38. Алкалоиды, их роль у растений и значение в медицине.

Алкало́иды — группа азотсодержащих органических соединений природного происхождения (чаще всего растительного), большинство из которых обладает свойствами слабого основания. Некоторые нейтральные и даже слабокислотные соединения также относятся к алкалоидам. Иногда алкалоидами называются и синтетические соединения аналогичного строения.Помимо углерода, водорода и азота в молекулы алкалоидов могут входить атомы серы, реже — хлора, брома или фосфора. Многие алкалоиды обладают выраженной физиологической активностью. К алкалоидам относятся, например, такие вещества, как морфин, кофеин, кокаин, стрихнин, хинин и никотин.Граница между алкалоидами и другими азотсодержащими природными соединениями различными авторами проводится по-разному. Такие соединения, как аминокислоты, пептиды, белки, нуклеотиды, нуклеиновые кислоты, аминосахара и антибиотики обычно не называются алкалоидами. Иногда считается, что природные соединения, содержащие азот в экзоциклической позиции (мескалин, серотонин, дофамин и др.), относятся к аминам, но не к алкалоидам. Другие же авторы, напротив, считают алкалоиды частным случаем аминов или причисляют биогенные амины к алкалоидам.Алкалоиды синтезируются различными живыми организмами. Наиболее широко они распространены в высших растениях: по имеющимся оценкам, от 10 до 25 % видов высших растений содержат алкалоиды. Характерно, что в прошлом термин «алкалоид» чаще всего применялся только по отношению к веществам растительного происхождения.Содержание алкалоидов в растениях, как правило, не превышает нескольких процентов. В большинстве растений распределение алкалоидов по тканям неравномерно. В зависимости от вида растения максимальное содержание алкалоидов может достигаться в листьях (белена чёрная), плодах или семенах (чилибуха), корнях (раувольфия змеиная) или коре (хинное дерево). Кроме того, в разных тканях одного и того же растения могут содержаться разные алкалоиды.Помимо растений, алкалоиды содержатся в некоторых видах грибов (псилоцибин, содержащийся в грибах рода псилоцибе) и животных (буфотенин, содержащийся в коже некоторых жаб). Биогенные амины, такие как адреналин или серотонин, играющие важную роль в организмах высших животных, сходны с алкалоидами по строению и путям биосинтеза и иногда также называются алкалоидами.Кроме того, алкалоиды содержатся во многих морских организмах.

39. Углеводы и их биологическая роль, классификация и номенклатура.

Углеводы наряду с белками — наиболее распространенные соединения, участвующие в построении клетки и используемые в процессе ее жизнедеятельности. Они входят в состав всех живых организмов. Самым богатым источником углеводов служат растения: до 80% сухой массы тканей растений составляют углеводы. В организмах животных и человека их значительно меньше; наиболее богаты углеводами печень (5—10%), скелетные мышцы (1—3%), сердечная мышца (-0,5%), головной мозг (0,2%).Углеводами называют очень большое число соединений, обладающих различной химической структурой и биологическими функциями.

Классификация углеводовКлассификация углеводов основана на их способности гидролизоваться. Углеводы разделяются на простые и сложные Простые углеводы иначе называются моносахаридами, они не подвергаются гидролизу. Сложные подразделяют на олигосахариды и полисахариды. В состав олигосахаридов входят от двух до десяти моносахаридов. В зависимости от числа моносахаридов, входящих в структуру, олигосахариды называют ди-, три-, тетрасахаридами и т. д.

Моносахариды иначе называют монозами….это альдозы,кетозы,тетрозы,триозы,пентозы,..кетогексозы.Биологические функции моносахаридов:• Энергетическая — моносахариды используются в качестве ис­точников энергии в клетке.• Пластическая — моносахариды и их производные участвуют в построении разнообразных биологических молекул.

Олигосахариды. Наиболее распространенными в природе олигосахаридами являются дисахариды. Мальтоза образуется из полисахаридов как промежуточный про­дукт. Она состоит из двух остатков глюкозы, соединенных между собой α-1,4-гликозидной связью.Лактоза содержится в молоке животных и человека. В состав лактозы входит остаток галактозы и глюкозы; эти монозы связа­ны между собой β-1,4-гликозидной связью. Сахароза — наиболее распространенный и важный дисахарид, встречающийся в растительном мире. Сахароза является ценным питательным веществом для человека.

Полисахариды представляют собой биополимеры, мономера­ми которых служат моносахариды. Если в составе полисахарида содержатся остатки моносахарида одного вида, его называют гомополисахаридом, если разных — гетерополисахаридом.К физиологически важным гомополисахаридам относят крах­мал и гликоген. К числу важнейших гетерополисахаридов — гиалуроновую кислоту, хондротинсульфат и гепарин. Крахмал — гомополисахарид, состоящий из остатков глюкозы. Он является одним из наиболее распространенных запасных по­лисахаридов растений. Крахмал накапливается в семенах, клубнях (40—78%) и других частях растений (10—25%). Крахмал состоит из двух фракций, отличающихся строением и свойствами: амило­зы — 15—25% и амилопектина — 75—85%. Биологические функции полисахаридов:• Энергетическая — крахмал и гликоген составляют «депо» уг­леводов в клетке; при необходимости они быстро расщепляются на легко усваиваемый источник энергии — глюкозу. • Опорная — хондроитинсульфат выполняет опорную функ­цию в костной ткани. • Структурная — гиалуроновая кислота, хондроитинсульфат и гепарин являются структурными межклеточными веществами. • Гидроосмотическая и ионрегулирующая -- гиалуроновая кислота, благодаря высокой гидрофильности и отрицательному заряду, связывает межклеточную воду и катионы, регулируя меж­клеточное осмотическое давление. При гидролизе высших полиоз из каждой молекулы полисахарида образуется большое число молекул моносахарида часто измеряемое сотнями и тысячами.

40. Структура, свойства и распространение в природе основных представителей моносахаридов и полисахаридов. Гликопротеины и гликолипиды. Взаимопревращения моносахаридов.Классификация углеводовКлассификация углеводов основана на их способности гидролизоваться. Углеводы разделяются на простые и сложные Простые углеводы иначе называются моносахаридами, они не подвергаются гидролизу. Сложные подразделяют на олигосахариды и полисахариды. В состав олигосахаридов входят от двух до десяти моносахаридов. В зависимости от числа моносахаридов, входящих в структуру, олигосахариды называют ди-, три-, тетрасахаридами и т. д. К полисахаридам относятся углеводы, в состав которых входят более 10 моносахаридных остатков. Сложные углеводы при гидролизе распадаются с образованием простых.Моносахариды иначе называют монозами По химическому составу монозы являются либо полигидроксиальдегидами либо ; полигидроксикетонами. альдозами, а кетонная ( = С=О) — кетозами. Характерной особенностью класса углеводов является наличие не менее двух гидроксильных групп и одной карбонильной (альдегидной или кетонной) группы. Следовательно, простейший углевод должен содержать три атома углерода. По числу атомов углерода моносахариды называют триозами, тетрозами, пенто-зами, гексозами и т. д. В названии моноз учитывается как число атомов углерода, так и наличие альдегидной или кетонной груп­пы. Например, моносахариды, в состав которых входят 6 атомов углерода и альдегидная группа, называются альдогексозами, если же они содержат кето-группу, то кетогексозами.Изомерия.Изомерия, обусловлена наличием альдегидной или кетонной группы.Изомерия, обусловлена наличием асимметрических атомов углерода.Изомерия, обусловлена существованием в ряду сахаров циклоцепной таутомерии.Биологические функции моносахаридов:• Энергетическая — моносахариды используются в качестве ис­точников энергии в клетке.• Пластическая — моносахариды и их производные участвуют в построении разнообразных биологических молекул.

Олигосахариды. Наиболее распространенными в природе олигосахаридами являются дисахариды. Мальтоза образуется из полисахаридов как промежуточный про­дукт. Она состоит из двух остатков глюкозы, соединенных между собой α-1,4-гликозидной связью.Лактоза содержится в молоке животных и человека. В состав лактозы входит остаток галактозы и глюкозы; Сахароза — наиболее распространенный и важный дисахарид, встречающийся в растительном мире. Сахароза является ценным питательным веществом для человека.

Полисахариды представляют собой биополимеры, мономера­ми которых служат моносахариды. Если в составе полисахарида содержатся остатки моносахарида одного вида, его называют гомополисахаридом, если разных — гетерополисахаридом.К физиологически важным гомополисахаридам относят крах­мал и гликоген.Биологические функции полисахаридов:• Энергетическая — крахмал и гликоген составляют «депо» уг­леводов в клетке; при необходимости они быстро расщепляются на легко усваиваемый источник энергии — глюкозу. • Опорная — хондроитинсульфат выполняет опорную функ­цию в костной ткани. • Структурная — гиалуроновая кислота, хондроитинсульфат и гепарин являются структурными межклеточными веществами. • Гидроосмотическая и ионрегулирующая -- гиалуроновая кислота, благодаря высокой гидрофильности и отрицательному заряду, связывает межклеточную воду и катионы, регулируя меж­клеточное осмотическое давление. При гидролизе высших полиоз из каждой молекулы полисахарида образуется большое число молекул моносахарида часто измеряемое сотнями и тысячами.Гликопротеи́ны (гликопротеиды) — это сложные белки, в которых белковая (пептидная) часть молекулы ковалентно соединена с одной или несколькими группами гетероолигосахаридов. Кроме гликопротеинов существуют также протеогликаны и гликозаминогликаныМоносахариды, связанные с конкретным белком, могут быть разными: это может быть глюкоза, фруктоза, манноза, глюкозамин, галактозамин, фруктозамин, сиаловая кислота и др.Те или иные моносахариды, связанные с белком, изменяют биохимические и иммунологические свойства белка, его пространственную конфигурацию и др. Важным частным случаем является связывание белков с сиаловой кислотой, приводящее к формированию сиалогликопротеинов. В типичных случаях именно связывание с сиаловой кислотой предопределяет увеличение T1/2 белка в плазме крови.Гликопротеины являются важным структурным компонентом клеточных мембран животных и растительных организмов. К гликопротеинам относятся большинство белковых гормонов. Гликопротеины мембран эритроцитов, специфически гликозилированные теми или иными углеводными остатками, но имеющие гомологичную белковую часть, предопределяют группу крови у человека. Также гликопротеинами являются все антитела, интерфероны, компоненты комплемента, белки плазмы крови, молока, рецепторные белки и др.

Гликолипиды (от греч. glykýs - сладкий и lípos - жир), жироподобные вещества, содержащие углеводы. Главные представители - цереброзиды (характерны для нервной ткани) и ганглиозиды (обнаружены в нервных узлах, характерны для клеточных мембран, в частности мембран эритроцитов). Г. состоят из двухатомного насыщенного спирта сфингозина, 6-атомного углевода - гексозы (галактозы или глюкозы), жирной кислоты с 24 атомами углерода и сиаловой кислоты.

Многие моносахариды легко растворимы в воде и полярных растворителях, легко кристаллизуются, имеют сладкий вкус, оптически активны и обладают восстанавливающей способностью. Ациклические моносахариды при восстановлении образуют полиспирты (полиолы), при окислении — кислоты (уроновые, альдоновые и сахарные). При воздействии на моносахариды кислот или щелочей происходит взаимопревращение альдосахаров в кетосахара и обратно (эпимеризация). В более жестких условиях из моносахаридов под действием кислот образуются фурфуролы, а при сильном защелачивании моносахариды деградируют с разрывом углерод-углеродных связей. Большинство полисахаридов — аморфные вещества, труднорастворимые или не растворимые в воде и органических растворителях (при растворении в воде образуют коллоиды, не растворимые в воде набухают). Полисахариды не кристаллизуются, практически не обладают восстанавливающей способностью. Олигосахариды по своим свойствам занимают промежуточное положение между моносахаридами и полисахаридами. Они растворимы в воде, способны к кристаллизации, многие обладают сладким вкусом. Под действием кислот олигосахариды и полисахариды гидролизуются до моносахаридов.