SZÉNHIDRÁTOK.

Az előadások a következő témára: "SZÉNHIDRÁTOK."— Előadás másolata:

1 SZÉNHIDRÁTOK

2 A szénhidrátok polihidroxi-aldehidek, ill. polihidroxi-ketonok
Három alcsoport: monoszacharidok oligoszacharidok poliszacharidok

3 Biológiai szerep: energiaforrások tartalék tápanyagok
támasztó- és vázanyagok biológiailag aktív anyagok felépítése sejtfelszíni szénhidrát-komponensek

4 Monoszacharidok aldózok, vagy ketózok
a szénatomok száma szerint megkülönböztetünk: triózokat tetrózokat pentózokat hexózokat, stb.

5 A monoszacharidok sztereoizomériája
A természetes cukrok többsége D-konfigurációjú A D- és L-jelölés a karbonil szénatomtól legtávolabbi királis szénatom konfigurációjára vonatkozik

6 D-aldózok családfája:

7 epimerek: azok a monoszacharidok, melyek konfigurációja csak egy szénatomon különbözik

8 D-ketózok családfája

9 A monoszacharidok gyűrűs szerkezete:
az átkristályosítás módjától függően kétféle optikailag aktív módosulat nyerhető []D= + 112o ,7o []D= + 18,7o ,7o a kétféle D-glükóz-módosulat optikai aktivitásában leírt különbséget és változásukat az egyensúlyi helyzetig mutarotációnak nevezzük

10 Furanóz szerkezetek: az öttagú félacetálgyűrűs szerkezetben Tollens-híd képződik a nyíltláncú cukor 1. és 4. szénatomján található aldehid- és hidroxilcsoport hozza létre a gyűrűs félacetál szerkezetet

11 az 1. szénatom asszimetriássá vált, ezért a gyűrűs forma két sztereoizomer alakban létezik: anomerek
az anomereket  vagy  jelölésekkel különböztetik meg a forgatóképesség nagysága ill. a fizikai és kémiai tulajdonságok eltérnek

12 PIRANÓZ ÉS FURANÓZ GYŰRŰK
-D-glükopiranóz pirán -D-glükopiranóz -D-fruktofuranóz -D-fruktofuranóz furán

13 Piranóz szerkezetek: az 1. szénatom aldehidcsoportja és az 5. szénatom alkoholcsoportja között Tollens-híd alakul ki

14 Mutarotációs egyensúly:
A D-glükóz vizes oldatának egyensúlyi elegyében kb. 36 % -anomer és 64 % -anomer, valamint kis mennyiségű nyíltláncú aldehidforma van jelen. A két anomer forgatási értéke az egyensúly beálltáig folyamatosan változik

15

16 A monoszacharidok kémiai sajátságai
Redukciós és oxidációs reakciók az aldózok és a ketózok redukálószerekkel alkoholokká alakulnak

17 az aldehidcsoport oxidációjával az aldózokból aldonsavak képződnek, további oxidáció hatására aldársavak jönnek létre

18 Az aldonsavak és cukorsavak laktonokká alakíthatók

19 Uronsavak:

20 Monoszacharidok reakciói:
Leggyakrabban lúgos közegben lejátszódó oxidációs reakciók Fehling-próba Nylander-próba Ezüsttükör-próba Éter- és észterképződés: a glikozidos OH-csoport éterkötése könnyen felszakad az észterek közül az acilezett származékok jelentősek

21 a glikozidok gyűrűs vegyületek
O-glikozidok: a monoszacharid glikozidos hidroxilcsoportja vízkilépés közben kapcsolódik egy másik OH-csoportot tartalmazó molekulával N-glikozidok: a glikozidos OH-csoport amino- vagy iminocsoporttal aldot vízkilépéssel C-N kötést a glikozidok gyűrűs vegyületek

22 Fontosabb monoszacharidok:
D-ribóz 2-dezoxi-D-ribóz D-glükóz D-mannóz D-galaktóz D-fruktóz

23 galaktóz fruktóz glükóz

24 Monoszacharidok származékai
D-szorbitol D-glükuronsav D-glükózamin D-galaktózamin L-aszkorbinsav (C-vitamin)

25 DISZACHARIDOK nem redukáló redukáló - szacharóz - maltóz
- trehalóz cellobióz - laktóz

26 SZACHARÓZ -D-glükopiranóz és -D-fruktofuranóz kapcsolódik kötéssel

27 MALTÓZ két D-glükóz kapcsolódik össze -glikozidos kötésben a keményítő hidrolízisterméke édes ízű

28 CELLOBIÓZ a cellulóz építőeleme két D-glükózból ( ) kötéssel épül fel

29 LAKTÓZ (tejcukor) D-glükózból és D-galaktózból áll ( )

30

31 OLIGOSZACHARIDOK a természetben nem gyakoriak pl. raffinóz, sztachióz
a membránfehérjék és a extracelluláris mátrix fehérjéi kovalensen kötött oligoszacharidot tartalmaznak a glikoproteinek szénhidráttartalma változó

32 POLISZACHARIDOK Keményítő: amilózból és amilopektinből áll
az amilózban a glükózegységek ( ) -kötésekkel kapcsolódnak össze az amilózlánc helikális jóddal intenzív kék színeződést ad

33

34 Az amilopektinben ( )-kötések dominálnak, de glükózegységenként (1 6)-kötésű elágazások is vannak

35 A glikogén az állati szövetek tartalék
tápanyaga szerkezete az amilopektinhez hasonlít jóddal vörösbarna színreakciót ad a sejtekben szemcsék formájában raktározódik A dextránok (1 6) kötésekkel kapcsolódó D-glükóz-molekulákból épülnek fel Az inulin D-fruktóz-egységekből ( ) kötésekkel képződik

36

37 VÁZSZÉNHIDRÁTOK A cellulóz növényi rostok fő alkotórésze D-glükóz egységekből épül fel (1 4)-kötésekkel enyhe savas hidrolízissel vagy celluláz enzimmel cellobiózra bontható a molekula hosszú láncot alkot, melyet a C-3 OH-csoportok és a gyűrűbe zárt O-atomok közötti hidrogénkötések stabilizálnak

38

39 KEMÉNYÍTŐ CELLULÓZ GLIKOGÉN

40 növények lágyabb szöveteiben fordulnak elő
pektinek növények lágyabb szöveteiben fordulnak elő agar-agar: a tengeri algák D- és L-galaktózból felépített poliszacharidja, szulfátcsoportot is tartalmaz kitin: az izeltlábúak külső vázát és a gombák sejtfalát alkotja kitin

41 MUKOPOLISZACHARIDOK a savas mukopoliszacharid molekulák kocsonyás, síkos jellegűek, a sejtek között kötő-, ill. kenőanyagként szerepelnek hialuronsav (1 3) kondroitin (1 3) heparin (1 4) heparin