı arasında qlikozid bağının mövcudluğunu göstərir. Maltoza a-D-qlükopiranozun iki molekulunun qlükozanın a-anomerinin C 1 atomu ilə ikinci qlükoza molekulunun C 4 atomu arasında qlikozid rabitəsinin əmələ gəlməsi ilə kondensasiyası nəticəsində əmələ gəlir. Belə bir əlaqə (1®4) -əlaqə adlanır.
Laktoza (4-(b-D-qalaktopiranozid)-D-qlükopiranoza) quruluşa malikdir:
Cellobiose (4-(b-D-glucopyranoside)-D-glucopyranose) sellülozun əsas tikinti blokudur; sellülozanın fermentativ hidrolizi zamanı əmələ gəlir. Cellobiose, laktoza kimi, 1,4-b-qlikozid bağına malikdir və azaldıcı disaxariddir, lakin laktozadan fərqli olaraq, tam hidroliz zamanı yalnız D-qlükoza verir:
Saxaroza (a-D-qlükopiranozid-b-D-fruktofuranozid)
qamış şəkəri adlanır; o, sağalmazdır
qamış, şəkər aşkar disakarid tökmə
çuğundur, müxtəlif meyvələr, giləmeyvə və tərəvəzlər.
Saxaroza sistematik adı konfiqurasiyanı əks etdirir
hər iki qlikozid (hər ikisinin adında “ozid” şəkilçisi) radiosu
monoz) hidroksilləri (a və ya b) və C 1 -C 2 bağının olması.
Bir neçə (2-dən 12-yə qədər) monosaxarid molekulunun kondensasiya məhsulları oliqosakaridlər adlanır; daha çox monosaxaridlər - polisaxaridlər.
Makromolekullar bir monosaxaridin qalıqlarından qurulursa, belə polisaxaridlər adlanır. homopolisaxaridlər. Homopolisaxaridlər arasında ən bioloji əhəmiyyət kəsb edən poli-D-qlükopiranozlardır: amiloza, amilopektin, glikogen (sonuncunun disakarid fraqmenti maltozadır) və sellüloza, struktur komponenti disaxarid sellobiozdur.
Amiloza şaxələnməmiş polimerdir (xətti polimer) molekulyar çəkisi təxminən 60.000; qızdırıldıqda suda həll olunur, liofil kolloid məhlul əmələ gətirir; yodla reaksiyaya girərək mavi rəngli kompleks "daxiletmə birləşməsini" əmələ gətirir.
Mədəaltı vəzi tərəfindən ifraz olunan və tüpürcəkdə olan b-amilaza ilə fermentativ hidroliz zamanı amiloza qlükoza və maltoza parçalanır; hidroliz amilozun reduksiya etməyən ucundan başlayır və maltoza molekullarının ardıcıl olaraq aradan qaldırılması ilə həyata keçirilir.
Amilopektin şaxələnmiş struktura malikdir və a(1®4)-baqları ilə yanaşı, qlikozid a(1®6)-baqlarını ehtiva edir. Sonuncuya görə strukturda filiallar əmələ gəlir:
Suda həll edildikdə, amilopektin şişir, bağlanmış dağılmış bir sistem - gel əmələ gətirir. Yod ilə amilopektin qırmızı-bənövşəyi birləşmə əmələ gətirir.
Amiloza (20-25%) və amilopektin (75-80%) qarışığı təbii mənşəli polisaxarid - nişastadır.
Beləliklə, təbii nişasta fərdi maddə deyil: o, quruluşu ilə fərqlənən və nəticədə müxtəlif həllediciliyə malik olan iki fraksiyadan ibarətdir. ilıq su. Nişasta bitkilərin əsas ehtiyat polisaxarididir.
Nişasta ağ amorf maddədir. IN soyuq su həll olunmur, istidə şişir və tədricən həll olunur. Soyuduqda jele kimi kütlə və ya gel (jelly) alınır. Bir çox xüsusiyyətlərə görə, jele bərk bədənə bənzəyir, xüsusən də nişastanın kifayət qədər seyreltilmiş bir məhlulu olmasına və şərbət kimi konsentrə olmamasına baxmayaraq elastiklik göstərir. Fakt budur ki, amilopektin və amilazanın budaqlanmış və şaxələnməmiş molekulları məhlula daxil olduqda, yaranan hidrogen bağları sayəsində su molekullarının daxil olduğu hüceyrələrə daxil olan üç ölçülü məkan şəbəkəsi əmələ gətirirlər. Belə bir çərçivə yalnız aşağı temperaturda mövcuddur. Əgər jele qızdırılsa, molekullar daha enerjili hərəkət etməyə başlayacaq, aralarındakı hidrogen bağları qırılacaq və jele maye halına gələcək.
Bütün nişasta polisaxaridləri dekstrorotator qlükoza ilə əmələ gəldiyi üçün qütbləşmiş işığı sağa çevirir. Turşularla qızdırıldıqda, nişasta qlükozid-qlükoza bağlarının yerində hidrolizə məruz qalır və ardıcıl olaraq dekstrinlər, maltoza və qlükoza verir.
Qlikogen (“heyvan nişastası”) struktur və xassələrinə görə amilopektinə bənzəyir, lakin daha çox budaqlanmış polimer zəncirinə malikdir və qaraciyər və əzələ toxumasında saxlanılan ehtiyat heyvan polisaxarididir.
Glikogen heyvanlar aləmində nişastanın "əkizidir" və anbar rolunu oynayır. qida maddələri və heyvan toxumalarının ehtiyat karbohidratları (əsasən qaraciyərdə və əzələlərdə yığılır). Qlikogenin molekulyar çəkisi çox böyükdür - təxminən 100 milyon.Molekulların bu ölçüsü onların ehtiyat karbohidrat kimi bioloji funksiyasına uyğundur. Glikogen makromolekuluna görə böyük ölçü membrandan keçmir və enerjiyə ehtiyac yaranana qədər hüceyrənin daxilində qalır. Yeməklər arasında glikogen tədricən qan dövranına daxil olan qlükozaya parçalanır və daha sonra bədənin hüceyrələri tərəfindən istifadə olunur. Yaxşı qidalanan yetkinlərdə glikogen ehtiyatları 0,5 kq-a çatır.
Ən vacib polisaxaridlərdən biri sellülozadır. Əsasını təşkil edir tərkib hissəsi bitki hüceyrə divarları. Sellüloza tamamilə qlikozid b(1®4) bağları ilə bağlanmış b-D-qlükopiranoz vahidlərindən ibarət polimerdir.
Sellüloza zəncirlərində 10.000 vahiddən çox ola bilən xətti polimerdir:
Saf sellüloza suda, efirdə və ya spirtdə həll olunmayan ağ lifli maddədir. Həlledicilərə qarşı bu müqavimət sellülozun unikal quruluşu ilə bağlıdır.
Bu polisaxarid yalnız qlikozid b(1®4)-bağla bağlanmış D-qlükoza qalıqlarından ibarətdir; sellüloza molekulları filamentlidir və budaqları yoxdur. X-şüalarının difraksiya məlumatları ilə təsdiqlənən yüksək nizamlı quruluş, sellülozun qeyri-adi gücü və elastikliyindən, həmçinin istifadə olunan həlledicilərin əksəriyyətində həll olmama qabiliyyətindən məsuldur.
Maraqlıdır ki, sellüloza Cu(OH) 2-nin ammonyakın konsentratlaşdırılmış sulu məhlulu (Şveytser reagenti), həmçinin qızdırıldıqda və ya konsentratlaşdırılmış sulfat turşusunda turşulaşdırılmış ZnCl 2 məhlulu ilə qarışdırmaqla hazırlanmış reagentdə həll olur, yəni. tərkibi sellüloza molekullarında hidrogen bağlarını qırmağa və həlledici ilə yeni bağlar yaratmağa imkan verən mühitlərdə.
Sərbəst spirt hidroksil qruplarının olması səbəbindən sellüloza spirtlər və turşularla reaksiyaya girərək efirlər əmələ gətirir. Selüloz hüceyrə toxumasının onurğasını qurmaq üçün bədən tərəfindən istifadə edilən struktur polisaxarid kimi çıxış edir.
Pektinlər meyvə və tərəvəzlərdə olur, onlar qida sənayesində jele və marmelad istehsalı üçün istifadə olunan üzvi turşuların iştirakı ilə jelləşmə ilə xarakterizə olunur.
Pektinlərə əsaslanır
pektik - poliqalakturon turşusu.
Pektik turşu qalıqlardan ibarətdir
D-qalakturon turşusu ilə əlaqəli
a(1®4)-qlikozid bağı.
Bəzi pektin maddələri xora əleyhinə təsir göstərir və bir sıra dərmanların əsasını təşkil edir, məsələn, psylliumdan olan plantaglucid.
Heteropolisaxaridlər(makromolekulları birdən çox monosaxaridin qalıqlarından qurulan) da təbiətdə kifayət qədər geniş yayılmışdır.
Algin turşuları qəhvəyi yosunlarda tapılır. Budaqlanmamış zəncir D-mannuron və L-quluron turşularının (1®4) bağlı qalıqlarından qurulmuşdur. Algin turşuları qida sənayesində jelləşdirici maddələr kimi istifadə olunur. Dəniz yosunları bir çox polisaxaridlərin mənbəyidir. Məsələn, biokimyəvi tədqiqatlarda geniş istifadə olunur ağar tərkibində çoxlu sayda sulfat qrupu olan heteropolisakkariddir. Agar agaroz və agaropektinin qarışığıdır. Agarozun polisaxarid zəncirində D-qalaktoza və L-laktoza qalıqları bir-birini əvəz edir.
Birləşdirici toxuma polisaxaridləri. Birləşdirici toxuma bütün bədənə yayılır və orqanların gücünü və elastikliyini, onların birləşməsinin elastikliyini və infeksiyaya qarşı müqavimətini təyin edir. Birləşdirici toxuma polisaxaridləri zülallarla əlaqələndirilir.
Ən tam öyrənilib xondroitin sulfatlar(dəri, qığırdaq, vətərlər), hialuron turşusu(gözün şüşəsi bədəni, göbək bağı, qığırdaq, oynaq mayesi), heparin(qaraciyər). Bu polisaxaridlərin ümumi struktur xüsusiyyətləri var: onların şaxələnməmiş zəncirləri uron turşularını (D-qlükuron, D-qalakturon, L-iduron) və N-asetilheksosaminləri (N-asetilqlükozamin, N-asetilqalaktozamin) əhatə edən disakarid qalıqlarından qurulur. Onların bəzilərində sulfat turşusunun qalıqları var.
Hialuron turşusu b(1®4)-qlikozid bağları ilə bağlanan disakarid qalıqlarından hazırlanır. Disaxarid fraqmenti b(1®3)-qlikozid bağı ilə bağlanmış D-qlükuron turşusu və N-asetil-O-qlükozamin qalıqlarından ibarətdir. Hialuron turşusu böyük molekulyar çəkiyə malikdir - 2-7 milyon, məhlullar patogen mikroorqanizmlər üçün birləşdirici toxuma keçirməməsini təmin edən maneə funksiyası ilə əlaqəli olan yüksək özlülüyünə malikdir.
Xondroitin sulfatlar b(1®4)-qlikozid bağları ilə bağlanmış N-asetilləşdirilmiş xondrosinin disakarid qalıqlarından ibarətdir. Xondrosinin tərkibinə bir-biri ilə b(1®3)-qlikozid bağı ilə bağlanmış D-qlükuron turşusu və D-qalaktosamin daxildir.
Sulfat qrupu ya 4-cü və ya 6-cı mövqedə yerləşən N-asetil-O-qalaktosamin hidroksil qrupu ilə efir bağı yaradır.Xondroitin sulfatların molekulyar çəkisi 10.000 - 60.000-dir.
Xondroitin sulfatlar və hialuron turşusu sərbəst deyil, polipeptid zəncirlərinə bağlıdır.
OLİQO VƏ POLİSAXARİDLƏR
1. POLİSAXARİDLƏRİN TƏSNİFATI; ONLARIN BİOLOJİ ROLU.
Polisaxaridlərçağırdı kompleks karbohidratlar(poliqlikozidlər) monosaxaridləri və ya onların törəmələrini əmələ gətirmək üçün turşu hidrolizinə məruz qala bilirlər. Monosaxaridlərdən fərqli olaraq, onlar, bir qayda olaraq, şirin dadı yoxdur, amorfdur, suda həll olunmur (koloid məhlulları əmələ gətirir). Polisaxaridlər aşağıdakılara bölünür oliqosakaridlər Və daha yüksək homo- və heteropolisaxaridlər. Oliqosakaridlərin hidrolizi zamanı 2-dən 10-a qədər monosaxarid qalıqları əmələ gəlir. Daha yüksək polisaxaridlər molekullarında yüzlərlə və minlərlə monosaxarid qalıqları olan karbohidratlardır. Homopolisaxaridlərin hidrolizi zamanı yalnız bir monosaxaridin qalıqları, heteropolisaxaridlərin hidrolizi zamanı - müxtəlif monosaxaridlərin və onların törəmələrinin qarışığı əmələ gəlir.
Oliqosakkaridlərin turşu hidrolizi zamanı əmələ gələn monosaxaridlərin sayından asılı olaraq aşağıdakılara bölünürlər: di-, tri-, tetra-, penta- və s. (10-a qədər) saxaridlər.
Təbii polisaxaridlər əsasən aşağıdakı kimi mühüm funksiyaları yerinə yetirirlər:
1) ehtiyat enerji anbarının funksiyası və karbon mənbələri, məsələn, insan və heyvan toxumalarında qlikogen, bitki orqanizmlərində nişasta; 2) struktur, məsələn, birləşdirici toxumanın heteropolisaxaridləri, qığırdaq, dəri və s. Bundan əlavə, karbohidrat qalıqları, xüsusən də hüceyrə membranı zülalları ilə əlaqəli oliqosakkarid qalıqları hüceyrə səthlərinin və biopolimerlərin spesifik markerləri kimi çıxış edərək, onların digər hüceyrələr tərəfindən tanınmasına səbəb olur.
2. DİZAKKARİDLƏRİN AZALDILMASI. Strukturu, SİKLO-OXO-TAUTOMERİYA, BİOLOJİ ƏHƏMİYYƏTİ.
Disaxaridlər adətən karbohidratların daşınması və ya saxlanması formasıdır və qidalanmada vacibdir. Onlar heksozlardan qurulmuşdur və ümumi molekulyar formula C 12 H 22 O 11 var. Monosaxarid qalıqlarını bağlayan qlikozid bağının növündən asılı olaraq disaxaridlər reduksiya edən və reduksiya etməyənlərə bölünür.
At bərpaedici disakaridlər, bir monosaxarid qalığının hemiasetal hidroksilinin və digər monosaxarid qalığının spirt hidroksilinin iştirakı ilə qlikozid bağı əmələ gəlir. Belə bir disakarid öz strukturunda sərbəst hemiasetal hidroksil saxlayır və qələvi mühitdə aldehid formasına çevrilə bilər və "gümüş güzgü", Trommer, Fehling reaksiyaları, yəni. bərpaedici xüsusiyyətlər nümayiş etdirir. Bu tip qlikozid bağı olan disakaridlərə maltoza, laktoza və sellobioza daxildir. Onlar məhlulda mutarotasiya edir, spirtlər, aminlər və digər monosaxaridlərlə qlikozidlər əmələ gətirə bilirlər.
At azalmayan misal olaraq saxaroza olan disakaridlər, hər iki monosaxarid qalıqlarının hemiasetal hidroksillərinin iştirakı ilə qlikozid bağı əmələ gəlir. Nəticədə, disaxarid sərbəst hemiasetal hidroksili saxlamır, tautomer asiklik (aldehid) formaya çevrilə bilməz və reduksiyaedici xüsusiyyətlər nümayiş etdirmir, məhlulda mutarotasiyaya uğramır və daha sonra qlikozidlər əmələ gətirə bilmir.
maltoza- səməni və ya tüpürcək fermentlərinin təsiri altında nişastanın şəkərləşməsi zamanı əmələ gələn səməni şəkəri. Maltozun turşu hidrolizi 2 molekul, D-qlükopiranoz əmələ gətirir:
Disaxaridlərin kimyəvi adı qlikozidlər şəklində verilir: qlikozidin növü (O və ya N) göstərilir, birinci monosaxarid qalığı “yl” sonluğu ilə radikal adlandırılır, daha sonra qlikozid bağının növü (14) göstərilir və ikinci monosaxaridin adı “ose” sonluğu ilə əlavə olunur, çünki glikozidlər hələ də glikozid hidroksidi əmələ gətirir.
Colley-Tollensə görə maltozun quruluşu:
Havorta görə maltozun quruluşu:
Cellobioza sellüloza polisaxaridinin natamam hidrolizi nəticəsində əldə edilir. Sellobiozada iki D-qlükopiranoza molekulunun qalıqları (14)-qlikozid bağı ilə bağlıdır. Sellobioza və maltoza arasındakı fərq, qlikozid bağının əmələ gəlməsində iştirak edən anomerik karbon atomunun -konfiqurasiyaya sahib olmasıdır. Cellobiose məhlulları mutarotasiya olunur.
Cellobioza insan orqanizmində olmayan qlükozidaza fermenti tərəfindən parçalanır. Buna görə də sellobioza və müvafiq polisaxarid sellüloza mədə-bağırsaq traktının fermentləri tərəfindən parçalana bilməz və insanlar üçün qida mənbəyi kimi xidmət edir.
Laktoza- süddə olan süd şəkəri (qadın döşündə - 8%-ə qədər, inəkdə - 4-5%). Pendir sənayesində kəsmik ayrıldıqdan sonra zərdabdan alınır. Laktozanın turşu hidrolizi aşağıdakıları əmələ gətirir:
Bu monosaxaridlərin laktozadakı qalıqları, əmələ gəlməsində hemiasetal hidroksil, D-qalaktopiranozun iştirak etdiyi (14)-qlikozid bağı ilə bağlıdır. Qalıq olaraq, D-qlükopiranoza sərbəst hemiasetal hidroksil saxlayır, buna görə də laktoza azaldıcı xüsusiyyətlərə malikdir.
Qlikozid bağı maltozdakı -qlikozid bağından fərqli konformasiya (məkan) quruluşa malikdir. Buna görə də, laktoza suda daha az həll olunur, daha az higroskopikdir. Əczaçılıq sənayesində toz və tabletlərin istehsalında, körpələr üçün süni qarışıqlarda qida maddəsi kimi istifadə olunur. O, həzm sistemində Lactobacillus bifidus mikroorqanizminin inkişafına kömək edir ki, bu da patogen bakteriyaların inkişafına mane olan laktik və sirkə turşularının əmələ gəlməsi ilə laktoza parçalanır. Bundan əlavə, insan ana südü, həmçinin amin şəkərləri və sial turşusu (bəzən fukoza) ilə əlaqəli laktoza ehtiva edən bir sıra oliqosakaridləri (tri-, tetra- və pentasaxaridlər) ehtiva edir. Bu oliqosakaridlər də var böyük əhəmiyyət kəsb edir körpələrin mədə-bağırsaq traktında təbii patogen olmayan mikrofloranın formalaşması üçün.
3. AZALMAYAN DISAXARİDLƏRİN NÜMAYƏNDƏSİ KİMİ SUXARAZA. SHAROZANIN QURULUŞU, HİDROLİZİ.
saxaroza- şəkər çuğundurunda (16%-dən 18%-ə qədər), şəkər qamışında (quru maddənin 28%-ə qədər) olan çuğundur (qamış) şəkəri, qidalanmada istifadə olunan bitki şirələri və meyvələr (yalnız şəkər). Saxaroza hidrolizi əmələ gəlir:
Saxaroza azaldıcı xüsusiyyətlərə malik deyil və mutarotasiyaya uğramır, çünki hər iki hemiasetal hidroksil bu monozaların qalıqlarını birləşdirən (12)-qlikozid bağının formalaşmasında iştirak edir. Saxaroza adına monosaxaridin ikinci molekulu qlikozidlərə xas olan son "ozid"i alır.
Saxaroza işığın qütbləşmə müstəvisini sağa +66,5 fırladı. Saxaroza (invertaz fermenti) asidik və ya fermentativ hidrolizi zamanı sola fırlanma olan D-qlükoza və D-fruktozanın ekvimolekulyar qarışığı əmələ gəlir, çünki yaranan fruktoza işığın qütbləşmə müstəvisini sağa qlükozadan daha çox sola çevirir. Beləliklə, saxaroza hidroliz prosesində işığın qütbləşmə müstəvisinin fırlanma istiqaməti sağdan sola tərsinə çevrilir, yəni. inversiya, buna görə də saxaroza hidroliz məhsulları invert şəkər adlanır. İnvert şəkər arı balının əsas komponentidir.
4. Nişasta. QURULUŞU, XÜSUSİYYƏTLƏRİ, HİDROLİZ REAKSİYASI. Nişastanın BİOLOJİ ROLU.
Nişasta (C 6 H 10 O 5) n bitkilərin əsas ehtiyat homopolisaxarididir. Fotosintez zamanı bitkilərdə əmələ gəlir və dənli bitkilərin kök yumrularında, köklərində, taxıllarında “saxlanır”. Nişasta ağ amorf maddədir. Soyuq suda həll olunmur; istidə şişir və xəmir əmələ gətirir. Yod ilə sıx mavi-bənövşəyi rəng verir, qızdırıldıqda yox olur. Turşu mühitdə qızdırıldıqda nişastanın mərhələli hidrolizi baş verir:
(C 6 H 10 O 5) n (C 6 H 10 O 5)x (C 6 H 10 O 5) m n / 2 C 12 H 22 O 11 nC 6 H 12 O 6
nişasta p-halqalı nişasta dekstrinlər maltoza, D-qlükopiranoza
x< n m << n
Nişastanın özü azaldıcı xüsusiyyətlərə malik deyil. Dekstrinlər bərpaedici xüsusiyyətlərə malikdir, suda həll olunur və şirin dadı var. Xüsusilə, nişastanın dekstrinləşdirilməsi çörəyin bişirilməsi prosesində həyata keçirilir. Yapışqan hazırlamaq üçün dekstrinlərdən istifadə edilə bilər.
Nişasta heterojendir və iki fraksiyadan ibarətdir: amiloza (10-20%) və amilopektin (80-90%).
A) -amiloza(1 4)-qlikozid bağları ilə xətti ardıcıllıqla bağlanmış D-qlükopiranoza qalıqlarından ibarətdir.
Amiloza makromolekulu da ikinci dərəcəli spiral quruluşa malikdir, burada spiralın hər dönüşü üçün 6 monosaxarid vahidi vardır. Daxiledici birləşmələr yarada bilər. Bu, sıx mavi-bənövşəyi rəngə malik olan amilozanın yod ilə birləşmə birləşməsidir.
b) Amilopektin amilozadan fərqli olaraq budaqlanmış quruluşa malikdir. Zəncirdə D-qlükopiranoza qalıqları (1 4)-qlikozid bağları, budaq nöqtələrində (1 6) isə qlikozid bağları ilə bağlanır. Filiallar hər 20-25 qalıqdan meydana gəlir.
İnsanın həzm sistemində nişastanın hidrolizi (14)- və (16)-qlikozid bağlarını parçalayan fermentlərin təsiri altında baş verir. Hidrolizin son məhsulları D-qlükopiranoza və maltozadır.
5. QLİKOGEN, ONUN TURUMU. QLİKOGEN BEYİNLİ STRUKTURUNUN BİOLOJİ ƏHƏMİYYƏTİ.
qlikogen(C 6 H 10 O 5) n heyvan və insan hüceyrələrində ehtiyat polisaxariddir, lakin göbələklərdə və bəzi bitkilərdə olur. Heyvanlarda və insanlarda adətən bütün hüceyrələrdə olur, lakin ən çox qaraciyərdə (20%-ə qədər) və əzələlərdə (4%-ə qədər) olur. Bütün həyati proseslər, ilk növbədə əzələ işi, D-qlükopiranozun sərbəst buraxılması ilə glikogenin parçalanması ilə müşayiət olunur. Qlikogen struktur baxımından amilopektinə bənzəyir, lakin daha çox filiala malikdir (hər 6-10 qalıq); ibtidai ilə yanaşı, ikinci dərəcəli filiallar da vardır. Qlikogenin yığcam və yüksək şaxələnmiş quruluşu qlükozanı effektiv şəkildə saxlamağa, həmçinin fiziki gərginlik zamanı onu hər bir budaqdan tez və səmərəli şəkildə ayırmağa imkan verir. Glikogen, nişastadan fərqli olaraq, yod ilə qırmızı-qəhvəyi rəng verir.
6. LİF, STRUKTUR, XÜSUSİYYƏTLƏRİ. QİDALANMADA ROLU.
Sellüloza və ya sellüloza(14)-qlikozid bağları ilə bir-birinə bağlanmış D-qlükopiranoza qalıqlarından ibarət xətti homopolisaxariddir.
Sellülozadakı struktur təkrarlanan fraqment bioza fraqmenti - sellobiozadır. Bu fraqmentdə ikinci monosaxarid qalığı, D-qlükopiranoza əvvəlkinə nisbətən 180 fırlanır. Bu, selülozun hidrogen bağları ilə daha da sabitləşən xətti bir quruluşa sahib olmasına imkan verir. Hidrogen rabitələri piranoza halqasının oksigen atomu ilə növbəti dövrənin 3-cü karbon atomunun spirt hidroksilləri arasında, eləcə də bitişik zəncirlər arasında yarana bilər. Bu zəncirvari qablaşdırma yüksək mexaniki möhkəmlik, lif, suda həll olunmazlıq və kimyəvi təsirsizliyi təmin edərək, sellülozun bitki hüceyrə divarını formalaşdırmasına imkan verir.
Lif insan mədə-bağırsaq traktının fermentləri tərəfindən parçalanmır, lakin qidanın vacib komponenti olmalıdır. O, aşağıdakı funksiyaları yerinə yetirir:
dolğunluq hissi yaradır;
mədə-bağırsaq traktının peristaltikasını stimullaşdırır;
B qrupunun vitaminlərini sintez edən mədə-bağırsaq traktının bakteriyaları üçün substratdır;
nəcisin formalaşmasında iştirak edir;
yoğun bağırsaqda zəhərli maddələrin adsorbsiyasını və onların atılmasını təşviq edir, bu da yoğun bağırsağın bədxassəli yenitörəmələrinin inkişaf riskini azaldır.
Dekstran- (C 6 H 10 O 5) n - qalıqlardan tikilmiş bakterial mənşəli polisaxaridlər, D-qlükopiranoz. Onların makromolekulları yüksək şaxələnmişdir. Əsas əlaqə növü (16), budaqlanan yerlərdə - (14), (13) və daha az (12) - qlikozid bağlarıdır.
Doğma dekstran təxminən 300.000-400.000 molekulyar çəkiyə malikdir və gel filtrasiyasında istifadə olunan Sephadex etmək üçün istifadə olunur. NaCl-in izotonik məhlulunda (0,85%) molekulyar çəkisi 60,000-90,000 olan qismən hidrolizə edilmiş dekstran plazma əvəzedici məhlullar (poliqlükin, reopoliqlyukin və s.) kimi istifadə olunur.
8. HETEROPOLİSAXARİDLƏRİN QURULUŞU KONSEPSİYASI. HAWORS, BİOLOJİ ROLUNA GÖRƏ QURULUŞU.
Heteropolisaxaridlər- turşu hidrolizi zamanı monosaxarid törəmələrinin qarışığı əmələ gələn daha yüksək polisaxaridlər - amin şəkərləri və uron turşuları. Bunlar var: 1) qlikozaminoqlikanlar və 2) proteoqlikanlar (zülala kovalent bağlı olan qlikozaminoqlikanlar).
Qlikozaminoqlikanlar təkrarlanan disakarid vahidlərindən ibarət uzun şaxələnməmiş zəncirli heteropolisaxaridlər. Onlar qlikozaminoqlikanlar adlanır, çünki təkrarlanan disaxariddəki iki qalıqdan biri amin şəkərdir (N-asetilqlükozamin və ya N-asetilqalaktosamin). Əksər hallarda bu amin şəkərlərindən biri sulfatlaşdırılmış (sulfat turşusu qalıqları ilə esterləşdirilmiş), digəri isə uron turşusudur. Bir çox şəkər qalıqlarında ionlaşmış sulfat və ya karboksil qruplarının olması qlikozaminoqlikanlara böyük mənfi yük və Na+ kimi bir çox osmotik aktiv ionları cəlb etmək qabiliyyəti verir. Çoxlu sayda polar hidrofilik qruplar və ionların yüksək osmotik konsentrasiyası qlikozaminoqlikanların və ümumiyyətlə birləşdirici toxuma matrisinin nəmlənməsinə kömək edir. Bu, matrisin boş nəmlənmiş gel əmələ gətirməsinə və sıxıcı qüvvələrə müqavimət göstərməsinə imkan verən şişmə təzyiqi (turgor) yaradır. Məhz bu şəkildə, məsələn, qığırdaq matrisi sıxılmaya qarşı müqavimət göstərir. Eyni zamanda, gel strukturu suda həll olunan molekulların sürətli diffuziyasına və hüceyrə miqrasiyasına mane olmur.
Glikozaminoqlikanlar daxildir: hialuron turşusu, xondroitin sulfatlar, heparin və s.
Hialuron turşusu 10 milyondan çox molekulyar çəkiyə malikdir və yüksək viskozdur. Hialuron turşusu orqanizmin bakterial işğala qarşı müqavimətində mühüm rol oynayır. Bununla belə, hialuronidaza ifraz edən bir sıra bakteriyalar (hialuron turşusunu parçalayan ferment) özlü hialuron turşusunun yaratdığı maneəni aradan qaldıraraq bədəndə asanlıqla yayıla bilir. Birləşdirici toxumada hialuron turşusu adətən zülallarla əlaqələndirilir.
Xondroitin sulfatlar strukturuna, toxumalarda lokalizasiyasına və yerinə yetirilən funksiyalarına görə, onlar hialuron turşusuna bənzəyir, istisna olmaqla, heksosamin N asetil-, D-qalaktosaminlə təmsil olunur və N-asetil-qalaktosamin qalığının 4, 6 və ya hər iki mövqeyində ayrı-ayrı hidroksil qrupları sulfat turşusu qalıqları ilə esterləşir:
Xondroitin-4-sulfat: R = SO 3, R = H; xondroitin-6-sulfat: R = H, R = SO 3
Xondroitin-4,6-disulfat: R \u003d R \u003d SO 3.
Xondroitin sulfatlar adətən yalnız zülala bağlı formada (proteoqlikanlar) olur. Proteoqlikanlar karbohidrat komponentinin payının üstünlük təşkil etdiyi karbohidrat-protein biopolimerləri qrupudur. Proteoqlikanların xassələri əsasən polisaxarid tərkibləri ilə müəyyən edilir. Polisaxarid və polipeptid zəncirləri arasındakı əsas bağ növü O-qlikozid bağıdır.
Qığırdaq və birləşdirici toxumada xondroitin sulfatlar zülallar vasitəsilə hialuron turşusuna güclü şəkildə bağlanır və çox böyük aqreqatlar əmələ gətirir.
Bu aqreqatları elektron mikroskopla müşahidə etmək olar:
Qığırdaq toxumasının proteoqlikan aqreqatının sxematik quruluşu.
Proteoqlikan aqreqatlarının tərkibində proteoqlikan molekulları uzun hialuron turşusu zəncirinə malik kiçik, sözdə bağlayıcı zülallarla qeyri-kovalent şəkildə əlaqəli subunitlər kimi çıxış edir. Belə strukturlar qığırdaqlara daha möhkəm bir tutarlılıq və eyni zamanda daha çox elastiklik verir.
Qlikoproteinlər oliqosakkarid zəncirlərinin kovalent şəkildə bağlandığı zülal molekullarından ibarət qarışıq biopolimerlərdir. Glikoproteinlərdə protein komponentinin nisbəti üstünlük təşkil edir.
Qlikoproteinlər insan və heyvan orqanizminin bütün orqanlarının, toxumalarının və hüceyrələrinin bir hissəsidir; onlar ifrazat mayelərində və qan plazmasında olur. Onların funksiyaları son dərəcə müxtəlifdir. Onların arasında fermentlər, hormonlar, immun sisteminin zülalları, qan plazmasının komponentləri, musinlər, hüceyrə membranının reseptorları və s.
Minimum proqram
polisaxaridlər oliqo- Və polisaxaridlər. Struktur təhlili oliqo- Və polisaxaridlər. Funksiyalar oliqo- Və polisaxaridlər. Lektinlər anlayışı...
1 biotexnologiyanın inkişaf tarixi və onun əsas aspektləri
Minimum proqramHüceyrələr (nüklein turşuları, zülallar, polisaxaridlər, lipidlər, nukleoproteinlər, qlikoproteinlər, lipoproteinlər ... struktur monomer vahidləri oliqo- Və polisaxaridlər. Struktur təhlili oliqo- Və polisaxaridlər. Funksiyalar oliqo- Və polisaxaridlər. Lektinlər anlayışı...
» Histoloji testləri kimi mənə məlum deyil
TestlərVə glikoproteinlər (mucin, mukoidlər). Polisaxaridlər. Metabolik pozğunluqlar üçün polisaxaridlər hüceyrələrdə ... haptenlərin azalması müşahidə edilə bilər. Bunlara bir çox mono-, oliqo- Və polisaxaridlər, lipidlər, qlikolipidlər, süni polimerlər, ...
Rəyçilər:
tibb elmləri doktoru, professor Osmanov E.M. ;
Kimya elmləri namizədi, dosent Knyazeva L.G.
| R | Romantsova SV, Suallarda və cavablarda bioüzvi kimya. Tədris metodu. tibb tələbələri üçün müavinət. mütəxəssis. un-tov / S.V. Romantsova, A.I. Panasenko, O.A. Şeina, L.V. Rosenblum; M-in arr. və Rusiya Federasiyasının Elmi, GBOU VPO “Tamb. dövlət un-t im. G.R. Derzhavin. Tambov: TDU-nun nəşriyyatı im. G.R. Derzhavina, 2013. …………… s. |
| Bu tədris vəsaiti “Tibb” ixtisasının tələbələri üçün “Ümumi və bioüzvi kimya” kursunun proqramına uyğun olaraq yazılmışdır. Dərslikdə tələbələrin kursun mənimsənilməsi prosesində ən çox rastlaşdıqları suallara cavablar verilmişdir. Üzvi birləşmələrin təsnifatı, nomenklaturası və reaktivliyinin ümumi qanunauyğunluqları, bioloji makromolekulların və onların struktur komponentlərinin quruluşu və xassələri haqqında izahatlar verilir. UDC 577.1 LBC 24.2 y73 © GOUVPO Tambov Dövlət Universiteti G.R. Derzhavin, 2013 |
Giriş
Akademik bir fən kimi bioüzvi kimya kursunun məqsədi müasir molekulyar səviyyədə həyat proseslərinin mahiyyətini dərk etmək üçün əsas kimi üzvi birləşmələrin, biopolimerlərin və onların struktur komponentlərinin bioloji əhəmiyyətli siniflərinin quruluşu və kimyəvi xassələri arasındakı əlaqə haqqında sistemli biliklərin formalaşdırılmasıdır.
Bioüzvi kimyanın tədrisində tələbələrin müstəqil işinə çox diqqət yetirilir. Bu dərslikdə tələbələrin kursu mənimsəmə prosesində ən çox rastlaşdıqları suallara ətraflı cavablar verilmişdir. Bu izahatlardan istifadə etməklə tələbələr öz-özünə təlim zamanı ümumi yanaşmanı və əsaslandırmanın məntiqini öyrənirlər ki, bu da nəzarət və test tapşırıqlarının yerinə yetirilməsini asanlaşdırır.
karbohidratlar: mono-, di- və polisaxaridlər
sual 1. Hansı birləşmələrə karbohidratlar deyilir?
Cavab verin. Karbohidratlar həm karbonil, həm də hidroksil funksional qruplarını (yəni, bunlar polihidrik aldehid və ya keto spirtləri və ya onların kondensasiya məhsulları) ehtiva edən heterofunksional birləşmələr olan təbii üzvi maddələrin sinfidir. "Karbohidratlar" termini 19-cu əsrin ortalarında bir çox karbohidratların molekullarında hidrogen və oksigen atomlarının nisbətinin su molekullarında olduğu kimi olması səbəbindən yaranmışdır, yəni. Hər iki hidrogen atomu üçün bir oksigen atomu var idi və bir karbohidrat molekulunun karbon (kömür) və sudan ibarət olduğu düşünülə bilər. Məsələn, qlükoza (C 6 H 12 O 6) üçün düstur C 6 (H 2 O) 6 kimi görünə bilər, saxaroza (C 12 H 22 O 11) düsturu C 12 (H 2 O) 11 və ümumi formada - C n (H 2 O) m kimi yazıla bilər. Sonralar təbii karbohidratlar məlum oldu ki, onlar verilmiş ümumi düstura (C n (H 2 O) m) uyğun gəlmir, lakin bu gün də “karbohidratlar” termini “saxaridlər” və ya sadəcə olaraq “şəkərlər” termini ilə yanaşı istifadə olunur.
Sual 2. Karbohidratlar hansı funksiyaları yerinə yetirir?
Cavab verin. Karbohidratlar bitkilərdə karbon qazı və sudan fotosintez nəticəsində əmələ gəlir. Heyvan orqanizmləri karbohidratları sintez edə bilmirlər və onları bitki qidalarından alırlar. Beləliklə, karbohidratlar bütün canlı orqanizmlərin bir hissəsidir və yer üzündə ən çox yayılmış üzvi maddələrdən biridir. Karbohidratların funksiyaları:
– struktur və dəstəkləyici funksiyalar (selüloz bitki hüceyrə divarlarının əsas struktur komponentidir, xitin göbələklərdə oxşar funksiyanı yerinə yetirir, həmçinin artropodların ekzoskeletinə sərtlik verir);
- qoruyucu rol (bəzi bitkilərdə qoruyucu formasiyalar var: ölü hüceyrələrin hüceyrə divarlarından ibarət sünbüllər, tikanlar və s.);
- enerji funksiyası (1 q karbohidrat oksidləşdikdə 4,1 kkal enerji ayrılır);
- plastik funksiya (onlar mürəkkəb molekulların bir hissəsidir, məsələn, riboza və deoksiriboza ATP, DNT və RNT-nin qurulmasında iştirak edir);
- saxlama funksiyası (karbohidratlar ehtiyat qida elementi kimi çıxış edir: heyvanlarda qlikogen, bitkilərdə nişasta və inulin);
- osmotik funksiya (orqanizmdə, o cümlədən qanda osmotik təzyiqin tənzimlənməsində iştirak edir);
- reseptor funksiyası (onlar bir çox hüceyrə reseptorlarının qavrayış hissəsinin bir hissəsidir).
Bir çox karbohidratlar və onların törəmələri əczaçılıqda və tibbdə istifadə olunur. Karbohidratlar kağız, süni liflər, partlayıcı maddələr, etil spirti və s. sənaye istehsalı üçün başlanğıc material kimi xidmət edir.
Sual 3. Karbohidratlar necə təsnif edilir?
Cavab verin. Karbohidratlar iki sinfə bölünür: sadə və mürəkkəb. Sadə karbohidratlar (monosakkaridlər, monozlar) daha sadə karbohidratlar əmələ gətirmək üçün hidroliz edilmir. Sadə karbohidratlara misal ola bilər: qlükoza (C 6 H 12 O 6), riboza (C 5 H 10 O 5), fruktoza (C 6 H 12 O 6).
 |
Keto qrupu olan sadə karbohidratlara ketozlar, aldehid qrupuna isə aldozlar deyilir. Karbon atomlarının sayından asılı olaraq monozlar triozalara (üç karbon atomlu), tetrozalara (dörd atomlu), pentozalara (beş atomlu), heksozalara (altı atomlu) və heptozalara (yeddi atomlu) bölünür.
Məsələn, qlükoza molekulunda bir aldehid qrupu və altı karbon atomunu ehtiva edir, ona aldoheksoz deyilir; fruktoza bir karbonil qrupu (polihidrik ketoalkoqoldur) və altı karbon atomunu ehtiva edir, buna ketoheksoz deyilir. Riboza bir aldopentozadır. Təbii monozlar, bir qayda olaraq, karbon atomlarının şaxələnməmiş zəncirlərini ehtiva edir.
|
|
|
Çoxlu sayda (bir neçə minə qədər) sadə karbohidrat molekullarını əmələ gətirmək üçün hidrolizə məruz qalan karbohidratlara polisaxaridlər deyilir. Polisaxaridlər yüksək molekulyar ağırlıqlı birləşmələrdir. Bunlara, məsələn, nişasta və sellüloza (lif) daxildir. Kompleks karbohidratlar monosaxaridlərin polikondensasiya məhsulu hesab edilə bilər.
Polisaxaridlər bir monosaxaridin qalıqlarından qurulursa, onlara homopolisaxaridlər deyilir; müxtəlif monosaxaridlərin qalıqlarından, onda - heteropolisaxaridlər.
Homopolisaxaridlər arasında bioloji cəhətdən ən mühümləri nişasta, glikogen, sellüloza, heteropolisaxaridlər arasında algin turşuları, agar (yosunlarda olan); birləşdirici toxuma polisaxaridləri (xondroitin sulfatlar, hialuron turşusu, heparin).
Karbohidratların molekulları karbohidrat-protein biopolimerləri (qlikoproteinlər, proteoqlikanlar) və ya karbohidrat-lipidlər (qlikolipidlər) kimi qarışıq biopolimerlərin bir hissəsidir.
Sual 4. Monosaxaridlər optik aktiv birləşmələrdirmi? Monosaxaridlərin enantiomerlərini necə təmsil etmək olar?
Cavab verin. Monosakkarid molekullarında (dihidroksiasetondan başqa) şirallik mərkəzləri (asimmetrik karbon atomları) var ki, bu da stereoizomerlərin mövcudluğunun səbəbidir. Məsələn, aldoheksozun dörd asimmetrik karbon atomu var və 8 cüt təşkil edən 16 stereoizomerə (2 4 \u003d 16) uyğun gəlir. Aldopentoza üç asimmetrik karbon atomuna malikdir və o, 4 cüt təşkil edərək 8 stereoizomerə (2 3 = 8) uyğun gəlir.
Bir cütün üzvləri antipodlar və ya enantiomerlərdir (onların molekulları bir-biri ilə onun güzgü görüntüsünə obyekt kimi aiddir). Enantiomerlər eyni ada malikdir, lakin onlardan biri D seriyasına, digəri isə L seriyasına aiddir. Enantiomerlər qapalı olmayan Fisher proyeksiya düsturları kimi təqdim edilə bilər, məsələn:
Fisher düsturlarında karbon zənciri şaquli olaraq yazılır və aldehid və ya keto qrupunun daha yaxın olduğu ucundan nömrələnir, yəni. üst karbon atomundan. Asimmetrik karbon atomları "C" simvolu ilə qeyd olunmur, onların şaquli və üfüqi xətlərin kəsişməsində olduğu başa düşülür.
Ketopentoza molekulunda 2 asimmetrik karbon atomu (üçüncü və dördüncü) var və 2 cüt enantiomer əmələ gətirir:
İzomerin D- və ya L seriyasına aidiyyəti karbonil qrupundan ən uzaqda yerləşən asimmetrik karbon atomunun konfiqurasiyası ilə standart kimi qəbul edilən qliseraldehid izomerlərinin konfiqurasiyası müqayisə edilməklə müəyyən edilir. Gliseraldehid molekulda bir asimmetrik karbon atomundan ibarətdir və iki enantiomerə malikdir:
Nümunə olaraq fruktoza izomerlərini nəzərdən keçirin:
 |
|||
|
Hər iki formulda üç asimmetrik (xiral) karbon atomu var. Bunlar 3, 4 və 5 atomlarıdır. 5 nömrəli xiral atomlar keto qrupundan ən uzaqdır (C=O).Düstur (1)-də beşinci karbon atomunun konfiqurasiyası D-gliseraldehid molekulunda (OH qrupu sağda, hidrogen atomu solda yerləşir) xiral atomunun konfiqurasiyasına uyğundur. Beləliklə, birinci izomer D seriyasına aiddir, D-fruktozadır. Formula (2) olan beşinci karbon atomunun konfiqurasiyası L-gliseraldehidin konfiqurasiyasına uyğundur, yəni. L-fruktozadır. Təbii monosaxaridlərin böyük əksəriyyəti D seriyasına aiddir.
Sual 5. Təbiətdə monosaxaridlər sərbəst formada olurmu?
Cavab verin.Ən çox yayılmış təbii monosaxarid D-qlükoza - üzüm şəkəri və ya latdan dekstrozadır. dextrus - düz, çünki adi təbii D-qlükoza + 52,5 o xüsusi fırlanmaya malikdir, yəni. müstəvi qütbləşmiş işığın qütbləşmə müstəvisini sağa 52,5 dərəcə fırladır.
Beynin əsas enerji substratı olan qanda sərbəst formada olur. Qanda qlükoza konsentrasiyasını azaldan hormon insulinin, həmçinin qlükaqon, adrenalin və onun konsentrasiyasını artıran digər hormonların köməyi ilə sabit qlükoza səviyyəsi saxlanılır. Diabetdə insulin mədəaltı vəzi tərəfindən qeyri-kafi miqdarda istehsal olunur ki, bu da onun qanda konsentrasiyasının artmasına səbəb olur.
Maraqlıdır ki, normal təbii D-qlükoza enantiomeri olan L-qlükoza da şirindir, lakin orqanizm tərəfindən sorulmur, ona görə də şəkər əvəzedicisi kimi istifadə edilə bilər.
Sərbəst formada qlükoza bitkilərin yaşıl hissələrində, müxtəlif meyvələrdə və balda da olur. Nişasta, glikogen, selüloz, hemiselüloz, dekstran, saxaroza, maltoza və bir çox qlikozidlərin bir hissəsidir.
D-fruktoza - latdan meyvə şəkəri və ya levuloza. laevus - sol, çünki D-fruktozanın sulu məhlulları 92,4° xüsusi fırlanmaya malikdir.
Fruktoza bitkilərin yaşıl hissələrində, çiçəklərin nektarında, meyvələrdə, balda olur. Saxaroza, eləcə də bir çox polisaxaridlərin bir hissəsidir.
D-qalaktoza. Sərbəst kristal şəklində, sarmaşıq meyvələrində fərqlənir. Bəzi disakaridlərin (laktoza) və polisaxaridlərin (xondroitin, agar-aqar, selik, hemiselüloz) tərkib hissəsi kimi meydana çıxır.
Sual 6. D-izomerinin düsturu məlumdursa, qalaktozanın L-izomerinin düsturu necə yazılır?
Cavab verin. Enantiomerin düsturunu yazmaq üçün əvəzediciləri əks etdirmək lazımdır hamısı asimmetrik karbon atomları. Aşağıdakı sxemdən seçərək D-qalaktoza düsturunu yazaq və 2, 3, 4 və 5 karbon atomlarında əvəzedicilərin (-H və -OH) yerini dəyişdirək:
Enantiomer adı: L-qalaktoza.
Sual 7. Diasteromerlər, epimerlər və enantiomerlər arasındakı fərq nədir?
Cavab verin. Bir və ya bir neçə asimmetrik karbon atomunun konfiqurasiyası ilə fərqlənən karbohidrat stereoizomerləri diastereomerlər adlanır, məsələn: D-alloza və D-mannoz; D-fruktoza və L-taqatoza və s.
Epimerlər və enantiomerlər diastereomerlərin xüsusi hallarıdır.
Güzgü görüntüsünə bir cisim kimi bir-biri ilə əlaqəli olan diastereomerlərə enantiomerlər deyilir. Enantiomerlər eyni fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərə malikdirlər, bu izomerlər yalnız müstəvi qütbləşmiş işığın qütbləşmə müstəvisinin fırlanma istiqamətində fərqlənirlər. Enantiomerlərin bioloji aktivliyi də fərqlidir.
Diastereomerlər yalnız bir asimmetrik karbon atomunun konfiqurasiyasına görə fərqlənirlərsə, onlara epimerlər deyilir. İkinci karbon atomunun konfiqurasiyası fərqlidirsə, belə diastereomerlər sadəcə epimerlər adlanır; başqa karbon atomları varsa, bu atomun nömrəsi adına əlavə olunur.
Məsələn, D-riboza və D-arabinoza yalnız ikinci karbon atomunun konfiqurasiyasına görə fərqlənir və epimerlərdir.
D-alloza və D-qlükoza yalnız üçüncü karbon atomunun konfiqurasiyasına görə fərqlənir və 3-epimerdir, D-alloza və D-quloza isə 4-epimerdir.
Epimerlər müxtəlif fiziki və optik xüsusiyyətlərə, həmçinin bioloji aktivliyə malikdirlər.
Sual 8. D-allose və L-idozun diastereomer olub olmadığını necə müəyyən etmək olar?
Cavab verin. Bunun üçün bu aldozaların düsturlarını yazmaq lazımdır. D-allose düsturu diaqramda göstərilmişdir (6-cı suala bax). L-idoz D-idozun enantomerləridir, yəni. onların molekulları bir cisim və onun güzgü şəkli kimi bir-biri ilə əlaqəlidir və D-idoz düsturunu bilməklə L-idoz düsturunu yazmaq asandır (6-cı suala bax):
Diastereomerlər, tərifinə görə, bir və ya bir neçə asimmetrik karbon atomunun konfiqurasiyasına görə fərqlənməlidirlər. D-alloza və L-idozun düsturlarını nəzərdən keçirdikdə belə çıxır ki, ikinci və dördüncü karbon atomlarının konfiqurasiyaları eynidir (həm D-alloza molekulunda, həm də L-idoz molekulunda bu atomların OH qrupları sağda, hidrogen atomları isə solda yerləşir).
Üçüncü və beşinci karbon atomlarının konfiqurasiyaları fərqlidir (D-allose molekulunda OH qrupları karbon zəncirinin sağında, L-idoz molekulunda isə solda yerləşir). Beləliklə, D-allose və L-idoz iki asimmetrik karbon atomunun konfiqurasiyası ilə fərqlənir: üçüncü və beşinci və buna görə də diastereomerlərdir.
Sual 9. D-qlükoza və D-mannozun epimer olub olmadığını necə müəyyən etmək olar?
Cavab verin. Bunun üçün bu aldozaların düsturlarını yazmaq lazımdır. Düstur diaqramda göstərilmişdir (6-cı suala bax).
Epimerlər diastereomerlərin xüsusi halıdır və tərifinə görə yalnız bir asimmetrik karbon atomunun konfiqurasiyasına görə fərqlənməlidir. D-qlükoza və D-mannozun düsturlarının nəzərdən keçirilməsindən belə nəticə çıxır ki, hər iki molekulda üçüncü karbon atomunun sağda hidrogen atomu, solda isə hidroksil qrupu var; hər iki molekulda dördüncü və beşinci karbon atomlarında hidrogen atomu solda, hidroksil qrupu isə sağda yerləşir; olanlar. D-qlükoza və D-mannozun üçüncü, dördüncü və beşinci asimmetrik karbon atomlarının konfiqurasiyaları eynidir.
İkinci karbon atomunun konfiqurasiyası fərqlidir (D-qlükoza molekulunda OH qrupu karbon zəncirinin sağında, D-mannoz molekulunda isə solda yerləşir). Beləliklə, D-qlükoza və D-mannoz yalnız bir (ikinci) asimmetrik karbon atomunun konfiqurasiyası ilə fərqlənir və buna görə də epimerlərdir.
Sual 10. Monosaxaridlərin siklik formaları necə əmələ gəlir?
Cavab verin. Monosaxaridlərin siklik formaları karboksil və hidroksil qrupları arasında molekuldaxili qarşılıqlı təsir nəticəsində əmələ gəlir. Bu formalar karbohidrat molekullarının açıq formalarına nisbətən termodinamik cəhətdən daha sabitdir. Adətən beşüzvlü (furanoz) və altıüzvlü (piranoz) dövrlər olur. Kosmosda dördüncü və ya beşinci (aldozlar üçün) və beşinci və altıncı (ketozlar üçün) karbon atomunda aldehid (və ya keton) qrupları və hidroksil qrupu yaxın olur. Onların qarşılıqlı təsirinə görə monosaxarid molekullarında dövrlər bağlanır.
Altı üzvlü piranoz halqası aldehid qrupunun aldopentoza və ya aldoheksozun beşinci atomu ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində əmələ gəlir; həmçinin keto qrupunun ketoheksozun altıncı atomu ilə qarşılıqlı təsiri zamanı.
Beş üzvlü furanoza halqası aldehid qrupunun dördüncü atom aldotetroz, aldopentoza və aldoheksoza ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində əmələ gəlir; eləcə də keto qrupunun ketopentoza və ketoheksozun beşinci atomu ilə qarşılıqlı təsirində.
 |
Aldoheksoza molekulunda dövrənin əmələ gəlməsi nəticəsində birinci karbon atomunda aldehid qrupunun əvəzinə (ketoheksozlar üçün, ikinci karbon atomunda) hidroksil qrupu meydana çıxır. Bu hidroksil qrupu qlikozid (hemiasetal) hidroksil qrupu (qlikozid hidroksil) adlanır. Tsiklik formaların adlarında, karbohidrat təyinatına altı üzvlü dövr üçün bitən "piranoz" və ya beş üzvlü dövr üçün "furanoza" əlavə olunur.
Siklik monosaxarid molekulunda asimmetrik karbon atomlarının sayı artır, çünki karbon atomu əvvəllər aldehid və ya keton qrupunun bir hissəsi olan asimmetrik olur. Qalaktoza vəziyyətində bu, birinci, fruktoza vəziyyətində isə ikinci karbon atomudur. Bu atoma anomerik karbon deyilir. Əlavə asimmetrik atomun görünüşü açıq forma ilə müqayisədə siklik formaya uyğun optik izomerlərin sayının iki dəfə artmasına səbəb olur. Beləliklə, aldoheksoza üçün bu, artıq 16 deyil, 32 izomerdir. Açıq formanın hər bir izomerinə siklik formanın iki izomerinə (anomerlər) uyğun gəlir.
α-anomerdə anomerik mərkəzin konfiqurasiyası D- və ya L-seriyasına mənsubluğu təyin edən asimmetrik karbon atomunun konfiqurasiyası ilə eynidir, β-anomerdə isə əksinədir. Fişerin proyeksiya düsturlarında α-anomerdə D seriyasının monosaxaridləri üçün qlikozid hidroksil qrupu karbon zəncirinin sağında, β-anomerdə isə solda; L-izomerlər üçün isə əksinə, α-anomerdə qlikozid hidroksil qrupu karbon zəncirinin solunda, β-anomerdə isə sağda yerləşir. Anomerlər diastereomerlərdir və xassələrinə görə fərqlənirlər (məsələn, ərimə nöqtələri). Anomerləri epimerlərin xüsusi halı hesab etmək olar.
Sual 11. Monosaxaridlərin siklik formaları Havortun perspektiv düsturları şəklində necə təsvir olunur?
Cavab verin. Haworth sistemində dövrələr rəsm müstəvisinə perpendikulyar yerləşmiş düz beş və ya altıbucaqlılar kimi təsvir edilir, buna görə də halqanın ön hissəsinə uyğun olan xətlər daha qalın şriftlə vurğulanır. Oksigen atomu piranoz halqasında ən sağ küncdə, furanoz halqasında da ən sağ küncdə və ya halqanın arxa hissəsinin ortasında yerləşir. Hidroksil qrupları və hidrogen atomları dövrənin müstəvisinə perpendikulyar düzülür. Dövrlərdəki karbon atomlarının simvolları adətən yazılmır.
 |
Haworth düsturunu yazmaq üçün əvvəlcə Fisher düsturunu çəkin və onu 90 dərəcə sağa çevirin (saat əqrəbi istiqamətində:
Siklizasiya reaksiyasına daxil olan hidroksil qrupu ilə əlaqəli karbon atomu ətrafında 90 fırladın. Mannofuranozun qurulması zamanı bu dördüncü karbon atomu, mannopiranozun qurulması zamanı isə beşinci karbon atomu olacaq. Fırlanma nəticəsində –OH qrupu əsas karbon zənciri ilə düzülməlidir. Beləliklə, D-izomer üçün –CH 2 OH qrupu yuxarıda, L-izomer üçün isə aşağıda olacaq:
Tsiklik formanın adı göstərir: anomerin növü (a və ya b), sonra stereokimyəvi sıraya aid olan: D- və ya L-; sonra törəməsi bu siklik forma olan monosaxaridin adı “-za” sonu olmadan, yəni qlükoza-, manno-, frukto- və s.-ni tərk edirik, yekunda siklik formanın növü (piranoza və ya furanoza) göstərilir.
Piranoz şəklində olan D seriyalı aldoheksozlarda (və D seriyalı aldopentozalarda və furanoza şəklində ketoheksozlarda) CH 2 OH qrupu həmişə halqa müstəvisinin üstündə yerləşir, bu da D seriyasının formal əlaməti kimi xidmət edir. L seriyası üçün bu qrup dövrün müstəvisi altında yerləşir. D seriyalı aldozaların a-anomerlərində qlikozid qrupu –OH müstəvi altında, b-anomerlərində isə dövrün müstəvisindən yuxarıda yerləşir. L seriyasının birləşmələri üçün L seriyasının a-anomerləri üçün qlikozid hidroksil müstəvidən yuxarıda, b-anomerləri üçün isə dövr müstəvisinin altındadır.
Yuxarıdakı qaydalara əməl edərək, ketozun furanoz və piranoz formaları üçün, məsələn, fruktoza üçün Haworth düsturlarını yazmaq olar:
 |
 |
Sual 12. Monosaxaridlər əsasən bərk vəziyyətdə və məhlulda hansı formalarda (açıq və ya siklik) olur?
Cavab verin. Bərk vəziyyətdə monosaxaridlər siklik formada olur (əsasən piranoza). Məhlullarda açıq forma ilə iki cüt siklik anomer (siklo-okso-tautomer tarazlığı və ya siklo-zəncir tautomerizmi) arasında tarazlıq qurulur. Belə tarazlıq vəziyyətində olan molekulların müxtəlif formalarına tautomerlər deyilir. Tautomerlərin qarışıqlarında piranoz formaları üstünlük təşkil edir. Açıq formalar və furanoz dövrləri az miqdarda olur. a- və ya b-anomerin üstünlüyü monozanın, həlledicinin, konsentrasiyanın təbiətindən və digər xarici şərtlərdən asılıdır.
Karbohidratların tautomerik formaları bir-birinə keçə bilər ki, bu da hər hansı bir prosesdə istehlak edildiyi üçün bu və ya digər formanın miqdarının doldurulmasına gətirib çıxarır. Beləliklə, bütün formalar arasında tarazlıq dinamikdir. Beləliklə, hər hansı bir qlükoza anomeri suda həll olunarsa, o, iki anomerin tarazlıq qarışığı əmələ gələnə qədər tədricən başqa bir anomerə çevrilir ki, bu da çox az miqdarda açıq formanı ehtiva edir. Bu keçid məhlulun optik fırlanmasının dəyişməsi ilə müşayiət olunur, çünki Hər bir tautomer müstəvi qütbləşmiş işığın polarizasiya müstəvisinin öz fırlanma bucağına malikdir. Belə bir fenomen deyilir mutarotasiya monosaxaridlər.
Sual 13. L-arabinozanın a-furanoz və b-piranoz formalarını yazın. Onların anomerlərini Fisher proyeksiyaları kimi çəkin.
Cavab verin. D-arabinoza başlanğıc birləşmə kimi qəbul edilməlidir. Onun düsturunu yazırıq və enantiomerinin düsturunu qururuq (6-cı suala bax).
L-arabinoza - aldopentoza. Onun furanoz forması aldehid qrupunun dördüncü karbon atomunun hidroksil ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində əmələ gəlir; piranoz forması isə aldehid qrupunun beşinci karbon atomunun hidroksil ilə qarşılıqlı təsiri ilə bağlıdır. Tsiklləşmə zamanı hidroksil qrupunun hidrogeni (C 5 və ya C 4) aldehid qrupunun oksigeninə C-O p-bağını qıraraq əlavə olunur. hemiasetal və ya qlikozid, hidroksil(çərçivəli). C 4 və ya C 5 atomunda hidroksil qrupunun oksigeni, ondan hidrogen çıxarıldıqdan sonra, C 1 atomunda aldehid qrupunun karbonu ilə birləşir. C 1 -C 4 atomlarını birləşdirən və beş üzvlü dövrü bağlayan və ya C 1 -C 5 və altı üzvlü dövrü bağlayan bir oksigen körpüsü görünür.
O O N N N O
C - H 1 C - H C C
AMMA H H 2 OH H OH H OH
H OH NO 3 H HO H HO H
N O N O 4 N O N O N
CH 2 OH 5 CH 2 OH CH 2 OH CH 2 OH
D-arabinoza L-arabinoza a-L-arabinofuranoza b-L-arabinofuranoza
O O N N N O
C - H 1 C - H C C
AMMA H H 2 OH H OH H OH
H OH NO 3 H HO H HO H
N O N N 4 N N N N N N N
CH 2 OH 5 CH 2 OH O CH 2 O CH 2
D-arabinoza L-arabinoza a-L-arabinopiranoza b-L-arabinopiranoza
Hemiasetal formada ilk karbon atomu asimmetrik hala gəldi. Nəticədə, dövr bir açıq aldehid şəklindən (okso forma) bağlandıqda, hemiasetal hidroksil mövqeyində bir-birindən fərqlənən iki siklik hemiasetal forma alınır.
Hemiasetal hidroksilinin konfiqurasiyanı təyin edən hidroksillə (D-yə aid) eyni tərəfdə (cis mövqeyində) yerləşdiyi siklik forma - və ya L-seriyası) monozlara a-forma deyilir. Hidroksil təyin edən konfiqurasiya ilə hemiasetal hidroksilinin transda olduğu siklik forma b forması adlanır. a və b-formalar anomerlər adlanan diastereomerlərdir.
Sual 14. D-qlükozanı və D-fruktozanı reduksiya etməklə hansı birləşmələr alınır?
Cavab verin. Monosaxaridlər reduksiya edildikdə, alditollar adlanan çox atomlu spirtlər (poliollar) əmələ gəlir. Azaldılma adətən metal katalizatorların (palladium, nikel) və ya natrium borhidridin iştirakı ilə hidrogenlə aparılır. Karbonil qrupunun karbon-oksigen ikiqat bağının qırıldığı yerə hidrogen əlavə olunur. Aldozları bərpa edərkən yalnız bir məhsul (poliol) əldə edilir, məsələn, D-qlükozanı bərpa edərkən altı atomlu bir spirt D-qlükit (L-sorbitol) əmələ gəlir:
D-qlükoza, D-qlükoza kimi, optik aktiv birləşmədir, tk. onun molekulunda 4 asimmetrik karbon atomu (2, 3, 4, 5) var və simmetriya elementləri yoxdur.
Qlükozanın sorbitola qədər azaldılması askorbin turşusunun kimyəvi sintezində ilk addımdır. Sorbitol Acetobacter suboxydans mikroorqanizmindən istifadə edərək mikrobioloji oksidləşir; nəticədə L-sorboza bir neçə mərhələdə askorbin turşusuna çevrilir.
Ketozu bərpa edərkən iki poliolun qarışığı alınır, çünki keto qrupuna daxil olan karbon atomu reduksiyadan sonra asimmetrik olur və bunun üçün OH qrupunun və hidrogen atomunun kosmosda ikiqat düzülüşü mümkündür (karbon zəncirinin həm solunda, həm də sağında). Məsələn, D-fruktoza üçün bizdə:
 |
D-qlükit və D-mannitol optik aktivliyə malikdir.
Monosaxaridlərin reduksiyasından əldə edilən polihidrik spirtlər suda tez həll olunan kristal maddələrdir; şirin dadı var və şəkərli diabet üçün şəkər əvəzedicisi kimi istifadə edilə bilər (ksilitol, sorbitol).
Sual 15. Hansı aldoheksozlar reduksiya edilərək optik cəhətdən aktiv olmayan heksatomik spirtlər əmələ gətirirlər?
Cavab verin. D-qalaktoza və D-allozanın azalması müvafiq olaraq heksatomik spirtlərin dulsit və allitinə səbəb olur. Bu spirtlərin molekulları üçüncü və dördüncü karbon atomları arasında keçən simmetriya müstəvisinə malikdir, buna görə də bu poliolların optik aktivliyi yoxdur.
Sual 16. L-qalaktoza oksidləşdikdə hansı birləşmələr əldə edilə bilər? Bu birləşmələr optik aktiv olacaqmı?
Cavab verin. Oksidləşmə reaksiyaları biokimyəvi testlərdə istifadə olunur (məsələn, şəkər üçün qan və sidik testləri). Monosaxarid oksidləşmə məhsullarının tərkibi və quruluşu monozanın təbiətindən və oksidləşmə şəraitindən (ilk növbədə oksidləşdirici maddənin gücündən) asılıdır. Aldozlar ketozda daha asan oksidləşir.
Yüngül oksidləşdirici maddələrin (gümüş oksidinin ammonyak məhlulu, mis hidroksid, bromlu su) təsiri altında aldozlar aldon turşularına çevrilir (aldehid qrupu turşulu karbonil qrupuna oksidləşir).
A) "gümüş güzgünün" reaksiyası (Tollensin reaksiyası):
Reaksiyanın xarici əlaməti sınaq borusunun divarlarında metal gümüş təbəqəsinin əmələ gəlməsidir.
B) mis (II) hidroksid ilə reaksiya:
Reaksiyanın xarici əlaməti mis (II) hidroksidinin mavi çöküntüsünün mis (I) oksidin qırmızı çöküntüsünün çevrilməsidir.
C) bromlu su ilə oksidləşmə (reaksiyanın xarici əlaməti brom məhlulunun rənginin dəyişməsidir):
Güclü oksidləşdirici maddənin köməyi ilə - seyreltilmiş nitrat turşusu - aldozların son qrupları (aldehid və ilkin spirt) eyni vaxtda aldarik (şəkər) turşuları meydana gətirərək karboksil qruplarına oksidləşir, məsələn:
Bu reaksiya qalaktozanı aşkar etmək üçün istifadə edilə bilər musik turşusu suda çətin həll olunur. Diqqət yetirmək lazımdır ki, selik turşusu molekulunun dörd asimmetrik karbon atomu (2, 3, 4, 5) olmasına baxmayaraq, optik aktivlik nümayiş etdirmir, çünki simmetriya müstəvisinə malikdir.
Bədəndə fermentlərin iştirakı ilə ilkin spirt qrupu oksidləşə bilər, nəticədə aldehid qrupu oksidləşməmiş qalır. Belə reaksiyaların məhsulları uron turşuları adlanır:
Orqanizmdə uron turşuları çox mühüm funksiyanı yerinə yetirir: dərman maddələri və onların mübadilə məhsulları (metabolitləri), zəhərli maddələrlə suda həll olunan qlikozidlər əmələ gətirir və onları sidiklə orqanizmdən xaric edir, buna görə də uron turşularının (latınca sidik - sidik) adı belədir. D-qlükuron və L-iduron turşuları və onların törəmələri müxtəlif polisaxaridlərin (pektik maddələr, heparin, hialuron turşusu, xondroitin, heparin və s.) struktur elementləridir. Uron turşularının mübadiləsi zamanı askorbin turşusu sintez olunur (insanlarda sintez olunmur).
Sual 17. D-fruktoza oksidləşərək hansı birləşmələri əldə etmək olar? Bu birləşmələr optik cəhətdən aktiv olacaqmı?
Cavab verin. Ketozun oksidləşməsi güclü oksidləşdirici maddələrin təsiri altında baş verir və karbon skeletinin məhv edilməsi ilə müşayiət olunur. Bağın qırılması iki şəkildə baş verə bilər: birinci və ikinci, həmçinin ikinci və üçüncü karbon atomları arasında. Bu halda, bütün terminal karbon atomları karboksil qruplarının əmələ gəlməsi ilə oksidləşir.
Beləliklə, D-fruktoza oksidləşməsi zamanı dörd reaksiya məhsulu əmələ gəlir. Birinci və ikinci karbon atomları arasındakı əlaqə pozulduqda, formik və D-arabin turşuları əmələ gəlir. İkinci və üçüncü karbon atomları arasındakı əlaqə pozulduqda oksalik və mezotartar turşuları əmələ gəlir.
Monosaxaridlər həmçinin qlikozidlər adlanan asetallar (ketallar) əmələ gətirir:
 |
Qlikozidlərə yalnız spirtlərlə qarşılıqlı təsir nəticəsində əmələ gələn karbohidrat asetalları deyilmir. Qlikozidlərə hemiasetal hidroksilinin digər birləşmələrlə qarşılıqlı təsiri nəticəsində əmələ gələn məhsullar daxildir. Hemiasetal hidroksillə əmələ gələn bağa qlikozid bağ da deyilir.
Aqlikonun hansı atomunun qlikozidin şəkər hissəsinə bağlı olmasından asılı olaraq qlikozidləri təsnif etmək olar: C-qlikozidlər, O-qlikozidlər, N-qlikozidlər, S-qlikozidlər.
Dövrün ölçüsündən asılı olaraq qlikozidlər piranozidlərə və furanozidlərə bölünür.
Qlikozidin karbohidrat olmayan hissəsi aqlikon adlanır ("qeyri-şəkər" kimi tərcümə edilə bilər). Verilmiş nümunədə bu, bir metoksi qrupudur - metil spirtinin qalığı (kursivlə vurğulanır). Qlikozidlərin adları aşağıdakı kimi qurulur: aqlikon + qlikozid. Karbohidrat sonluğu -ozidə dəyişir. Adın ən əvvəlində, aqlikonun karbohidrat hissəsinə bağlandığı atom göstərilir.
C-qlikozidin nümunəsi psevduridindir, S-qlikozidinin nümunəsi xardalda olan siniqrindir. Nukleozidlər - nuklein əsasları olan riboza və dezoksiribozun N-qlikozidləri, nukleotidlərin, DNT və RNT-nin komponentləridir.
 |
Sual 19. Monosaxaridlərin efirləri necə əmələ gəlir?
Cavab verin. Esterləri monosaxaridlərə üzvi turşuların anhidridləri ilə təsir etməklə əldə etmək olar. Məsələn, sirkə anhidridlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda monosaxaridlərin asetil törəmələri alınır.
Esterlər həm turşu, həm də qələvi mühitdə hidroliz olunur.
Bütün bitki və heyvan orqanizmlərində olan fosfor turşusunun efirləri - fosfatlar böyük əhəmiyyət kəsb edir. Bunlara ilk növbədə D-qlükoza fosfatları daxildir: D-qlükoza 1-fosfat fosforilaza fermentindən istifadə etməklə qlikogenin hidrolizi yolu ilə əldə edilir; Qlükoza 6-fosfat qlikolizin ilk pilləsində (orqanizmdə qlükoza katabolizmi) əmələ gəlir.
 |
|||
 |
|||
D-riboza və 2-deoksi-D-riboza fosfatları nuklein turşularının və bir sıra koenzimlərin struktur elementləri kimi xidmət edir.
Sülfürik turşunun efirləri - sulfatlar birləşdirici toxuma polisaxaridlərinin bir hissəsidir.
Sual 20. 1,4-qlikozid bağı ilə bağlanmış iki b-D-qalaktoza qalıqlarından əmələ gələn disakaridin struktur düsturunu yazın. Bu disakaridin hidrogen xlorid iştirakı ilə metil spirti ilə reaksiya məhsulunun struktur düsturunu yazın. Bu birləşmələr "gümüş güzgü" reaksiyasına girə bilərmi? Lazımi reaksiyalar üçün tənlikləri yazın.
Cavab verin. b-D-qalaktoza molekulları bir-biri ilə 1-ci və 4-cü karbon atomları ilə əlaqə yarada bilər:
 |
|||
 |
|||
Ulduz metanol ilə reaksiya zamanı –OCH 3 qrupu ilə əvəz edilə bilən qlikozid hidroksili ifadə edir:
Bir qlikozid hidroksilinin olması səbəbindən disakarid sulu məhlulda aldehid qrupu ilə xətti formaya çevrilə bilər, buna görə gümüş güzgü reaksiyası verir (tənlik sadələşdirilmiş formada verilmişdir):
C 12 H 22 O 11 + Ag 2 O C 12 H 22 O 12 + 2Ag¯
Disaxarid b-D-qalaktozanın monometil efiri tərkibində qlikozid hidroksil yoxdur, xətti formada mövcud ola bilməz və gümüş güzgü reaksiyasına girmir.
Sual 21. Saxaroza molekulunun quruluşu necədir?
Cavab verin. Hidroliz zamanı saxaroza molekulu α-D-qlükopiranoza molekuluna və β-D-fruktofuranoza molekuluna parçalanır, beləliklə, o, disaxariddir, yəni. monosaxarid molekullarının iki qalığından ibarətdir:
Bu qalıqlar anomerik karbon atomlarında (α-D-qlükopiranozun 1-ci atomu və β-D-fruktofuranozun 2-ci atomu) hidroksil qrupları arasında qlikozid bağı ilə bağlıdır.
Saxaroza molekulunda α-D-qlükoza qalığının 1-ci karbon atomunda və β-D-fruktoza qalığının 2-ci karbon atomunda (hemiasetal və ya hidroksil hidroksillər) sərbəst OH qrupları yoxdur. Buna görə saxaroza molekulu açıq (aldehid) formaya çevrilə və gümüş güzgü reaksiyası verə bilməz, həmçinin mis hidroksidlə oksidləşə bilməz, yəni. reduksiya etməyən gümüş və mis karbohidratdır.
Saxaroza mənbələri: şəkər qamışı, şəkər çuğunduru, bitki və meyvə şirələridir.
Sual 22. Saxaroza ən şirin maddədirmi?
Cavab verin. Həyatımızı daha parlaq və dadlı edən karbohidratların şirin dadıdır. Ancaq ən şirin maddə saxaroza deyil, hətta karbohidrat da deyil. Saxarozadan daha şirin bir karbohidrat fruktozadır. Saxarozanın nisbi şirinliyini 100 götürsək, fruktozanın şirinliyi 173, qlükoza 74, maltoza və qalaktoza 32, laktoza isə yalnız 16 olacaq.
Bununla belə, monosakkaridlər dadsız və ya hətta acı ola bilər, karbohidrat olmayan maddələr isə şirin dad verə bilər. Məsələn, berilyum və qurğuşun birləşmələri şirin ola bilər. Qurğuşun asetat "qurğuşun şəkəri" adlanır, baxmayaraq ki, qurğuşun birləşmələrinin yüksək toksikliyinə görə şəkər kimi istifadəsi qətiyyən tövsiyə edilmir.
Həmçinin, şəkərlə heç bir əlaqəsi olmayan bir çox üzvi maddələrin şirin dadı var, məsələn, şirinliyi saxaroza şirinliyini təxminən 500 dəfə üstələyən saxarin. 4-Etoksifenilürea (dulcin) saxarozadan 200 dəfə şirindir və bədən üçün zərərli olduğu aşkarlanana qədər tatlandırıcı olaraq istifadə edilmişdir.
Acesulfame və aspartam (L-aspartyl-L-phenylalanin dipeptide methyl ester) saxarozadan 200 dəfə şirindir. L-aspartilaminolon turşusunun metilfensil esteri saxarozadan 33.000 dəfə, saxaroza turşusu isə 200.000 dəfə şirindir.
Bəzi zülalların təəccüblü dərəcədə güclü şirin dadı var. Məsələn, Dioscoreophyllum cumminsii tropik bitkisinin monellin zülalı saxarozadan 3000 dəfə, Thaumacoccus daniellii tropik bitkisinin taumatin zülalı şəkərdən 750-1000 dəfə, onun alüminium ionları olan talin ilə kompleksi isə artıq 35 sukrozdan şirindir. Synsepalum dulcificum-dan olan mirakulin zülalının şirin dadı yoxdur, lakin turş qidaların dadını şirinə dəyişməyə qadirdir.
Sual 23. Hansı oliqosakaridlər təbiətdə ən çox yayılmışdır?
Cavab verin. Saxaroza (qamış şəkəri, çuğundur şəkəri) bitkilərdə olduqca yaygındır. reduksiya etməyən disaxarid.
Maltoza (səməni şəkəri) a-1,4-qlikozid bağı ilə bağlanmış iki a-D-qlükopiranoza qalığından ibarətdir. Maltoza amilaz fermentinin təsiri ilə nişastanın hidrolizi zamanı əmələ gəlir; çörəyi uzun müddət çeynəsəniz, tüpürcək amilazasının təsiri altında çörək nişastasından əmələ gələn maltozun şirin dadını hiss edə bilərsiniz. Disakaridin azaldılması.
Cellobiose b-1,4-qlikozid bağı ilə bağlanmış iki b-D-qlükopiranoza qalığından ibarətdir. Bu lifin (selülozun) struktur vahididir. Bəzi ağacların şirəsində sərbəst tapılır. Disakaridin azaldılması.
Laktoza (süd şəkəri) b-1,4-qlikozid bağı ilə bağlanmış b-D-qalaktopiranoza və a-D-qlükopiranoza qalıqlarından ibarətdir. Laktoza yalnız məməlilərin südündə olur və azaldıcı disakariddir.
Bədəndə laktozanın hidrolizi laktaza fermentinin təsiri altında baş verir. Qeyri-kafi laktaza istehsalı ilə laktaza çatışmazlığı və laktoza həzm edə bilməməsi var. Buna görə də, laktaza çatışmazlığı olan insanlar süd istehlak etdikdə, laktoza həzm olunmur, lakin müxtəlif xoşagəlməz nəticələrlə (köpürmə, ishal) bağırsaq mikroflorasının fermentasiyasına başlayır. Əksər insanlarda və məməlilərdə laktaza geni yaşlandıqca sönür. Bu, məməlilərin südü yalnız körpəlik dövründə istehlak etməsi ilə izah olunur və gələcəkdə enerji və amin turşularını laktaza sintezinə sərf etməyin mənası yoxdur. Lakin məhsulu laktaza genini söndürən tənzimləyici genlərdən birində baş verən mutasiya nəticəsində bu ferment (laktaza) həyat boyu sintez olunmağa başladı. Avropalıların təqribən 70%-i südü yetkin yaşda həzm edir, Afrika, Okeaniya və Mərkəzi Asiyada isə əhalinin yalnız 30%-i laktaza istehsal edə bilir. Bununla belə, ənənəvi olaraq yüksək süd istehlakı olan Afrika xalqlarının (Tutsi, Tuareg və s.) laktoza həzmində problem yoxdur.
Trehaloza (göbələk şəkəri) hemiasetal hidroksil qrupları ilə əlaqəli iki a-D-qlükopiranoz qalığından ibarətdir, buna görə də trehaloza reduksiya etməyən disakariddir.
Göbələklərdə və bəzi bitkilərdə olur. Mayada trehalozun tərkibi quru maddə əsasında 18%-ə çatır.
Digər disakaridlər, məsələn, melibioza, gentibioza, turanoza, primveroza və s. nadirdir.
Trisaxaridlər nadirdir. Qalaktoza, qlükoza və fruktozadan ibarət trisaxarid rafinoz şəkər çuğundurunda olur. Bu azaldan bir trisaxariddir. Digər trisaxaridlər (gentianose, melesytose, manninotriose, sellotriose, planteose) olduqca nadirdir.
Staxioz tetrasaxarid iki qalaktoza qalığından, bir qlükoza qalığından və bir fruktoza qalığından ibarətdir. Stachyose Stachys köklərində, lupin, soya, noxud toxumlarında olur və reduksiya etməyən tetrasaxariddir.
Tsiklik oliqosakaridlər - siklodekstrinlər (Şardinqer dekstrinləri) Bacillus macerans-dan amilazanın təsiri altında nişastanın hidrolizi zamanı əmələ gəlir. Onlar a-1,4-qlikozid bağları ilə bağlanmış 6-10 D-qlükoza qalıqlarından ibarətdir. Siklodekstrinlərin katalitik xüsusiyyətlər nümayiş etdirdiyi məlumdur, məsələn, fenol efirlərinin hidrolizini kataliz edə bilir. Onlar yodla rəngli komplekslər əmələ gətirirlər və yod molekulları siklodekstrin boşluğunun içərisində yerləşir.
Sual 24. Hansı karbohidratlara polisaxaridlər deyilir?
Cavab verin. Polisaxaridlər və ya poliozlar yüksək molekulyar ağırlıqlı karbohidratlardır. Kimyəvi təbiətə görə bunlar poliqlikozidlərdir.
Polisaxarid molekullarında bir çox monosaxarid qalıqları bir-biri ilə qlikozid bağları ilə bağlıdır. Bu halda, əvvəlki qalıq ilə bağlanmaq üçün yeni qalıq, ən çox 4-cü və ya 6-cı karbon atomlarında bir spirt hidroksil qrupu təmin edir. Növbəti qalığa bağlanmaq üçün əvvəlki qalıq qlikozid (hemiasetal) hidroksil təmin edir.
Bitki mənşəli polisaxaridlərdə əsasən (1®4)- və (1®6) bağları həyata keçirilir. Polisaxarid zəncirləri budaqlanmış və ya budaqsız (xətti) ola bilər.
Polisaxaridlər turşu mühitdə hidrolizə məruz qalır və turşu mühitdə hidrolizə davamlıdır. Tam hidroliz monosaxaridlərin və ya onların törəmələrinin, natamam - disakaridlər də daxil olmaqla bir sıra aralıq oliqosakaridlərin əmələ gəlməsinə səbəb olur.
Sual 25. Homopolisaxaridlər heteropolisaxaridlərdən nə ilə fərqlənir?
Cavab verin. Polisaxaridlər iki qrupa bölünür: homopolisaxaridlər və heteropolisaxaridlər.
Homopolisaxaridlər bir monosaxaridin qalıqlarından ibarətdir, məsələn: nişasta, sellüloza, glikogen və s.
Nişasta a-D-qlükopiranoza qalıqlarından əmələ gələn iki polisaxarid qarışığıdır: amiloza (10-20%) və amilopektin (80-90%).
Amiloz zənciri budaqsızdır, 200-1000 qlükoza qalıqlarını (molekulyar çəkisi 160.000) ehtiva edir.
 |
Amiloza molekulları bükülür, onların daxili kanalına uyğun ölçülü molekullar (məsələn, yod) daxil ola bilər və daxilolma birləşmələri adlanan komplekslər əmələ gətirir. Yod ilə amiloz kompleksi mavi rəngdədir. Bu nişasta üçün keyfiyyət testi (nişasta yod testi) kimi istifadə olunur.
Amilopektin, amilozadan fərqli olaraq, budaqlanmış spiraldır. Əsas zəncirində α-D-qlükopiranoza qalıqları α(1®4)-qlikozid bağları ilə, budaq nöqtələrində isə α(1®6)-qlikozid bağları ilə əlaqələndirilir. Budaq nöqtələri arasında 20-25 α-D-qlükopiranoza qalıqları var. Amilopektin molekulyar çəkisi bir neçə milyona çatır.
Nişasta ağ amorf maddədir. Soyuq suda həll olunmur, isti suda şişir və qismən həll olunur.
Nişasta bitkilərdə fotosintez zamanı əmələ gəlir və kök yumrularında, köklərində, toxumlarında yığılır. Həzm sistemində fermentlərin təsiri altında nişasta hidrolizə olunur, hidrolizin son məhsulu α-D-qlükozadır.
Glikogen heyvan orqanizmlərində olan bitki nişastasının struktur və funksional analoqudur. Quruluşunda glikogen amilopektinə bənzəyir, lakin daha çox zəncir budaqlanmasına malikdir. Budaq nöqtələri arasında adətən 10-12 qlükoza vahidi, bəzən hətta 6. Qlikogenin molekulyar çəkisi çox böyükdür (100 milyona qədər). Bədəndə glikogen ehtiyat karbohidrat kimi çıxış edir. Lazımi vaxtda ondan lazımi miqdarda qlükoza ayrılır və bədənin enerji fondu doldurulur. Bitkilərdə amilopektin ehtiyat polisaxarid rolunu oynayır.
Selüloz və ya lif ən çox yayılmış bitki polisaxarididir. Bitkilər üçün dəstəkləyici material kimi çıxış edir. Pambıqda demək olar ki, 100% sellüloza, ağacda - 50-70% var.
Sellüloza β(1®4)-qlikozid bağları ilə bağlanmış β-D-qlükopiranoza qalıqlarından qurulur. Zəncirin budaqları yoxdur, onun tərkibində 2500-12000 β-D-qlükoza qalığı (molekulyar çəkisi 0,4-2 milyon) olur.
 |
Selülozanın xətti quruluşu, həmçinin karbohidrat zəncirlərində və ayrı-ayrı zəncirlər arasında əmələ gələn hidrogen bağları ilə dəstəklənir. Sellüloza insan mədə-bağırsaq traktının fermentləri tərəfindən parçalanmır və qida maddəsi ola bilməz, lakin normal qidalanma üçün lazımdır, çünki. mədə-bağırsaq traktının funksiyasının tənzimlənməsinə kömək edir, yoğun bağırsağın peristaltikasını stimullaşdırır.
Pektinlər meyvə və tərəvəzlərdə olur. Üzvi turşuların iştirakı ilə onlar qida sənayesində istifadə olunan jele əmələ gətirirlər. Pektin maddələrinin molekullarına a-(1®4)-qlikozid bağı ilə bağlanmış D-qalakturon turşusu qalıqlarından ibarət olan pektik - poliqalakturon turşusu daxildir.
Bəzi pektin maddələri xora əleyhinə təsir göstərir və bir sıra preparatların əsasını təşkil edir, məsələn, psylliumdan olan plantaglucid.
Heteropolisaxaridlər müxtəlif monosaxaridlərin qalıqlarından ibarətdir. Orqanizmdəki heteropolisaxaridlər zülallarla əlaqələndirilir və mürəkkəb supramolekulyar komplekslər əmələ gətirir. Heteropolisakkaridlərə misal olaraq hialuron turşusu və heparini göstərmək olar.
Hialuron turşusu β-(1®3)- ilə əlaqəli D-qlükuron turşusu və N-asetil-D-qlükozamin qalıqlarından ibarətdir. 
qlikozid bağı.
Hialuron turşusu yüksək molekulyar çəkiyə və yüksək viskozitə malikdir və birləşdirici toxumanın patogen mikroorqanizmlərə keçirməməsini təmin edir. Hialuron turşusu adətən sərbəst formada deyil, polipeptid zəncirləri ilə əlaqəli olur. Qarışıq biopolimerlər heyvan orqanizmlərinin hüceyrələrinin və mayelərinin əsasını təşkil edir.
Heparin polimer molekullarına D-qlükozamin və iki uron turşusunun qalıqları - D-qlükuron və L-iduron daxildir. Kəmiyyət baxımından L-iduron turşusu üstünlük təşkil edir. Əksər qlükozamin qalıqlarının amin qrupu sulfatlaşdırılmışdır (tərkibində SO 3 H-qrupu var), bəziləri isə asetilləşmişdir (CH 3 CO-qrupu ilə bağlıdır). Bundan əlavə, bir sıra L-idurik turşusu qalıqlarında SO 3 H qruplarına rast gəlinir. Heparin və onun törəməsi - heparitin sulfat - orqanizmdə zülalla əlaqələndirilir, heparin qanın laxtalanmasının qarşısını alır, heparitin sulfat qan damarlarının divarlarının bir hissəsidir.
