OGLJIKOVI HIDRATI MONOSAHARIDI. Monosaharidi (enostavni sladkorji): ni jih mogoče razgraditiv milih pogojih

Transcript

1 OGLJIKOVI HIDRATI Monosaharidi (enostavni sladkorji): ni jih mogoče razgraditiv milih pogojih Oligosaharidi -običajno 2-10 monosaharidnih ostankov Polisaharidi: polimeri iz monosaharidov (glikozidna vez) MONOSAHARIDI Aldoze in ketoze: polivalentni alkoholi z aldehidno oz. ketonsko skupino Trioze, tetroze, pentoze, heksoze, heptoze, itd. : štev. C-atomov Aldoze s 3C in več C-atomi ali ketoze s 4C in več so kiralne Fischerjeva projekcija; D, L sistem L-izomera D-izomera Gliceraldehid Dihidroksiaceton

2 ALDOTRIOZA GLICERALDEHIDNA DRUŽINA ALDOHEKSOZE D-eritroza D-gliceraldehid D-riboza (Rib) D-arabinoza (Ara) D-ksiloza (Xil) D-glukoza (Glc) ALDOTETROZI ALDOPENTOZE D-manoza (Man) D-treoza D-liksoza (Lyx) D-galaktoza (Gal) DIHIDROKSIACETONSKA DRUŽINA Dihidroksi-aceton KETOTRIOZA KETOTETROZA D-eritruloza KETOPENTOZI D-ribuloza D-ksiluloza KETOHEKSOZE D-fruktoza

3 STEREOKEMIJA D, L = konfiguracija predzadnjega asimetričnega centra (C-atoma) D,L ne označujeta rotacijskega kota za sukanje ravnine polarizirane svetlobe! D-sladkorji prevladujejo v naravi (L-aminokisline!) Enantiomere Zrcalni sliki Enantiomeri -stereoizomeri, zrcalni sliki ena drugi Pari izomer z nasprotno konfiguracijo na enem ali več kiralnih centrih niso zrcalne slike - so diastereoizomere D-fruktoza L-fruktoza CIKLIČNI MONOSAHARIDI Glukoza (aldoza) lahko ciklizira in tvori ciklični hemiacetal Fruktoza (ketoza) lahko ciklizira in tvori ciklični hemiketal Ciklična oblika Glc je piranoza Ciklična oblika Fru je furanoza Alkohol Aldehid Hemiacetal α-d- D-glukoza Glukopiranoza Hawortova projekcija β-d- Glukopiranoza Fischerjeva projekcija MONOSAHARIDNI DERIVATI 1. Sladkorni alkoholi: blaga redukcija sladkorjev 2. Deoksi sladkorji: sestavina DNA, itd. 3. Sladkorni estri: fosfatni estri kot ATP, Glc-6-P 4. Aminosladkorji: imajo amino skupino namesto hidroksilne 5. Acetali, ketali in glikozidi: osnova za oligo- in poli-saharidi 6. Kisline

4 SLADKORNI ALKOHOLI D-glucitol (sorbitol) D-manitol D-ksilitol D-glicerol mio-inozitol D-ribitol DEOKSI SLADKORJI 2-deoksi-α-D-riboza α-d-ramnoza (Rha) α-l-fukoza (Fuc) α-d-ramnoza (Rha) Strophanthus preussii Ouabain - glikozid (inhibitor Na+,K+-črpalke) SLADKORNI ESTRI (FOSFATNI) α-d-glukoza-1-fosfat α-d-fruktoza-1,6-bifosfat Adenozin-5 -trifosfat

5 AMINOSLADKORJI β-d-glukozamin β-d-galaktozamin AMINOSLADKORJI Piruvat Muraminska kisl. (bakterijska stena) N-acetil-manozamin N-acetil-neuraminska kisl. NANA ACETALI IN KETALI

6 OKSIDACIJA GLUKOZE Oksidacija na C1 D-Glukonska kislina D-δ-Glukonolakton Oksidacija na C6 D-Glukuronska D-Glukoza kislina Oksidacija na C1 in C6 D-Glukarska kislina OLIGOSAHARIDI 2 10 monosaharidov (enaki, različni) α-, β-glikozidne vezi Reducenti, če prosti anomerni C-atom (saharoza ni reducent!) Dogovor npr.: Glc-α(1 4)Glc ali Glc-α1,4-Glc, β-1,4, α-1,6, itd. DISAHARIDI Prost anomerni C-atom (reducir.) Laktoza (Gal-β 1,4-Glc) Maltoza (Glc-α 1,4-Glc) Saharoza (Glc-α 1,2-Fru) Celobioza (Glc-β 1,4-Glc) Izomaltoza (Glc-α 1,6-Glc) Saharoza

7 POLISAHARIDI Vloga: rezervne snovi, strukturna, informacijska Nomenklatura: homopolisaharidi vs. heteropolisaharidi Škrob in glikogen: rezervni snovi Hitin in celuloza: strukturni molekuli Polisaharidi cel. površine: informacijske molekule Rastlinski rezervni polisaharid ŠKROB Sestava: 10-30% amiloza (α-1,4 vezi), 1 reducirajoči konec 70-90% amilopektin (α-1,4 in α-1,6 vezi), razvejan vsakih ostankov z α-1,6 vezmi amiloza amilopektin ŠKROB TOPNOST Amiloza slabo topna v hladni vodi, tvori micelarno suspenzijo Amiloza ima helikalno zgradbo v vodi Jod se veže v heliks modra barva Jod

8 FOSFORILIZA AMILOZE Nereducirajoči konec Amiloza Reducirajoči konec α-d-glc-1-p GLIKOGEN Rezervni polisaharid pri živalih (živalski amilopektin) Glikogen predstavlja do 10% mase jeter in 1-2% mišične mase Glikogen je oblika rezervne energije za organizem Razlika od amilopektina: vsakih 8-12 Glc ostankov razvejitev z α-1,6 vezjo Glikogen (kot amilopektin) : rdeče-vijolična barva z jodom STRUKTURNI POLISAHARIDI Celuloza Hitin β-1,4 N-acetilglukozamin Manan Poli-D-Manuronat Manoza Poli-L-Guluronat

9 CELULOZA Strukturni polisaharidi podobni rezervnim, vendar drugačne glikozidne vezi! Celuloza: količinsko najbolj zastopan polimer na zemlji, glavna opora za drevesa in druge rastline Celuloza je lahko mehka : bombaž β(1,4) vezi med Glc! Veriga celuloze tvori iztegnjeno trakasto strukturo v prostoru H-vezi znotraj verige α-1,4-glikozidna vez Glc v amilozi H-vezi med verigami H-vezi med ravninama β-1,4-glikozidna vez Glc v celulozi HITIN Hitin ekzoskelet rakov, insektov, pajkov, celičnih sten gliv Polimer β-1,4- N-acetil-GlcNH 2 Podoben celulozi: vendar C-2 je N-acetiliran DRUGI STRUKTURNI POLISAHARIDI Alginati :Ca 2+ -vezavni polimeri iz alg Agarozain agaropektin galaktozna polimera Glikozaminoglikani ponavljajoči se disaharidi z amino-sladkorji in negativnimi naboji tvorijo glikokaliks

10 POLISAHARIDI NA CELIČNI POVRŠINI Pomembne funkcije! Živalska celica: površina je izredno raznolika zaradi glikoproteinov in proteoglikanov Polisaharidne strukture regulirajo medcelične interakcije in prepoznave Informacija" v teh strukturah določena naborom encimov, ki sintetizirajo te polisaharide levkosialin LDL receptor O-vezani sladkorji Glave globularnih proteinov Glikokaliks (10 nm) Plazemska membrana OLIGOSAHARIDNE VEJE V GLIKOPROTEINIH Ribnukleaza B Humani IgG Lizosomalni encimi Luteinizirajočihormon Jajčni albumin Serumski glikoproteini Tiroglobulin PROTEOGLIKANI Glikoproteini z glikozaminoglikani - sestavina cel.membran in verzikan glikokaliksa - iz proteinov z enim ali dvema tipoma glikozaminoglikanov serglicin dekorin Hrustančni proteoglikan sindekan

11 FUNKCIJE PROTEOGLIKANOV Modulacija procesov celične rasti Vezava rastnih faktorjev na proteoglikane: rezervoar za rastne dejavnike na celični površini Mazivo v sklepih hrustančni matriks iz proteoglikanov absorbira veliko vode. Med gibanjem : iztiskanje vode - ponovna absorbcija