SACHARIDY (glycidy) = uhlohydráty, uhlovodany, karbohydráty Struktura, vlastnosti a funkce sacharidů Vladimíra Kvasnicová = polyhydroxyaldehydy nebo polyhydroxyketony monosacharidy oligosacharidy polysacharidy 17 kj/g heteroglykosidy = složené sacharidy proteoglykany glykoproteiny glykolipidy mezibuněčná hmota buňka bakterie Obrázek převzat z knihy: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2 nd edition, Thieme 2005
MONOSACHARIDY Klasifikace monosacharidů triózy (C3) tetrózy (C4) pentózy (C5) hexózy (C6) aldózy (-CHO) glyceraldehyd erytróza ribóza glukóza ketózy (C=O) dihydroxyaceton erytrulóza ribulóza fruktóza zrcadlo počet izomerů pro n(c*) = 2 n n = 1, 2, 3,... Obrázek převzat z http://astrobiology.berkeley.edu/mars101/pix/image003.jpg (říjen 2007) Obrázek převzat z http://webphysics.davidson.edu/alumni/bedenius/liqcry/chiral.gif (říjen 2007)
GLUKÓZA centrální postavení Izomery monosacharidů 1) D- a L- izomery = zrcadlové obrazy (enantiomery) chirální uhlík významné jsou D-monosacharidy Obrázky převzaty z knihy Harper s Biochemistry a z http://www.vuw.ac.nz/staff/paul_teesdalespittle/organic/chiral_web/images/fig1_5d.gif (říjen 2007) 2) pyranózy a furanózy pyranózy: aldohexózy furanózy: fruktóza ribóza 3) α a β anomery pouze cyklické formy β-d-glc převažuje glukopyranóza při rozpouštění cukru ve vodě se ustanovuje rovnováha mezi anomery = mutarotace (optická otáčivost anomerů se liší) α-d-glc Obrázek převzat z http://www.cbs.umn.edu/bmbb/brl/carb/carbtjsa/haworth/twoanomers.jpg (říjen 2007)
4) aldo-/keto- izomery 5) epimery aldóza / ketóza glyceraldehyd / dihydroxyaceton ribóza / ribulóza glukóza /fruktóza = izomery cukrů lišící se polohou pouze jedné OH skupiny Man = 2-epimer Glc Gal = 4-epimer Glc Fyziologicky významné monosacharidy ALDÓZY Gal je součástí laktózy (v mléce) Gal i Man a jejich deriváty se nacházejí v heteroglykosidech
Fyziologicky významné monosacharidy Deriváty monosacharidů KETÓZY 1) redukcí karbonylové skupiny vznikají cukerné alkoholy glukóza glucitol (= sorbitol) fruktóza manóza manitol galaktóza galaktitol Obrázek převzat z knihy: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2 nd edition, Thieme 2005 2) oxidací vznikají kyseliny aldarové (glukarová) na C1 i C6 = dikarboxylové aldonové (glukonová) na C1 alduronové (glukuronová) na C6 3) redukcí sekundární OH skupiny vznikají deoxycukry 2-deoxy-D-ribóza 4) náhradou OH skupiny aminoskupinou vznikají aminocukry D-glukózamin
5) esterifikací vznikají estery s H 3 PO 4 (meziprodukty metabolismu) s H 2 SO 4 (součást proteoglykanů) aminocukry bývají acetylovány (součást heteroglykosidů) Obrázek převzat z knihy: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2 nd edition, Thieme 2005 Obrázek převzat z knihy: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2 nd edition, Thieme 2005 6) reakcí s alkoholy nebo aminy vznikají glykosidy O-glykosidová vazba (di- a polysacharidy, vazba na proteiny) N-glykosidová vazba (v nukleových kys., vazba na proteiny) O-glykosidová vazba Obrázek převzat z knihy: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2 nd edition, Thieme 2005 Obrázek převzat z http://www.nmc.edu/~koverbaugh/bio115/image14.gif (říjen 2007)
Adenosintrifosfát (ATP) DISACHARIDY SALÁM N-glykosidová vazba SAcharóza LAktóza Maltóza ribóza sacharóza nemá redukční účinky Obrázek převzat z http://www.thebestlinks.com/images/f/f5/atp.png (říjen 2007) volný anomerní (= poloacetalový) hydroxyl redukční účinky POLYSACHARIDY Sacharóza homopolysacharidy škrob, glykogen, celulóza, inulin heteropolysacharidy glykoproteiny, proteoglykany zásobní škrob, glykogen, inulin strukturní celulóza, proteoglykany α-glc(1 4)Glc β-gal(1 4)Glc α-glc(1 2)β- Fru rozvětvené nerozvětvené Obrázek převzat z knihy: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2 nd edition, Thieme 2005
ŠKROB (Glc) n GLYKOGEN (Glc) n amylóza (maltóza) n α(1 4) glykosidové vazby amylopektin α(1 4) glykosidové vazby α(1 6) glykosidové vazby neredukující konec redukující konec OH Obrázek převzat z http://students.ou.edu/r/ben.a.rodriguez-1/glycogen.gif (říjen 2007) CELULÓZA β-glc(1 4)Glc PROTEOGLYKANY osový protein + glykosaminoglykany (GAG) (aminocukr-uronová kys.) n Obrázky převzaty z http://web.chemistry.gatech.edu/~williams/bcourse_information/6521/carbo/glu/cellulose_int_2.jpg http://www.kjemi.uio.no/14_skole/modul/evina_organisk/org_k3fig14_cellulose.jpg (říjen 2007) Obrázek převzat z http://www.grandmeadows.com/archives/truth1.gif (říjen 2007)
GLYKOPROTEINY Převzato z http://departments.oxy.edu/biology/stillman/bi322/030101/f9_23.gif (říjen 2008) Obrázek převzat z knihy: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2 nd edition, Thieme 2005