- •Тема 6. Соединения со смешанными функциями Гидроксиальдегиды и гидроксикетоны. Гидрокси- и оксокислоты
- •Конкретные задачи
- •Вопросы для самоподготовки
- •Этапы занятия и контроль усвоения знаний
- •Содержание этапов занятия
- •Гидрокси – и оксоальдегиды и кетоны
- •Оксокислоты
- •Химические свойства
- •2. Кето-енольная таутомерия -оксокислот.
- •Оксокислоты
- •Стереоизомерия
- •(Оптические,
- •Энантиомеры
- •Глоссарий
- •Тема 6. Аминокислоты. Первичная структура белков и пептидов
- •Конкретные задачи
- •Этапы занятия и контроль усвоения знаний.
- •I. Аминокислоты с неполярными (гидрофобными) r-группами (8):
- •II. Аминокислоты с полярными (гидрофильными) незаряженными
- •III. Аминокислоты с полярными (гидрофильными) положительно заряженными радикалами (3):
- •IV. Аминокислоты с полярными (гидрофильными) отрицательно заряженными радикалами (2):
- •Химические свойства аминокислот
- •I. Общие (неспецифические) свойства.
- •Свойства аминов
- •III. Биологически важные реакции - аминокислот
- •2. Реакция декарбоксилирования:
- •IV. Аналитические, качественные реакции аминокислот и пептидов.
- •3. Взаимодействие с 2,4-динитрофторбензолом – днфб (реактивом Сенджера):
- •Глоссарий
- •Тема 8. Углеводы
- •Вопросы для самоподготовки
- •Этапы занятия и контроль усвоения знаний
- •Содержание этапов занятия
- •Тема 8-1. Углеводы. Моносахариды Теория
- •Важнейшие природные моносахариды Альдопентозы
- •Альдогексозы Кетогексоза
- •Перспективные формулы Хеуорса
- •Цикло-цепная таутомерия моносахаридов – это существование в водном растворе смеси таутомерных форм, способных превращаться друг в друга через открытую таутомерную форму:
- •3. Мутаротация сахаров При растворении кристаллической таутомерной формы углевода в воде наблюдается явление мутаротации.
- •4. Конформации моносахаридов
- •5. Эпимеризация
- •6. Химические свойства моносахаридов
- •1. Окисление
- •Галактаровая и др.) кислоты
- •Тема 8-2. Ди – и полисахариды Вопросы для самоподготовки
- •Дисахариды
- •Цикло-цепная таутомерия дисахаридов
- •Химические свойства дисахаридов
- •Реакция «серебряного зеркала»:
- •Полисахариды
- •Тема 9. Гетероциклические соединения
- •Конкретные задачи
- •Вопросы для самоподготовки
- •Этапы занятий и контроль усвоения знаний
- •Содержание этапов занятия
- •Электронное строение «пиррольного» атома азота
- •Шестичленные гетероциклические системы с одним гетероатомом
- •Электронное строение «пиридинового» атома азота
- •Химические свойства
- •Пятичленные гетероциклы с двумя гетероатомами
- •Химические свойства
- •Шестичленные гетероциклические соединения с двумя гетероатомами Пиримидин
- •Производные пиримидина
- •Полициклические гетероциклы
- •Триптофан
- •Хинолин и изохинолин
- •Нуклеиновые кислоты
- •Общая схема построения нуклеиновых кислот
- •Нуклеиновые кислоты
- •Нуклеотиды
- •Названия нуклеозидов и нуклеотидов
- •Глоссарий
Полисахариды
Углеводы, содержащие более 10 остатков моносахаридов, называются полисахаридами.
Гомополисахариды состоят из остатков одинаковых моносахаридов; гетерополисахариды – из разных.
Важнейшими гомополисахаридами являются целлюлоза, крахмал (амилоза и амилопектин) и гликоген, построенные из фрагментов D-глюкозы. В природе встречаются также полисахариды, содержащие фрагменты D-галактозы, D-маннозы, D-фруктозы, D-ксилозы, L-арабинозы и др.
1. Целлюлоза, или клетчатка, – биополимер с молекулярной массой от 400 тыс. до 1-2 млн. [Да]. Он содержится в семенных волокнах хлопчатника (92–95 %), волокнах льна, рами, джута (75–90 %), в древесине (50–70 %), злаках, подсолнечнике (30–40 %).
Первичная структура целлюлозы – это последовательность ,D-глюкопиранозных звеньев, соединенных между собой -1,4-гликозидными связями:
Вторичная структура определяется конформационным строением моносахаридных звеньев и стабилизируется водородными связями:
Такая вторичная структура придает целлюлозе волокнистость, большую механическую прочность и гидрофобность (нерастворимость в воде). Она определяет и биологическую функцию этого биополимера. Целлюлоза является основным компонентом и опорным материалом клеточных стенок растений.
Целлюлоза не расщепляется ферментами организма человека и высших животных, однако, она является необходимым для нормального питания балластным веществом, активирующим перистальтику желудка и кишечника.
2. Крахмал – белый аморфный порошок, представляет собой смесь двух различных гомополисахаридов: амилозы (20–30 %) и амилопектина (70–80 %).
Амилоза. Имеет молекулярную массу 150 тыс.-600 тыс. [Да]. Растворяется в воде.
Первичная структура амилозы – последовательность ,D–глюкопиранозных звеньев, соединенных между собой -1,4–гликозидными связями.
Вторичная структура представляет собой спираль с шестью остатками молекул ,D – глюкопиранозы в каждом витке:
Амилоза дает качественную реакцию с йодом. При этом молекулы йода проникают внутрь витков спирали, образуя соединение включения синего цвета.
Амилопектин – полисахарид с молекулярной массой 1-6 млн. [Да]. Не растворяется в воде, но в горячей воде набухает, образуя клейстер. В отличие от амилозы имеет разветвленную структуру. В молекуле амилопектина ,D-глюкопиранозные звенья соединяются между собой -1,4– и -1,6- гликозидными связями. Между точками ветвлений 20-25 остатков ,D– глюкопиранозы.
Амилопектин образует с йодом комплекс фиолетового цвета.
Амилоза и амилопектин как компоненты крахмала являются главными полисахаридами пищи человека. Расщепляются пищеварительными ферментами сначала до олигосахаридов (декстринов), затем до мальтозы, а, в конечном счете, до глюкозы, которая всасывается в кровь. Таким образом, крахмал пищи является основным источником глюкозы для человека.
Крахмал обнаруживается в некоторых простейших, бактериях и водорослях, но основным его источником являются семена, плоды, листья и луковицы растений, где содержание крахмала составляет от нескольких процентов до 75 % и более (зерна хлебных злаков). Выполняет в растениях резервную функцию.
3. Гликоген имеет молекулярную массу до 100 млн. [Да]. В структурном отношении похож на амилопектин, но более разветвлен. Основные типы связей: -1,4 - и -1,6- гликозидные. Между точками ветвлений – 5-6 остатков ,D– глюкопиранозы.
Гликоген – резервный углевод высших животных и человека («животный крахмал»). Образуется и накапливается в печени и в мышцах, а при необходимости очень быстро расщепляется до глюкозы (в печени), или до молочной кислоты (в мышцах), чему способствует большое количество концевых остатков, т.е.разветвленность молекулы. Значительная молекулярная масса гликогена позволяет запасать большое количество глюкозы в клетках.
Глоссарий
Моносахариды (монозы) – это многоатомные альдегидо- или кетоноспирты, не гидролизующиеся до более простых.
Альдозы – это моносахариды, содержащие альдегидную группу.
Кетозы - это моносахариды, содержащие кетонную группу.
Пентозы – моносахариды, молекулы которых содержат пять углеродных атомов (С5). Гексозы – моносахариды, молекулы которых содержат шесть углеродных атомов (С6)
Цикло-цепная таутомерия – это существование в водном растворе смеси циклических таутомерных форм, способных превращаться друг в друга через открытую форму.
Мутаротация - это изменение во времени угла вращения плоскости поляризованного света в свежеприготовленных растворах сахаров; обусловлена постепенным установлением равновесия между цикло-цепными таутомерами.
Эпимеры – стереоизомеры, отличающиеся конфигурацией одного хирального центра.
Эпимеризация – взаимное превращение эпимеров друг в друга через общую ендиольную форму.
Гликозид – простой эфир гликозидной группы углевода; ацеталь или кеталь углевода.
Гликозидная связь – простая эфирная связь, образованная при участии гликозидной группы углевода
Олигосахариды – углеводы, содержащие в молекуле от двух до десяти моносахаридных звеньев.
Дисахариды (биозы)- углеводы, молекулы которых состоят из двух моносахаридных остатков.
Дисахариды
- восстаноавливающие при участии свободного полуацетального гидроксила способны к образованию открытой формы, альдегидная группа которой восстанавливает ионы металлов (Ag+, Cu2+).
- невосстаноавливающие - не способны к образованию открытой формы, содержащей альдегидную группу.
Полисахариды - углеводы, содержащие более 10 остатков моносахаридов
Гомополисахариды – полисахариды, молекулы которых построены из остатков одинаковых моносахаридов
Гетерополисахариды – полисахариды, молекулы которых построены из остатков разных моносахаридов.
Крахмал – резервный углевод растений.
Гликоген – резервный углевод высших животных и человека.