Ирина Смирнова – Диалог с изучающим углеводы (страница 2)
олигосахариды,
полисахариды.
МОНОСАХАРИДЫ
6. Какие углеводы являются моносахаридами?
Моносахариды – это производные многоатомных спиртов, молекула которых состоит из углеводородной цепи от трёх до десяти углеродных атомов (С3-С10), имеющие карбонильную группу: альдегидную, либо кетонную:
Моносахариды делят по числу углеродных атомов (С3-С10) на:
триозы (3С)
тетрозы (4С)
пентозы (5С)
гексозы (6С)
гептозы (7С) и т. д.
7. Имеют ли моносахариды стереоизомеры?
Все моносахариды содержат ассиметричные атомы углерода (кроме кетотриозы диоксиацетона) и могут существовать в виде различных стереоизомеров. Изомеры моносахаридов подразделяют на D- и L-формы.
Расположение -Н и -ОН относительно асимметричного углеродного атома, наиболее удаленного от карбонильной группы, определяет принадлежность к D- или L- ряду. Если этот атом имеет ту же конфигурацию, что и у D-глицеринового альдегида, то моносахарид относится к D-ряду, если противоположную – то к L-ряду.
В животных организмах углеводы глюкоза, фруктоза, манноза, галактоза, рибоза относятся к соединениям D-ряда.
8. Какие моносахариды относят к кетозам, а какие к альдозам?
Моносахариды, в структуре которых находится альдегидная группа (Н-С=О), называют альдозами, моносахариды, включающие кето-группу (С=О), называют кетозами. Примером таких моносахаридов являются глюкоза (альдоза) и фруктоза (кетоза):
9. Какие соединения называют аминосахарами?
В организме человека и животных находятся производные моносахаридов, спиртовая ОН-группа которых замещена аминогруппой, -NH2. Такие углеводы относятся к классу аминосахаров, наиболее важными из которых являются D-глюкозамин и D-галактозамин. Аминосахара входят в состав гликозаминогликанов животных организмов и бактерий.
ОЛИГОСАХАРИДЫ
10. Какие углеводы относят к группе олигосахаридов?
Олигосахариды – углеводы, содержащие от 2 до 10 остатков моносахаридов, соединенных гликозидными связями. Наиболее распространенный дисахарид – сахароза, пищевой сахар, состоящий из D-глюкозы и D-фруктозы.
11. Какие связи соединяют моносахариды в молекуле дисахарида?
Моносахариды в молекуле сложных углеводов соединяются между собой гликозидной связью. Гликозидная или О-гликозидная связь образуется в результате реакции дегидратации (удаления Н2О) между двумя ОН-группами двух моносахаридов. Например, дисахарид-сахароза состоит из D-глюкозы и D-фруктозы.
12. Какое строение имеет дисахарид лактоза?
Дисахарид лактоза содержится в молоке и состоит из D-галактозы и D-глюкозы.
ПОЛИСАХАРИДЫ
13. Какие углеводы относят к группе полисахаридов?
Полисахариды являются высокомолекулярными соединениями, состоящими большого количества моносахаридов, соединённых гликозидными связями и образующих линейные или разветвлённые цепи. Общую формулу полисахаридов можно представить в виде: (С6Н10О5)n.
14. Как делятся полисахариды по химическому строению?
Полисахариды по строению делят на две группы:
гомополисахариды, состоящие из моносахаридов одного типа;
гетерополисахариды, состоящие из двух и более видов моносахаридов.
15. Как делят гомополисахариды по функциональному значению?
Гомополисахариды по функциональному значению делят на структурные и резервные полисахариды. Важным структурным гомополисахаридом у растений является целлюлоза. Резервным полисахаридом у растений служит крахмал, а у животных – гликоген.
16. Какое химическое строение крахмала?
В молекуле крахмала различают две структуры гомополисахарида, состоящего из глюкозы: линейная – амилоза и разветвленная – амилопектин.
17. Какую молекулярную массу имеет крахмал?
Крахмал имеет молекулярную массу около 106–107 D.
18. Где содержится крахмал?
Крахмал в небольших количествах содержится в листьях (от 4 до 25%), но он, в основном, накапливается в семенах (в зернах пшеницы, кукурузы, риса, в которых его количество может доходить до 70%) и корнеплодах (клубни картофеля до 30%).
19. Какова химическая структура гомополисахарида гликогена, и где он содержится?
Гликоген является основным полисахаридом животных и человека, состоящего из глюкозы, молекулярная масса гликогена составляет около 107–109 D. Гликоген содержится практически во всех органах и тканях животных и человека, наибольшее количество его обнаружено в печени и мышцах. Молекула гликогена состоит из ветвящихся полигликозидных цепей, в которых остатки глюкозы соединены α-1,4-связями, а в точках ветвления α-1,6-связями. В гликогене α-1,6-связей больше, чем в крахмале. При гидролизе гликоген расщепляется с образованием декстринов, затем мальтозы и глюкозы, конечного продукта.
20. Какое строение имеет гомополисахарид целлюлоза?
Целлюлоза (клетчатка) является наиболее распространенным полисахаридом растений. Молекулярная масса целлюлозы составляет около 106 D. Целлюлоза состоит из D-глюкоз, линейно соединенных между собой β-1,4-гликозидными связями. При полном гидролизе целлюлозы образуется D-глюкоза.
21. Расщепляется ли в пищеварительном тракте человека целлюлоза?
В желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) человека нет гидролаз, расщепляющих β-1,4-гликозидные связи. У травоядных животных в кишечнике находятся микроорганизмы, способные расщеплять β-1,4-гликозидные связи. Поэтому целлюлоза для этих животных является важным источником питания.
22. Где содержится целлюлоза?
Листья растений содержат от 15 до 30% клетчатки, в древесине количество ее доходит до 50–70% от общей массы, а в волокнах льна и хлопка до 98%.
23. Какие гетерополисахариды нам известны?
Важнейшими представителями гетерополисахаридов или гликозаминогликанов являются углеводы, молекулы которых состоят из аминосахаров и уроновых кислот. Гликозаминогликаны являются структурными компонентами костей и соединительной ткани.
24. Какие гетерополисахариды относят к протеогликанам?
Гликозаминогликаны, соединяясь с белками, образуют протеогликаны, состав которых на 80-95% представлен углеводами.
ОБМЕН УГЛЕВОДОВ
25. Какие процессы включает обмен углеводов?
Обмен углеводов включает следующие процессы:
• Расщепление/гидролиз сложных углеводов в желудочно-кишечном тракте до
моносахаридов;
• Всасывание моносахаридов из кишечника в кровь;
• Внутриклеточное окисление глюкозы/гликолиз;
• Синтез и распад гликогена в тканях (печень, мышцы);
• Синтез глюкозы/глюконеогенез;
• Взаимопревращения гексоз;
• Пентозофосфатный путь окисления глюкозы.
26. Какой углевод наиболее широко представлен в организме животных?