Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции по биоорганической химии / Лекция+5.+Биоорганика.+Часть+2.+2020.pptx
Скачиваний:
4
Добавлен:
02.05.2022
Размер:
20.19 Mб
Скачать

Образование гликозидов и полигликозидов.

О-Гликозиды из моносахаров in vitro обратимо образуются в кислой среде в реакции со спиртами (и расщепляются гидролизом). Существуют также S- и N- гликозиды (нуклеозиды).

 

 

5

 

 

CH2OH

HCl

5

 

 

 

 

 

CH2OH

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

+ CH3OH

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

H2O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D-глюкопираноза

смесь О-метил-D-глюкопиранозидов

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

In vivo в нейтральной среде моносахариды способны

образовывать полисахариды, в которых остатки сахаров соединены О-гликозидными связями. Эти связи устойчивы к гидролизу в щелочной среде, а in vitro – и в нейтральной.

Реакции окисления.

Эти реакции многочисленны и очень разнообразны.

Альдозы образуют: в наиболее мягких условиях (Br2/H2O) альдоновые кислоты (из глюкозы – глюконовая и т.д.); в жестких условиях – конц. HNO3 при нагревании – альдаровые кислоты (из глюкозы – глюкаровая и т.д.).

In vivo из альдоз могут образовываться альдуроновые кислоты (из глюкозы – глюкуроновая)

 

 

Br2/ H2O

 

COOH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

альдоновая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кислота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(CH-OH)4

 

 

 

 

 

 

 

 

HNO3

 

CH2OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

 

альдаровая

 

 

 

 

 

 

 

CH=O

 

 

 

COOHкислота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

альдоза

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(CH-OH)+42 HAД+

 

 

 

(CH-OH)4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2OH

 

COOH

 

 

 

 

 

 

 

 

- 2 HAДH/H+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

альдуроноваяCH=O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кислота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(CH-OH)4 D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-глюкуроновая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

COOH

кислота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реакции восстановления.

Эти реакции многочисленны и разнообразны: карбонильная группа восстанавливается до спиртовой с образованием многоатомных спиртов.

Альдогексозы дают по 1 шестиатомномуспирту (глюкоза – глюцит (сорбит(ол)), манноза – маннит(ол), галактоза – дульцит (галактит(ол)), кетогексозы – эквимолярную смесь 2 эпимерных по С-2 спиртов (фруктоза – глюцит + маннит).

 

 

 

 

CH=O

2

 

 

CH2OH

 

 

 

CH2OH

 

 

 

CH2OH

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

H2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

H2

 

 

 

 

H2

 

 

 

 

 

H

 

 

OH

 

H

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HO

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HO

 

 

H

 

HO

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HO

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HO

 

 

H

 

5

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

H

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

H

 

OH

H

 

 

OH

 

H

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D-глюкоза

глюцит

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2OH

D-фруктоза

 

 

маннит

 

 

 

D-манноза

 

 

 

 

CH2OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Качественные реакции моносахаридов.

Реакции окисления альдегидной группы с образованием альдоновых кислот и продуктов их распада в щелочной среде с помощью:

1. Реактива Фелинга – Бенедикта (Cu2+/OH-) – выпадает кирпично-красный осадок Cu2O

2. Реактива Толленса (Ag(NH3)2OH) - выпадает осадок (зеркало) Ag

CH=O

 

t0

COO-

 

 

(CH-OH)

+ Cu(2+)/OH-

 

(CH-OH)

+ Cu O (кирпично-

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

4

2

 

 

 

 

 

 

красный)

CH2OH

 

t0

CH2OH

альдозы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ Ag(NH3)2OH

 

 

 

+ Ag (зеркало)

Фруктоза в этих условиях изомеризуется в глюкозу и маннозу и поэтому тоже дает эти реакции.

Специфическая реакция фруктозы – с реактивом Селиванова

– образуется вишнёво-красная окраска.

Фосфорные эфиры моносахаридов in vivo.

In vivo моносахариды фосфорилируются с помощью АТФ. Метаболитами являются: глюкоза-6-фосфат, глюкоза-1-фосфат, фруктоза-6-фосфат, фруктоза-

1,6-дифосфат, рибоза-5-фосфат и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH=O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH=O

 

 

 

 

 

 

 

CH2OH

 

 

 

 

CH2OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

OH + АТФ

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

+ АТФ

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HO

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

HO

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

HO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

HO

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

OH - АДФ

H

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

- АДФ

H

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

OH

H

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

H

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2OH

 

 

 

 

 

 

 

CH2OPO3H2

 

 

 

 

 

 

 

CH2OPO3H2

 

 

 

CH2OH

 

 

D-глюкоза

глюкоза-6-фосфат

 

фруктоза-6-фосфат

D-фруктоза

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ АТФ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ АТФ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- АДФ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- АДФ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH=O

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2OPO3H2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

OPO3H2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

фруктоза-1,6-дифосфат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2OPO3H2

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

глюкоза-1-фосфат

рибоза-5-фосфат

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2OPO3H2

 

 

 

 

 

 

 

 

Глюкоза-6-фосфат – главный внутриклеточный метаболит глюкозы, используемый во множестве метаболических путей.

Биороль моносахаридов.

Моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза) – важнейший источник энергии для организма (около 500 г/сут). Широко распространены в природе в форме разнообразных полисахаридов.

Используются почти во всех биосинтетических процессах организма (гликоген, структурные полисахариды, жиры, ХС и стероиды и др.).

Рибоза и 2-дезоксирибоза необходимы для биосинтеза нуклеотидов и нуклеиновых кислот.

Глюкуроновая кислота необходима для обезвреживания и выведения ксенобиотиков из организма.

Сиаловые кислоты входят в состав поверхностных антигенов клетки, необходимых для правильной работы иммунной системы.

Применяются в лечебных целях (глюкоза, глюконат кальция, витамин С) и входят в состав лекарств.

Особая роль D-глюкозы.

Универсальное питательное вещество для любых клеток.

Используется клетками как в энергетических, так и в пластических целях.

Единственный источник энергии для клеток человека

ванаэробных условиях, абсолютно необходима для эритроцитов, чрезвычайно важна для нейронов.

Используется клетками для биосинтеза практически всех метаболитов и запасающих веществ, содержится

вкрови (3,3-5,5 ммоль/л), при недостатке биосинтезируется из лактата, глицерина, аминокислот (белков организма).

Широко распространена в природе, в основном в виде биополимеров – полисахаридов.

Аскорбиновая кислота (витамин С).

Твердое вещество, хорошо растворимое в воде, плохо – в органических растворителях, кислое на вкус, незаменимое вещество, важнейший антиоксидант. Существует в окисленной (дегидроаскорбиновая) и восстановленной формах (аскорбиновая).

CH2OH

CH2O

 

 

[O]

 

 

H

 

OH

 

[H]

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аскорбиновая

 

 

 

дегидроаскорбиновая

 

 

• Необходима

кислотаHO

 

 

 

OH

 

 

кислота

 

 

 

 

коллагена,

для

 

 

 

 

 

биосинтезаO

 

 

норадреналина, стероидных гормонов (в реакциях

биологического окисления), регенерации витамина Е

в

клеточных

мембранах,

связывание

АФК

(сдерживание процессов ПОЛ и АОЗ). Потребность 50-125 мг/сут, при недостатке развивается цинга.