Sacharidy Doc. Mgr. Martin Modrianský, Ph.D.

Polyhydroxyaldehydy a polyhydroxyketony Reaktivita karbonylu, reaktivita alkoholu

Sacharidy VÝSKYT: rostliny - 80 – 90 % sušiny živočichové – 2 % ZDROJ: rostliny – fotosyntéza živočichové – většina z rostlinných zdrojů, malé množství syntetizováno VÝZNAM: zdroj energie (glukosa, ATP) rezervní látky (škrob, glykogen) reakční meziprodukty součást buněčných stěn (celulosa nejrozšířenější org. látka) součástí pojivových tkání, rozpoznávání buněk (vázány na lipidy nebo proteiny)

Monosacharidy - Počet uhlíků triosy C3H6O3 - heptosy C7H14O7 - Funkční skupina aldosy ketosy - Cyklická struktura furanosa pyranosa

Isomery

Isomery b anomer a anomer Opticky aktivní isomery: (+) jsou levotočivé (-) jsou pravotočivé ve vztahu ke stáčení polarizovaného světla. Neexistuje však přímá úměra mezi D- a (+) isomery!

Isomery Počet stereoisomerů 2n n = počet chirálních C Příklad: pentosy: 23 stereoisomerů hexosy: 24 stereoisomerů (u necyklických forem) Enantiomery – zrcadlový obraz, který není identický Všechny D- sacharidy mají jako enantiomer svůj L- sacharid

Aldotriosy Aldotetrosy Aldopentosy Aldohexosy D-glyceraldehyd D-erythrosa D-threosa Aldopentosy D-ribosa D-arabinosa D-xylosa D-lyxosa Aldohexosy D-allosa D-altrosa D-glukosa D-mannosa D-gulosa D-idosa D-galaktosa D-talosa

D-KETOSY dihydroxyaceton D-erythrulosa D-ribulosa D-xylulosa D-psikosa D-fruktosa D-sorbosa D-talagosa

Diastereoisomery Stereoisomery, které nejsou enantiomery. D-erythrosa D-threosa Stereoisomery, které nejsou enantiomery. Liší se v konfiguraci na nejméně jednom chirálním uhlíku a nejsou zrcadlovými obrazy.

Epimery Jedná se o speciální případ diastereoisomerů, které se liší   C-4   D-mannosa D-glukosa D-galaktosa Jedná se o speciální případ diastereoisomerů, které se liší V konfiguraci pouze na jednom chirálním uhlíku.

Cyklické formy monosacharidů Vznikají intramolekulární adicí jako intramolekulární poloacetaly, poloketaly; vzniká nové asymetrické centrum Fischerova projekce     a-D-(+)-glukopyranosa (38 %) b-D-(+)-glukopyranosa (62 %) D-(+)-glukosa (otevřený lineární řetězec)     Haworthova projekce

Cyklické formy fruktosy a-D-fruktofuranosa D-fruktosa a-D-fruktopyranosa

Konformace a – axiální ; e - ekvatoriální

a-D-(+)-glukopyranosa b-D-(+)-glukopyranosa (otevřená lineární forma) Mutarotace – interkonverse anomerů [a] = + 112° [a] = + 52.7° Rovnovážná směs [a] = + 18.7° a-D-(+)-glukopyranosa b-D-(+)-glukopyranosa D-(+)-glukosa (otevřená lineární forma)

Oxidace monosacharidů C-1 aldonové kys. Př. glukonová kyselina C-6 uronové kys. glukuronová kyselina C-1 a C-6 glykarové(aldarové kys.) glukarová kyselina monosacharidy jsou redukující cukry – použití při klasifikaci cukrů a v některých klinických testech (Fehling, Benedict, Tollens test) RCOH + 2 Cu2+ + 5 OH-  RCOO- + Cu2O + 3 H2O

Redukce monosacharidů Redukcí vznikají odpovídající polyhydroxyalkoholy, př. glukosa  glucitol (sorbitol), ketosy poskytují 2 alkoholy: C-2   + D-fruktosa D-glucitol D-mannitol

methyl a-D-(+)-glukopyranosid methyl b-D-glukopyranosid Tvorba O-glykosidu a-glykosid a-D-glukopyranosa methyl a-D-(+)-glukopyranosid methyl b-D-glukopyranosid mp 165 °C, [a] = + 158° mp 107 °C, [a] = - 33° a-D-glukopyranosa a-D-glukopyranosa

Tvorba N-glykosidu + + a-D-ribosa uracil uridin

Deriváty monosacharidů (a) alkoholy b) aminocukry D-N-acetylglukosamin D-glukosamin (také D-galaktosamin) c) deoxycukry b-D-2-deoxyribosa glukosa-1-fosfát d) estery kyseliny fosforečné Glc-1-P

Reakce monosacharidů - shrnutí Esterifikace – reakce alkoholových skupin s různými kyselinami. V biochemii mají největší význam estery kyseliny fosforečné, např. glukosa-6-fosfát nebo fruktosa-1,6-bisfosfát. Oxidace – vznikají cukerné kyseliny. 3. Redukce – vznikají cukerné alkoholy (alditoly nebo glycitoly) nebo deoxycukry, např. 2-deoxyribosa má největší biologický význam. Vznik aminocukrů – jeden z hydroxylů je nahrazen aminoskupinou, např. glukosamin. Aminocukry jsou důležitou součástí glykoproteinů. Vznik glykosidů – mohou to být O-glykosidy, např. sacharosa, nebo N-glykosidy, např. adenosin.