SACHARIDY

tvoří většinu přírodních organických látek na Zemi jejich molekuly se skládají z atomů uhlíku, vodíku a kyslíku slouží jako energetický zdroj v látkovém metabolismu mají význam také jako stavební materiál starý název – uhlohydráty

Z chemického hlediska se jedná o deriváty uhlovodíků obsahujících minimálně vždy 2 hydroxylové skupiny – OH a karbonylovou skupinu Karbonylová skupina může být vázána na krajním atomu uhlíku – aldehydická skupina nebo na vnitřním atomu uhlíku- ketoskupina – podle toho dělíme sacharidy na: polyhydroxyaldehydy – aldosy polyhydroxyketony - ketosy

Příklady aldos a ketos Aldosa Ketosa

Dělení sacharidů Podle počtu uhlíkových atomů: Cukry = Monosacharidy – obsahují 3-7 uhlíků Oligosacharidy Polysacharidy

Cukry Monosacharidy Pentosy aldotetrosy aldopentosy aldohexosy Ketosy -ketotetrosy -ketopentosy -ketohexosy Oligosacharidy -disacharidy -trisacharidy -tetrasacharidy Polysacharidy

Názvosloví sacharidů Obecné názvy: předpona aldo- nebo keto- + kmen řecké číslovky vyjadřující počet uhlíkových atomů + přípona –osa Př. Aldotetrosa = aldehydický cukr se čtyřmi uhlíky

MONOSACHARIDY

Fischerovy vzorce monosacharidů aldotetrosaketohexosa

Monosacharidy lze považovat za oxidační produkty vícesytných alkoholů – vznikají dehydrogenací alkoholové skupiny glyceraldehyd glycerol dihydroxyaceton

ALDOSY polyhydroxyaldehydy

Na druhém uhlíku je asymetrické centrum, které umožňuje vznik dvou izomerních forem glyceraldehydu. Od D- a L- glyceraldehydu se odvozují další aldosy tak, že se mezi aldehydovou skupinu a sekundární alkoholickou skupinu na druhém uhlíku vsune další sekundární alkoholická skupina

Sacharidy, které se liší pouze konfigurací na jediném uhlíkovém atomu se nazývají epimery

Haworthovy projekční vzorce Fischerovy acyklické vzorce nevystihují přesně strukturu a vlastnosti monosacharidů. Molekuly monosacharidů jsou cyklické, aldehydová (ketonová) skupina se přiblíží k některé ze sekundárních hydroxylových skupin a zreaguje s ní za vzniku poloacetalové vazby Sacharidy s šestičlenným kruhem = pyranosy Sacharidy s pětičlenným kruhem = furanosy

Haworthovy vzorce

Vznik poloacetalu

Dvě struktury, které se liší pouze orientací poloacetalového hydroxylu se nazývají anomery  -D-glukopyranosa  -D-glukopyranosa

KETOSY polyhydroxyketony

Přehled ketos Jsou odvozené od dihydroxyacetonu

D-fruktosa  -D-fruktofuranosa

Zjednodušený Haworthův vzorec  -D-glukopyranosa

Pyranosový a furanosový kruh neleží v jedné rovině – C atomy hybridizují v sp 3 Pyranosový kruh nabývá vaničkové nebo židličkové konformace Př.  -D-glukopyranosa

Zástupci monosacharidů D-ribosa je součástí nukleotidů v molekule RNA

2-deoxy-D-ribosa Je součástí nukleotidů v molekule DNA

D-glukosa – hroznový cukr nachází se ve sladkých plodech, včelím medu, krvi živočichů vyrábí se enzymovou hydrolýzou škrobů Vyskytuje se většinou v pyranosní formě

D-fruktosa - ovocný cukr V některém ovoci a medu Je součástí sacharosy V roztoku je převážně ve furanosní formě

Deriváty monosacharidů 1.Aminosacharidy 2.Cukerné kyseliny 3.Cukerné estery 4.Glykosidy 5.Deoxycukry 6.Cukerné alkoholy

1. Aminosacharidy Hydroxylová skupina je nahrazena aminoskupinou 1.  -D-glukosamin = 2-deoxy-2-amino-  -D-glukosa -je součástí chitinu

1. Aminosacharidy 2.Galaktosamin - vyskytuje se ve složitých polysacharidech

2. Cukerné kyseliny Kyselina L-askorbová = lakton 2-keto-L-gulonové kyseliny - antiskorbutický vitamin C

Kyselina L-askorbová L-gulosa 2-keto-L-gulonová kyselina Lakton 2-keto-L-gulonové kyseliny

Laktony enolformaketoforma

Laktony Laktony vznikají odštěpením vody z některých hydroxykyselin Příklad: 1=  2=  3=  Kyselina D-mannonová  - mannolakton

3. Cukerné estery Vznikají reakcí na hydroxylové skupině Jedná se o důležité metabolické produkty A) methylestery B) estery kyseliny octové

A) methylestery

B) Estery kyseliny octové.

4. Glykosidy Vznikají reakcí reaktivního poloacetalového hydroxylu Dochází k navázání necukerné složky glykosidickou vazbou Váže-li se alkohol vznikají O-glykosidy Váže.li se amin vznikají N-glykosidy

O-glykosidy Nejjednodušší = methyl-  -D-glukosid

B) N-glykosidy Jsou součástí nukleových kyselin Adenosin

5. Deoxycukry  -D-ribosa 2-deoxy-  -D-ribosa

6. Cukerné alkoholy D-glukosa D-sorbit

Oligosacharidy sacharidy složené ze dvou až deseti molekul monosacharidů vázaných glykosidickou vazbou podle počtu monosacharidových jednotek rozlišujeme disacharidy, trisacharidy atd.

Dělení oligosacharidů 1.Redukující (maltosový typ) – glykosidická vazba mezi C 1 – C 4 2.Neredukující (trehalosový typ) – glykosidická vazba mezi C 1 – C 1

Příklad redukujícího disacharidu 1 poloacetalový hydroxyl není zapojen do vazby

Příklad neredukujícího disacharidu.

Redukující disacharidy Maltosa – sladový cukr  -D-glukosa + D-glukosa (vazba  1  4)

Redukující disacharidy Laktosa – mléčný cukr  -D-galaktosa + D-glukosa (vazba  1  4)

Redukující disacharidy Celobiosa – stavební jednotka celulosy  -d-glukosa + D-glukosa (vazba  1  4)

Neredukující disacharidy Mají glykosidické vazby mezi C 1 jedné molekuly a C 1 druhé aldosy nebo C 2 ketosy Sacharosa – řepný nebo třtinový cukr  -glukosa +  -fruktosa

Polysacharidy Sacharidy složené z více než deseti molekul monosacharidů vázaných glykosidickou vazbou Nemají redukční vlastnosti, protože glykosidické vazby vznikají mezi poloacetalovými hydroxyly Funkce: 1.V rostlinách jako podpůrné substance (celulosa) nebo jako rezervní látky v semenech a hlízách (škrob) 2.V živočišné říši je podpůrné funkce vzácná (chitin), rezervní látka (glykogen)

Rozdělení polysacharidů podle chemického složení 1.Homoglykany – základní stavební jednotkou jsou pouze monosacharidy 2.Heteroglykany – složeny ze 2-3 různých stavebních kamenů 3.Složené sloučeniny – glykoproteiny, glykolipidy

Stavební polysacharidy Celulosa slouží k výrobě viskózového hedvábí, celofánu a celuloidu významné jsou estery acetáty a nitráty celulosy

Stavební polysacharidy Chitin Stavební jednotkou je N-acetylglukosamin (vazba  - D - 1  4)

Zásobní polysacharidy Škrob Vyskytuje se v semenech, hlízách Je tvořen dvěmi složkami Amylosa - základní stavební jednotkou je maltosa -řetězec je stočen do šroubovice -nerozpouští se ve studené vodě Amylopektin -větvená molekula pomocí vazeb  1  6 -rozpouští se ve studené vodě

Zásobní polysacharidy Glykogen Živočišný škrob Strukturou připomíná amylopektin, ale je větvenější as má vyšší molekulovou hmotnost Svalový glykogen M = 1 milion Jaterní glykogen M = 5 milionů