Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Szénhidrátok ÁOK/ I. évfolyam / II. félév Dr. Bak Judit Dr. Bauer Pál Dr Szikla Károly 2009.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Szénhidrátok ÁOK/ I. évfolyam / II. félév Dr. Bak Judit Dr. Bauer Pál Dr Szikla Károly 2009."— Előadás másolata:

1 Szénhidrátok ÁOK/ I. évfolyam / II. félév Dr. Bak Judit Dr. Bauer Pál Dr Szikla Károly 2009

2 2 „A méz felfedezése"— Piero de Cosimo (1462). (Courtesy of the Worcester Art Museum)

3 A karbonilcsoport típusától függően lehetnek: 1. polihidroxi-aldehidek, 2. polihidroxi-ketonok A karbonilcsoport típusától függően lehetnek: 1. polihidroxi-aldehidek, 2. polihidroxi-ketonok Összegképlet (egyszerű cukrokra): C n (H 2 O) n v. C n H 2n O n Funkciós csoportjaik:- karbonilcsoport - hidroxil-csoport Szerkezetük ismeretében a kémiai nevük: polihidroxi- oxovegyületek. Összegképlet (egyszerű cukrokra): C n (H 2 O) n v. C n H 2n O n Funkciós csoportjaik:- karbonilcsoport - hidroxil-csoport Szerkezetük ismeretében a kémiai nevük: polihidroxi- oxovegyületek.

4 Szénhidrátok csoportosítása a monomerek száma szerint: 1. Monoszacharidok, 2. Oligoszacharidok, 3. Poliszacharidok. Szénhidrátok csoportosítása a monomerek száma szerint: 1. Monoszacharidok, 2. Oligoszacharidok, 3. Poliszacharidok. Szénhidrátok szerepe: Tápanyagok Tápanyagok Tartalék energia forrás (glikogén),Tartalék energia forrás (glikogén), a növények vázalkotói (cellulóz),a növények vázalkotói (cellulóz), különböző sejt funkciók,különböző sejt funkciók, nukleinsavak szerkezeti alkotói,nukleinsavak szerkezeti alkotói,

5 1. Monoszacharidok v. Egyszerű szénhidrátok 1. Monoszacharidok v. Egyszerű szénhidrátok - Általában szintelen, kristályos vegyületek, - Többnyire édes ízűek, - vízben oldódnak, apoláros oldószerekben nem oldódnak, - vizes oldatból kikristályosíthatók, - biológiai jelentőséggel rendelkező monoszacharidok pl.: glükóz, fruktóz, ribóz...

6 - a monomerek száma szerint állhatnak 2-10 (di-, tri-, tetra... szacharid) monoszacharidból, -vízben oldhatók, egyrészük édes ízű, - a monomerek száma szerint állhatnak 2-10 (di-, tri-, tetra... szacharid) monoszacharidból, -vízben oldhatók, egyrészük édes ízű, 2.1. Homooligoszacharidok:a monoszacharid egységek azonosak (pl.: maltóz  2  -D-glükóz) 2.2. Heterooligoszacharidok:a monoszacharid egységek különbözőek: (pl.: szacharóz   -D- glükóz +  -D fruktóz) 2.1. Homooligoszacharidok:a monoszacharid egységek azonosak (pl.: maltóz  2  -D-glükóz) 2.2. Heterooligoszacharidok:a monoszacharid egységek különbözőek: (pl.: szacharóz   -D- glükóz +  -D fruktóz) 2. Oligoszacharidok:

7 - 10-nél több monoszacharidból állnak, 3.1. Homopoliszacharidok: azonos monoszacharid egységekből állnak (pl.: keményítő   -D-glukóz egységekből áll) 3.2. Heteropoliszacharidok:a monoszacharid egységek különbözőek (pl.: heparin, melyben az ismétlődő diszacharid egységek az N-acetil-D-galaktózamin és a D- glukuronsav) 3.1. Homopoliszacharidok: azonos monoszacharid egységekből állnak (pl.: keményítő   -D-glukóz egységekből áll) 3.2. Heteropoliszacharidok:a monoszacharid egységek különbözőek (pl.: heparin, melyben az ismétlődő diszacharid egységek az N-acetil-D-galaktózamin és a D- glukuronsav) 3. Poliszacharidok:

8 1. Monoszacharidok Csoportosítás: -karbonilcsoport alapján: aldózok és ketózok aldóz ketóz R R R

9 1. Monoszacharidok Csoportosítás: - C atom szám alapján: triózok, tetrózok, pentózok, hexózok, heptózok Csoportosítás: - C atom szám alapján: triózok, tetrózok, pentózok, hexózok, heptózok tetróz pentózhexóz trióz

10 1. Monoszacharidok A két konstitúciós csoportosítást összevonva, beszélhetünk: aldohexózról ketopentózról.

11 D- Aldózok

12 12CHO CH 2 OH HOH DCHO HHO L D(+)-Glicerinaldehid L(–)-Glicerinaldehid D-/L- Aldotriózok

13 13 D-/L- Aldotetrózok CHO CH 2 OH HOH HOH CHO H HO HOH H OHCHO H HO D -Eritróz L -Eritróz D -Treóz L -Treóz CHO CH 2 OH HO H H HO

14 14 D-ketózokD-ketózok ketotriózD-ketotetróz Három C-atomos ketóz Négy C-atomos ketóz D-Eritrulóz Dihidroxiaceton

15 15 D-Ketózok sorozata

16 16 Egy ketoheptóz D - szedoheptulóz

17 17 Monoszacharidok kiralitása

18 18 §A kiralitás biológiai jelentősége Általában csak az egyik enantiomer mutat biológiai aktivitást

19 Monoszacharidok kiralitása * * * * * * Emlékeztető! Keressük meg a fenti monoszacharidok kiralitás centrumait. Emlékeztető! A monoszacharidok rendelkezhetnek egy vagy több kiralitás centrummal.

20 Optikai izomerek -sztereoizomerek száma: 2 n n=kiralitás centrumok száma Ezeket a vegyületeket a “kéz” görög nevéből (kheir) királis molekuláknak nevezzük. Emlékeztető! Milyen tulajdonságokkal rendelkeznek az optikai izomerek? Emlékeztető!

21 Emil Fischer (kémiai Nobel-díj, 19O2) - relatív konfigurációEmil Fischer (kémiai Nobel-díj, 19O2) - relatív konfiguráció A királis vegyületek síkbeli ábrázolásának egyik módja.A királis vegyületek síkbeli ábrázolásának egyik módja. Fischer-féle ábrázolás

22 22 Fischer féle vetítési szabályok

23 A.) a legoxidáltabb csoport legyen legfelül, B.) a szénlánc további része található alul, C.) a láncnak a kiralitási centrumtól felfelé és lefelé rajzolt része egyaránt a sík mögött legyen. Fischer-féle ábrázolás

24 Királis vegyületek elnevezésére D-(+) glicerinaldehid D-glicerinaldehid a poláris fény síkját jobbra forgatja el, enantiomerje az L-glicerinaldehid balra forgatja el. L-(-) glicerinaldehid A D-glicerinaldehidben a 2 C-atom OH csoportja jobbra irandó. Az L-glicerinaldehidben a 2 C-atom OH csoportja balra irandó.

25 D-sorozatú monoszacharidok D-glicerinaldehid A legoxidáltabb C-atomtól legtávolabb eső kiralitási centrumon a D-sorozatú molekulákban az OH csoport jobbra található (megegyezően a D-glicerinaldehiddel). D-glukóz

26 26 §Monoszaharidok sztereospecifikus szintézise és lebontása Kiliani-Fischer szintézis Egy aldóz szénlánca meghosszabbítható: –Cianid addició, mely epimer cianohidrint eredményez Hidrolizis epimer aldonsavakat eredményez –Termék redukciója a megfelelő aldózokká Például, a D-glycerinaldehid D-eritrózzá és D-treózzá alakul

27 27

28 28 l Degradáció Egy aldóz szénlánca egy szénatommal rövidíthető: –Brómos vizes oxidáció aldonsavvá –Oxidativ dekarboxiláció hidrogen peroxiddal

29 L-sorozatú monoszacharidok A legoxidáltabb C-atomtól legtávolabb eső kiralitási centrumon a L-sorozatú molekulákban az OH csoport balra található (megegyezően a L-glicerinaldehiddel). L-glukóz D-glukóz

30 30 l Az R-S abszolút konfigurációs rendszer Prioritási sorrend felállítása a kapcsolt atomok rendszáma alapján (a,b,c,d csökkenő irányban). A legalacsonyabban rangsorolt csoport elhelyezése a megfigyelőtől elfelé mutatva. Ha a másik három csoport csökkenő irányban való körbenjárása az óramutató járásával megegyező az enantiomer az R sorozatba tartozik. Ha a körbenjárás az óramutató járásával ellentétes irányú az enantiomer az S sorozetba tartozik

31 31 R-S konfiguráció monoszacharidokban R-S konfiguráció monoszacharidokban D-(+) glicerinaldehid „R” L-(-) glicerinaldehid „S” A D-glicerinaldehid a Cahn-Ingold-Prelog abszolút konfiguráció szerint „R” A L-glicerinaldehid a Cahn-Ingold-Prelog abszolút konfiguráció szerint „S”

32 32 R-S konfiguráció monoszacharidokban R-S konfiguráció monoszacharidokban D-glukóz D-glükóz (2R, 3S, 4R, 5R)-2,3,4,5,6, pentahidroxi hexanal

33 EpimerekEpimerekD-glukóz Epimereknek nevezzük azokat a diasztereomereket, amelyben csak egyetlen asszimetriacentrum konfigurációjában van eltérés, a többi molekula részlet egymással megegyezik. D-galaktóz A két diasztereomer csak a 4 C-atomon található asszimetriacentrum konfigurációjában különbözik. 4 4

34 Hemiacetálok, v. félacetálok A félacetálok nukleofil addicióval (A N ) képződnek aldehidekből és alkoholokból. aldehidalkohol hemiacetál Intermolekuláris nukleofil addició ciklofélacetál szerkezethez vezet. Ez megfigyelhető a szénhidátok esetében is.

35 CiklofélacetálokCiklofélacetálok A legtöbb monoszacharid nyított formában ritkábban fordul elő, mint stabil ciklofélacetálos szerkezetben. Nyitott molekula rendelkezik aldehid & alkoholos OH csoporttal ciklofélacetál A ciklofélacetálos szerkezetet korábban Tollens hídnak vagy laktol gyűrűnek is hívták.

36 Furanóz gyűrű kialakulása Az öttagú ciklofélacetálos szerkezetet furanóz gyűrűnek nevezzük. rotáció D-ribóz furán

37 Záródik a gyűrű Furanóz gyűrű kialakulása

38 AnomerekAnomerek A szénhidrátok ciklikus formájának kialakításáért felelős félacetálos C-atom anomer központtá válik. Az anomer központ egyben kiralitás centrum is. Anomer központ * Glikozidos hidroxil csoport

39 Anomer párok A királissá váló anomer központ, kétféle konfigurációjú lehet:  és . Az anomer párok spontán átalakulhatnak egymásba.  

40  &  anomerek (Az átláthatóság kedvéért a 2,3,4-es C atomokon nincs ábrázolva egy-egy H atom)  &  anomerek (Az átláthatóság kedvéért a 2,3,4-es C atomokon nincs ábrázolva egy-egy H atom) O C OHOH CH 2 H OH HO (OH megegyező állású a 5- ös C atomon található CH 2 OH csoporttal) (OH ellentétes állású a 5-ös Catomon található CH 2 OH csoporttal)  -D-ribofuranóz  -D-ribofuranóz  anomer  anomer

41 Haworth projekció A Haworth projekció a monoszacharidok ciklikus félacetál formájának egyik lehetséges ábrázolása. A D-ribóz Haworth- féle ábrázolása

42 42 A ribofuranóz gyűrű térszerkezete

43 Piranóz gyűrű kialakulása rotáció D-glukóz A D-glukóz gyűrűvé záródásának Haworth-féle ábrázolása. pirán

44 Glukopiranóz gyűrű kialakulása záródik a gyűrű  -D-glukopiranóz  -D-glukopiranóz

45 45  és β D-glukopiranóz záródik a gyűrű  -D-glukopiranóz  -D-glukopiranóz

46 46 Monoszacharidok konformációja: a  -D-glukóz térszerkezete térszerkezete „kád” konformáció stabilabb forma kevésbé stabil forma „szék” konformáció

47 Glukopiranózok mutarotációja A kétféle glukóz anomer optikai forgatóképessége eltérő. Az  forma forgatóképesség  forma forgatóképesség  Mutarotáció jelensége során az egyik anomer vizes oldatban a másik anomerbe átalakulhat. Az egyensúlyi elegyben az  és  forma aránya 37% / 63% és a mért forgatóképesség  lesz   -D-glukopiranóz  -D-glukopiranóz D-glukóz 64% 36%  =+18.7°  =+112,2°

48 48 Mutarotáció   és  formák egymásba spontán interkonvertálódnak vizes oldatban § Az anomer formák aránya eltérő mindenegyes cukorra

49 49

50 Monoszacharidok konformációja:  -D-glukóz térszerkezete Monoszacharidok konformációja:  -D-glukóz térszerkezete „szék” konformáció A legstabilabb glukózgyűrű, ahol a C (1) glikozidos OH, C 2,3,4,5, szénatomokhoz kapcsolódó hidroxil csoportok, C (6) -CH 2 -OH csoport egyöntetűen ekvatoriális és a kis térkitöltésű H atomok axiális térállásúak.  -D-glukóz ekvatoriális szubsztituensek

51 Összefoglalás - Monoszacharidok szerkezeti ábrázolása Glukóz: D (+) glukóz α-D(+) glukopiranóz α-D(+) glukopiranóz Fischer Haworth szék konformáció

52 52 POLARIMETRIA Királis, aszimmetrikus molekulák oldatainak optikai forgatóképességének mérése síkban polarizált fény segítségével A forgatóképesség vagy (+) jobbra forgató, vagy (-) balra forgató

53 53

54 54 polarimetria Az elforgatás mértéke függ: 1. A vegyület kémiai tulajdonságaitól 2. A fényút hosszától (küvetta hossz) (dm) 3. Az alkalmazott fény hullámhosszától; általában a Na D vonalának megfelelő hullámhosszt (589.3 nm) használjuk. 4. A hőmérséklettől 5. A minta koncentrációjától (gram per 100 ml)

55 55 D = Na D vonal T = hőmérséklet o C  obs : mért forgatóképesség (specify solvent) l = küvetta hossz decimeterben c = koncentráció gram/100ml-ben [  ] = specifikus forgatóképesség

56 56 Specific rotation of various carbohydrates at 20 o C §D-glucose+52.7 §D-fructose-92.4 §D-galactose §L-arabinose §D-mannose+14.2 §D-arabinose §D-xylose §Lactose+55.4 §Sucrose+66.5 §Maltose §Invert sugar-19.8 §Dextrin+195

57 Szénhidrátok kémiai tulajdonságai - reakciói

58 58 Szénhidrátok kémiai tulajdonságai Szénhidrátok kémiai tulajdonságai - D-glukóz oldódása vízben

59 Monoszacharidok reakciói D-glukóz Reakciói: 1. Redukció D-glucit (D-szorbit) CH=O CH 2 OH

60 60 Néhány cukoralkohol neve és képlete !

61 Monoszacharidok kémiai tulajdonságai D-ribóz Reakciói: 1. Redukció 2-D-dezoxiribóz H

62 Redukáló cukrok A redukáló cukrok redukálni képesek a Ag + -t (NH 3 jelenlétében), vagy a Fehling reagens Cu 2+ -t (K-Na tartarátban), miközben aldehid csoportjuk oxidálódik karboxil csoporttá. Redoxi-reakción alapuló szénhidrát próbák Ezüst tükör próba: Ag + (NH 3 jelenlétében)Ezüst tükör próba: Ag + (NH 3 jelenlétében) Fehling reakció: Cu 2+ (K-Na tartarátbanFehling reakció: Cu 2+ (K-Na tartarátban Benedict reakció: Cu 2+ (Na citrátban)Benedict reakció: Cu 2+ (Na citrátban) Pozitív Fehling próba Negatív Fehling próba

63 Redukáló cukrok - Fehling reakció A redukáló cukrok redukálni képesek a Fehling reagens Cu 2+ -t (K-Na tartarátban), miközben aldehid csoportjuk oxidálódik karboxil csoporttá. D-glukonsav(aldonsav) β-D-glukóz nyitott forma

64 Redukáló cukrok Az aldózok redukáló cukrok, mert rendelkeznek nyitott formában aldehid csoporttal. Ag + (NH 3 ) jelenlété- ben  -D-glukóz nyitott forma D- glukonsav (aldonsav) Ag tükör

65 65 A hemiacetálok redukáló cukrok, mivel egyensúlyban vannak a nyílt láncú formájukkal. Az acetálok (glikozidos kötés) nem redukáló tulajdonságuak, mivel a nyílt láncú formával nem képeznek egyensúlyi elegyet.

66 66 Monoszacharidok kémiai tulajdonságai monoszacharid Reakciói: 2. Oxidáció aldonsavak CH=O COOH karbonil-csoport oxidációja

67 Monoszacharidok kémiai tulajdonságai monoszacharid Reakciói: 2. Oxidáció uronsav CH 2 OH COOH A terminális alkoholos OH- csoport oxidálódik

68 Monoszacharidok kémiai tulajdonságai Reakciói: 2. Oxidáció aldonsav COOH A terminális alkoholos OH- csoport oxidálódik CH 2 OH COOH cukorsav

69 69

70 3. Glikozidos kötés kialakulása –O-glikozidok A glikozidok szénhidrát származékok, amelyek glikozidos hidroxil csoport és kölönböző szubsztituensek, - mint alkoholos hidroxil csoport, vagy purin és pirimidinbázis N- atomja - között jön létre. metil  -D-glikozid  -D-glukóz félacetálacetál glikozidos hidroxil csoport

71 71 O-Glikozidok Milyen glikozid keletkezik etilalkoholból és  -D- ribózból? félacetálacetál etil  -D-ribozid  -D-ribóz

72 72 O-Glikozidok Milyen glikozid keletkezik  -D-glukózból és  -D- galaktózból? Glu-  (1,4)-Gal  -D-glukóz  -D-galaktóz glikozidos hidroxil csoport

73 73 N-Glikozidok ATP = adenozin 5’ trifoszfát adenin  -D-ribóz N- glikozidos kötés

74 Glikozidok kémiai tulajdonsága: Glikozidok nem-redukáló cukrok, mert a laktol gyűrű nem tud kinyílni, így a karbonil-csoport nem válik szabaddá, ami a redukcióért felelős lenne. X metil  -D-glukóz A glikozidok negativ Tollens és Fehling próbát adnak.

75 4. Észterképződés – Foszfát észter  -D-glukóz CH 2 OH CH 2 OPO 3 2-  -D-glukóz-6 foszfát CH 2 OH CH 2 OPO 3 2- D-glicerinaldehid-3-foszfát D-glicerinaldehid A monoszacharidok a bennük levő alkoholos OH csoport révén savakkal acilezhetők, amely során észter keletkezik. ATP ADP

76 76 4. Észterképzés. A cukrok ecetsavanhidriddel acetát észtereket képeznek

77 77 l 5. Éterképzés A hidroxil csoportok alkil halidokkal étert képeznek.

78 78 5. Éterképzés Kimerítő metilezés segítségével kimutatható hogy a glukóz piranóz formában van

79 6. Szénhidrátok izomerizációja glukóz-6-P (aldóz)  fruktóz-6-P (ketóz) glukóz-6-P (aldóz)  fruktóz-6-P (ketóz) 6. Szénhidrátok izomerizációja glukóz-6-P (aldóz)  fruktóz-6-P (ketóz) glukóz-6-P (aldóz)  fruktóz-6-P (ketóz)

80 80 6. Enolizáció, Tautomerizáció és Izomerizáció Vizes lugban oldott monoszahridok keto-enol tautomerekké izomerizálódnak. A glikozidok nem izomerizálódnak

81 D-glukóz Amino csoport 7. Monoszacharidok reakciója aminokkal (SN)

82 D-glukóz Monoszacharidok reakciója aminokkal

83 - + aminokkal

84 aminokkal

85 dehidratáció Monoszacharidok reakciója aminokkal

86 Schiff-bázis víz Monoszacharidok reakciója aminokkal

87 Monoszaharidok reakciója fenilhidrazinnal: Osazonképzés An aldozok és ketózok három fenilhidrazinnal reagálnak osazonképzés során

88 88

89 89 9. Vércukor szint meghatározás Glukóz dehidrogenáz módszer

90 90 9. Vércukor szint meghatározás Glukóz oxidáz módszer:színreakció

91 Cukorszármazékok. Aminocukrok β-D-glukózamin β-D-galaktózamin Aminocukrok olyan cukorszármazékok, amelyekben az egyik alkoholos OH csoportot egy amino csoport helyettesít.

92 92

93 93 Deoxi cukorszármazékok

94 94 Cukorészterek

95 2. Oligoszacharidok - diszacharidok 2. Oligoszacharidok - diszacharidok

96 DiszacharidokDiszacharidok Diszacharidok két monoszacharid alegységből állnak.Diszacharidok két monoszacharid alegységből állnak. Osztályozásuk:Osztályozásuk: 1.) redukáló diszacharidok,1.) redukáló diszacharidok, 2.) nem redukáló diszacharidok2.) nem redukáló diszacharidok maltóz  -glukóz

97 Redukáló diszacharidok A két monoszacharid alegységből az egyik monomer glikozidos OH-ja kapcsolódik a másik monomer alkoholos OH csoportjához, így a molekulában mindig van szabad glikozidos OH csoport. glikozidos kötés ”szabad” glikozidos OH

98 Redukáló diszacharidok: maltóz  glikozidos kötés Redukáló diszacharidok: maltóz  glikozidos kötés Racionális neve:  -D-glukopiranozil(1  4)-α-D- glukopiranoz. Az egyik  -D-glukóz glikozidos OH csoportja a másik  -D-glukóz 4. C-atomjához kapcsolódó alkoholos OH csoporttal kapcsolódik acetállá (O-glikozid). Az aglikozidos glukóz szabad glikozidos OH csoportja miatt redukáló tulajdonságú. 1 1’ 4’ 1,4’-glikozidos kötés ”szabad” glikozidos OH  -D-glukóz

99 99 A cellulóz és a keményítő szerkezetének összehasonlítása

100 100 A maltóz és az amilóz görbült térszerkezete

101 101 Redukáló diszacharidok: cellobióz  glikozidos kötés Redukáló diszacharidok: cellobióz  glikozidos kötés A maltóz és a cellobióz egymásnak sztereoizomerjei, a glikozidos rész konfigurációjában különböznek egymástól. 1,4’-  - glikozidos kötés maltóz 1,4’-  - glikozidos kötés cellobióz  -D- glukóz

102 102 Redukáló diszacharidok: laktóz β glikozidos kötés β - glikozidos kötés Redukáló diszacharidok: laktóz β glikozidos kötés β - glikozidos kötés Racionális neve: β-D-galaktopiranozil1  4) β-D- glukopiranóz (O-glikozid). Az aglikozidos glukóz szabad glikozidos OH csoportja miatt redukáló tulajdonságú. 1’ 1,4’-glikozidos kötés ”szabad” glikozidos OH β -D-galatóz β -D-glukóz

103 Nem redukáló diszacharidok: Szacharóz (nádcukor, répacukor) - Racionális neve:  -D-glukopiranozil-(1  2)-  -D-fruktofuranoz - nem redukáló diszacharidok, mert a két monoszacharid alegység egymással a két glikozidos OH csoport segítségével kötődik, - sem a Fehling, sem az ezüst-tükör próbát nem adják, - nem mutatnak mutarotációt.  -D- glukóz  -D- fruktóz 1 1’ 2’ 1,2’-glikozidos kötés

104 104 §Diszaharidok l Szaharóz (sucrose)

105 105 Szaharóz.  -D-glucopyranosyl ( 1-2)  -D-fructofuranose

106 106 Laktulóz §β-D-galaktózil-(1,4)-β-D-fruktóz szemi-szintetikus diszaharid (not naturally occurring) §Nem abszorbeálódik a gyomor-bél traktusból §főként laxatívként alkalmazzák

107 3. Poliszacharidok

108 PoliszacharidokPoliszacharidok Poliszacharidok: 10-nél több monoszacharid egységet tartalmaznak. Csoportosítás: 1.) homopoliszacharidok: egyetlen monoszacharid egységből felépülő poliszacharidok, 2.) heteropoliszacharidok: több (2-3) különböző monoszacharid egységből felépülő poliszacharidokat nevezzük.

109 Felépítő monoszacharid egység:  -D-glukóz. A monomerek kapcsolódási módja:  -(1  4) glikozidos kötés. Ha  térállásúak a glikozidos kötések, akkor fonalszerű polimer molekula - fibrilláris struktúra jön létre.  -D- glukóz A cellulózban a hidroxil csoportok között intermolekuláris H híd kötések stabilizálják a fibrilláris szerkezetet. 1,4’-  - glikozidos kötés cellulóz 3.1. Homopoliszacharidok: cellulóz

110 110 Homopoliszacharidok: cellulóz

111 111 Structure of cellulose

112 112 A cellulóz és a kitin lineáris szerkezete

113 113 Kitin §A második legnagyobb mennyiségben található poliszahrid §Megtalálható gombák sejtfalában, rovarok, pókok, rákok exoskeletonjában

114 A keményítő 20:80 arányban amilóz és amilopektinből áll. Az amilóz többszáz, egymással 1  4 helyzetben kapcsolódó ά-D- glukóz molekulából áll, láncelágazást nem tartalmaz. Az amilózban hat  -D-glukóz egység összekapcsolódása eredményez egy körbefordulást a helix szerkezetben. amilóz  -D glukóz 1,4’-  - glikozidos kötés Homopoliszacharidok Keményítő: amilóz Homopoliszacharidok

115 115 Keményítő - Jód teszt Keményítő - Jód teszt Amilóz

116 Keményítő: amilopektin glukóz 1,4’-  -glikozidos kötés 1 6’ 1’ 1,6’-  -glikozidos kötés kötésamilopektin Amilopektin elágazó, szövevényes struktúrájú molekula Felépjtő monoszacharid egység:  --D-glukóz. Kapcsolódás módja: tagú rövidebb láncdarabokban az  --D-glukóz  -- (1  4)kötéssel kapcsolódik glukóz egységnél láncelágazás található, amelyet az  --(1  6) kötés hozza létre.

117 117 Amilopektin Amilopektin

118 Homopoliszacharidok: Glikogén glukóz 1,4’-  -glikozidos kötés 1 6’ 1’ 1,6’-  -glikozidos kötés kötés glikogén részlet Amilopektinhez képest a glikogén sokkal gyakrabban tartalmaz elágazást. Felépítő monoszacharid egység:  -D glukóz. Kapcsolódás módja: az  -D glukózok  -(1  4)kötéssel kapcsolódnak és minden 8-12 glukóz egységnél láncelágazás található, amelyet az  -(1  6) kötés hozza létre.

119 119 Inulin   -(1,2) kapcsolt fruktofuranózok §Egyenes, nem elágazó láncu §Rövidebb láncok mint a keményítő §Jóddal sárga színreakció §hidrolizise fruktózt eredményez §Hagymában, csicsókában (jerusalem artichokes) található §Nem membránpermeábilis Jerusalem artichokes

120 120 Dextránok  A Leuconostoc mesenteroides transzglukozid á z enzim é nek gluk ó zb ó l k é sz í tett term é kei  tartalmaz  (1,4),  (1,6) és  (1,3) kötésű polimereket §MW: 40,000; 70,000; 75,000 §Sokk esetén plazmapótlásra használják §Biokémiában gélszűrő gyanták készítésének alapanyagai §Foglepedékben található

121 121 Dextrinek §Keményítő részleges enzimes vagy savas hidrolízisével készült polimerek

122 Heteropoliszacharidok 3.2. Heteropoliszacharidok

123 123 Egyszerű cukrok, mono, di- és oligoszaharidok más struktúrákhoz való (fehérje, lipid) kapcsolódását glikozilációnak nevezzük

124 HeteropoliszacharidokHeteropoliszacharidok

125 125 A cukor fehérje kapcsolat típusai: (a) N-kapcsolt lánc- fehérje Asn aminosav amid nitrogénjén keresztül (b), (c) O-kapcsolt lánc- fehérje Ser, Thr aminosavainak OH csoportján át (a kollagénben 5-hidroxilizinen át) (d) Specifikus glikolipidekben, GPI horgonyon át, foszfoetanolamin segítségével

126 126 Aszparagin N-glikozidos kötés a glikoproteinekben

127 127 Szerin és threonin az alapja az O-kapcsolt szénhidrátoknak

128 Heteroglikánok Heteroglikánok Glukozaminoglikánok Heteroglikánok Heteroglikánok Glukozaminoglikánok Hialuronsav:D-glukuronsav + N- acetil- D-glukozamin diszacharid egységekből áll. (1  3)  és (1  4)  (1  3)  kötés: hialuronidáz (orvosi pióca) (1  4)  kötés: hialuronidáz (ondósejt) Dermatán szulfát:D-glukuronsav / vagy L- iduronsav + N- acetil-D- galaktozamin-(-4-szulfát) diszacharid egységekből áll. Kondroitin 4- és 6-szulfát: D-glukuronsav + N- acetil-D- galaktozamin (-4-szulfát) diszacharid egységekből áll. (1  3)  és (1  4) 

129 Heteroglikánok Heteroglikánok Glukozaminoglikánok Heteroglikánok Heteroglikánok Glukozaminoglikánok Heparin és heparin szulfát: D-glukuronsav-2- S vagy L-iduronsav-2-S + 2,6- diszulfo- glukózamin, diszacharid egységekből áll. Véralvadásgátló (trombin inaktiválása). D-galaktóz és D-xilóz is előfordulhat benne Keratán szulfát: D-galaktóz + 2,6- diszulfo-glukózamin, vagy N- acetil- glukózamin (-6-szulfát) diszacharid egységekből áll.

130 130 Glukózaminoglikánok

131 131 Glukozaminoglikánok

132 132 Glukozaminoglikánok

133 133 PROTEOGLIKÁNOK PROTEOGLIKÁNOK Glukozaminoglikánok (GAG) PROTEOGLIKÁNOK PROTEOGLIKÁNOK Glukozaminoglikánok (GAG) GAGElőfordulás: Hialuronsav Üvegtestben, porcban, kötőszövetben Kondroitin 4/6- szulfát Csontban, porcban, érfalban, Heparin szulfát Tüdőben, artériákban, sejtek felszínén Heparin Tüdőben, májban, bőrben, hízósejtekben Dermatán szulfát Bőrben, érfalban, szívbillentyűkben Keratán szulfát Porcban, korneában, csigolyák közötti porckorongban

134 Proteoglikánok core protein GAG

135 135 A hialuronsav sejtek szövetekbe való be- ágyazásában játszik szerepet.

136 136 §Az eukarióták membránjának kb 5%-a szénhidrát, ezek glikoproteinek és glikolipidek formájában vannak jelen. l A vércsoport antigének szénhidrát része 3 különböző szerkezettel rendelkezik, l A három szerkezet közös oligoszacharid alap vázát H antigénnek nevezzük (O vércsoport antigén) §A glikozil transzferáz enzimek katalizálják a H antigén alap vázra glikozidos kötéssel kötött monoszacharidokat. l Monoszacharid specifikus glikozil transzferázok extra monoszacharidot helyeznek a H antigén alapvázra. l A glikozil transzferáz A N-acetil-galaktozamin helyez az alap vázra (A vércsoport). l A glikozil transzferáz B galaktóz kötő enzim (B vércsoport). Karl Lansteiner GlikoproteinekGlikoproteinek

137 137 Glikoproteinek N-oligoszacharid Glikoproteinek N-oligoszacharid részeinek szerkezete Glikoproteinek N-oligoszacharid Glikoproteinek N-oligoszacharid részeinek szerkezete

138 138 Néhány N-glikozidos glikoprotein oligoszaharid kompoziciója

139 139

140 140


Letölteni ppt "Szénhidrátok ÁOK/ I. évfolyam / II. félév Dr. Bak Judit Dr. Bauer Pál Dr Szikla Károly 2009."

Hasonló előadás


Google Hirdetések