SACHARIDY.

Prezentace na téma: "SACHARIDY."— Transkript prezentace:

1 SACHARIDY

2 VLASTNOSTI (řec. sakcharón = cukr, sladkost)
biologické prekurzory lipidů, proteinů, nukleotidů společně s lipidy – nejdůležitější dodavatel volné energie pro organismy (tzv. buněčné palivo) – 17 KJ/g z chemického hlediska – jednoduché ( C,H,O) tvoří hlavní podíl sušiny rostlinných pletiv v živočišných tkáních zastoupeny v daleko menší míře než proteiny a lipidy

3 VLASTNOSTI plní různé funkce : podpůrná struktura rostlin – CELULÓZA, zásobárna energie u živočichů – GLYKOGEN, u rostlin – ŠKROB v zelených rostlinách vznikají FOTOSYNTÉZOU

4 ROZDĚLENÍ SACHARIDŮ - cyklické poloacetaly hydroxyaldehydů – ALDOSY nebo hydroxyketonů – KETOSY SACHARIDY : a)jednoduché - monosacharidy b)složené - oligosacharidy - polysacharidy

5 STRUKTURA SACHARIDŮ - strukturu monosacharidů – Fischerovy oxovzorce

6 E. FISCHER E. FISCHER – r důkaz, že cukry jsou vícesytné alkoholy, které obsahují aldehydickou nebo ketonickou skupinu Reakcí cukrů s fenylhydrazinem, se kterým vznikají málo rozpustné OSAZONY

7

8 VLASTNOSTI - v biochemii – triviální názvy sacharidů
- stereoizomerní formy monosacharidů – existence centra chirality podle postavení -H a -OH na asymetrickém uhlíku ( C*) sacharidy řadíme do řady D a L přírodní monosacharidy patří většinou do řady D oxoskupina – vysoce reaktivní

9 DALŠÍ TYPY VZORCŮ A STRUKTUR
- monosacharidy vytvářejí CYKLICKLÉ FORMY tzv. PYRANOSY a FURANOSY - vytvoření cyklu je spojeno se vznikem nového centra chirality – tím vzniká možnost existence dvou konfiguračních isomerů – ANOMERŮ – jsou navzájem v rovnováze

10

11 DALŠÍ STRUKTURY SACHARIDŮ
Tollensovy vzorce cyklické

12 DALŠÍ STRUKTURY SACHARIDŮ
Haworthovy vzorce židličková konformace

13

14 MONOSACHARIDY D-glyceraldehyd
- nejjednodušší monosacharid, v přírodě se volně nevyskytuje, důležité jsou jeho fosfáty

15 D – RIBOSA, 2-DEOXY-RIBOSA
-základní stavební jednotky NK D - ribosa

16 D - GLUKOSA nejvýznamnější monosacharid - hrozny, včelí med, sladké
plody - součást krevní plasmy (insulin, glukagon)

17 D- MANOSA - součást semen palem, skořápky ořechů, pomerančová kůra

18 D- FRUKTOSA (ovocný cukr)
- nejdůležitější představitel ketos - obsažen v ovoci a medu (až 50%), nejsladší cukr, obtížně krystalizuje, získává se ve formě sirupovité kapaliny

19 GLYKOSIDY - monosacharidy se spojují glykosidickou vazbou do větších celků – GLYKOSIDŮ NUKLEOSIDY – součást NK GLUKOSANY – anhydridy cukrů GLUKOVANILIN – obsažen ve vanilce KONIFERIN – dřevo jehličnanů SINALBIN, SINIGRIN - hořčice

20

21 DERIVÁTY MONOSACHARIDŮ

22

23

24 2. ALDONOVÉ KYSELINY - vznik – při oxidaci aldehydické skupiny na karboxylovou skupinu A) D-GLUKONOVÁ KYSELINA - ve fosforylované formě nejdůležitější metabolický meziprodukt výroba – Aspergillus niger, Pseudomonas sp., Glukonobacter sp. – tvoří tzv. GLUKONÁTY (glukonát vápenatý – náhrada krevní plasmy, stravebnictví – zpomalovač tuhnuté betonu, čištění a ochrana povrchu kovů…)

25 2. ALDONOVÉ KYSELINY B) URONOVÉ KYSELINY
- vznik oxidací primární alkoholové skupiny - od hexos jsou odvozené HEXURONÁTY a) př. D – GLUKURONÁT - vznik v játrech – detoxikační prostředek váže toxické látky (alkoholy, fenoly, kafr,…) pomocí glykosidické vazby

26

27 VITAMÍN C b) L- ASCORBOVÁ KYSELINA
- nestálá látka se silnými redukčními účinky, snadno oxiduje na L-dehydroascorbovou kyselinu - velmi důležitý redoxní systém organismů

28 DALŠÍ DERIVÁTY C) ESTERY CUKRŮ
důležité meziprodukty metabolismu sacharidů nejdůležitější jsou FOSFOREČNÉ ESTERY – vstup do metabolismu D – glukosa - 6 – fosfát D – glukosa - 1 – fosfát D – fruktosa – 6 – fosfát D - fruktosa – 1,6 – bisfosfát

29 DALŠÍ DERIVÁTY D) DEOXYCUKRY
v molekule cukru je jedna z hydroxylových skupin nahrazena vodíkovým atomem 2 – deoxy – D – ribosa (součást DNA)

30 OLIGOSACHARIDY obsahují 2 – 10 monosacharidových jednotek spojených glykosidickou vazbou A) redukující B) neredukující

31 SACHAROSA (řepný cukr)
- nejrozšířenější disacharid - složena z D-glukosy a D-fruktosy - součást všech rostlin, vznik fotosyntézou

32

33 LAKTOSA (mléčný cukr) - je obsažena v mléce savců
- mateřské mléko – 6-7% - kravské mléko – 4-5% - získává se ze syrovátky

34 MALTOSA (sladový cukr)
- vznik – enzymatickou hydrolýzou enzym maltasa (obsažen v naklíčeném sladovnickém ječmeni) – štěpí maltózu na zkvasitelnou glukózu –základ výroby piva

35

36 POLYSACHARIDY - vysokomolekulární sloučeniny
- nízká rozpustnost (ve vodě bobtnají), nízká osmotická aktivita, nemají sladkou chuť Dle funkce: Zásobní polysacharidy Stavební polysacharidy Polysacharidy se speciálními funkcemi

37 1.ZÁSOBNÍ POLYSACHARIDY
INULIN – zásobní látka čeledi hvězdnicovitých(čekanka, jiřiny,…) ŠKROB - nejrozšířenější polysacharid a) amylóza – 200 – 1000 glukózových jednotek, nevětvené a šroubovitě stočené řetězce b) amylopektin – asi 6000 glukózových jednotek, větvené řetězce

38

39 ŠKROB AMYLÓZA AMYLOPEKTIN Bramborové hlízy 22 : 78
Stonky brambor : Obsah škrobu: bramborové hlízy - 20% obilná zrna % Škrob se hydrolyticky štěpí na polysacharidové štěpy s nižší molekulovou hmotností – DEXTRINY (použití např. jako technická lepidla)

40 GLYKOGEN - živočišný zásobní polysacharid
- složitější stavba, než škrob - ve vodě se rozpouští na 15-20% roztok - jeho štěpení katalyzuje glykogenfosforyláza - obsažen v hepatocytech ( až 8%) - obsažen ve svalových buňkách (asi 1%) - nepatrné množství v ledvinách, v gliích a v leukocytech

41

42 2. STAVEBNÍ POLYSACHARIDY
CELULÓZA - nevětvené molekuly složené z molekul glukózy v přírodě nejhojnější sacharid je štěpena celulázami na disacharid cellobiózu hlavním zdrojem celuláz jsou mikroorganismy (Trichoderma viridae, Aspergillus niger) Pektocelulóza – surová bavlněná vlákna Kutocelulóza – korek Lignocelulóza – vlákna lnu, konopí, juty, dřevo

43 Struktura celulózy

44 2. STAVEBNÍ POLYSACHARIDY
MANNAN – obsažen v buněčných stěnách kvasinek

45 2. STAVEBNÍ POLYSACHARIDY
CHITIN – nevyskytuje se v přírodě v čistém stavu, ale vždy ve spojení s proteiny tvoří kutikuly hmyzu, krunýře korýšů obsažen v buněčných stěnách hub (Pofirefa, Fungi)

46

47 3. POLYSACHARIDY SE SPECIÁLNÍMI FUNKCEMI
GLYKOZAMINOGLYKANY (aminopolysacharidy, mukopolysacharidy) - živočišného původu - v hlenových sekretech respirační soustavy - v pojivových tkáních, kůži,…

48 3. POLYSACHARIDY SE SPECIÁLNÍMI FUNKCEMI
KYSELINA HYALURONOVÁ váže na sebe vodu a udržuje tak sebe v rozsolovitém stavu obsažena v očním sklivci, v kloubní tekutině, ve škáře kůže

49 3. POLYSACHARIDY SE SPECIÁLNÍMI FUNKCEMI
HEPARIN hlavním zdrojem jsou játra, svaly, plíce v menším množství obsažen v krvi má antikoagulační účinek- inhibuje přeměnu protrombinu na trombin

50 3. POLYSACHARIDY SE SPECIÁLNÍMI FUNKCEMI
CHONDROITINSULFÁTY A,B,C (kyselina chondroitin sírová) v molekule je estericky vázaná kyselina sírová obsaženy v chrupavkách jako součást proteoglykanu

51 3. POLYSACHARIDY SE SPECIÁLNÍMI FUNKCEMI
PROTEOGLYKANY v molekule převládá sacharidová složka, která tvoří až 90% jsou složkou mezibuněčné hmoty pojiv, tvoří vnější povrchy buněk spojují se v obrovské agregáty společně k chondroitinsulfáty a kyselinou hyaluronovou

52 TYPY A LOKALIZACE PROTEOGLYKANŮ ChS – chondroitinsulfát, DS – dextransulfát, HS – heparinsulfát (x) – je počet sacharidových jednotek UMÍSTĚNÍ NÁZEV SLOŽENÍ Povrch buněk Syndekan HS/ChS (4) Betaglykan HS/ChS (2) CD 44 HS n. ChS Glypikan HS Fibroglykan Bazální membrána Perlekan HS(3) Mozek Brevikan ChS/DS(3) Neurokan ChS(7) Cerebroglykan HS(5)

53 SLOŽENÉ SACHARIDY GLYKOLIPIDY – cerebrosidy (NS)
PROTEOGLYKANY – membrány, chrupavky PEPTODOGLYKANY , tzv. MUREINY vnitřní stavba buněčných stěn všech bakterií 4. GLYKOPROTEINY

54