Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_1 (А. Уайт - Основы биохимии в 3-х томах), страница 8

н дн н ОН Ы-Р-меннппираиезв н ОН Ы.Р-зинмспнравпав Ы-Р.гананмспнраназв Глюкоза и манноза являются зпимерами (различаются лишь конфигурацией одного атома углерода) по атому С-2. Глюкоза и галактоза — эпимерная пара по атому С-4, Фруктоза отличается от других моносахаридов тем, что ее аномериый атом находится не в С-!. а в С-2 положении, но она идентична глюкозе и маннозе по конфигурации прн атомах 3, 4 и б. Среди пентоз, встречающихся в природе, имеются альдозы (ь-арабиноза, О-рибоза и и-ксилоза) н кетоза (ь-ксилулоза). а-о-Ксилоза образует пиранозное кольцо и в этой форме структурно аналогична глюкозе, за тем исключением, что не имеет при атоме С-б оксиметнльной группы.

СН ОН Н ! О Н Н н Н НО- Н о НСОН он н Н Н носн но ОН НО, 'О Н Н Н ыисиисэе Ы-Р-нсиеппирвнеза НОНз НО Ы-Ь-зрзбинсфзренсзе с(-0-рибо<рцрзнсзе 2.2.5. Производные моносахаридов Многие производные моносахаридон являются компонентами живых организмов.

Среди наиболее важных производных — сахарные кислоты, аминосахара и дезоксисахара. 2. УГЛЕВОДЫ 2,2.а.си сахарные кислоты Большинство соединений этой группы образуется окислением С-1 альдегидной или С-б оксиметильной групп альдоз, либо окислением и той н другой групп. Эти кислоты имеют общие названии альдановых, уроновых и альдаровых кислот. соон ! (снон)„ ! сн,он сно ! <снон!„ ! соон соон с~нон~„ ! соон плоаонопыс ннаааын еннааровсы ннснсыы Врепоьые кнсноыы Окисление глюкозы дает следующие кислоты: 0- гнныироноаая кислона П-глюкаровая кнолоспа ~сахарная кыслоып] ииолоспа Эти соединения представляют собой сильные кислоты: их соли растворимы в воде и дают нейтральные растворы.

Глюконовая кислота нетоксична, хорошо усваивается и часто используется для введения в организм такого катиона, как Са'+. Подобно другим т- и б-оксикислотам, сахарные кислоты склонны к образованию внутренних эфиров или лактонов с пяти- или чаще шестичленным кольцом. нсон 1 Ь-лакыои у-ланпои н — с — он но — с — н ! н — с — он н--с — он ! сь~~он Р- глвионовая сно н — с — он ! но — с — н ! н — с — он ! н — с — он ! соон соон н — с — он но — с — н н — с — он н — с — он ! соон Ь ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КЛЕТКИ б-Глюконолактон образуется при аэробном окислении, каталивируемом ферментом гпюкозооксидазой из плесени Репп1с!11!итп ~ +ол— НСОН ! нс сн,он НО'Н НСОН нс Сн,он 3-елюиоиолоипюа Глюкозооксндаза обладает выраженной специфичностью к ().и-глюкозе н используется для количественного определения глюкозы (прн этом выделяются эквимольные количества пероксида водорода, которые можно точно определить).

Продукт окисления глюкозы в глюкуроновая кислота †образует гликозиды нс=о нсон ! НОСН нсон ! нсон ! соон но- н ОСН, иоюилиьа-глюнопироиолилрро- иооля ниолопа н-ллюнзронолля ииолоню Глюкуроновая кислота присутствует в моче человека в связанном виде, образуя глнкозндную связь с оксисоедииениями, например феиолами и стероидами. Более высокая растворимость в ваде глюкозидуроновых кислот по сравнению с соответствуюшими спиртами способствует транспорту последних в организме.

Глюкуроновая кислота может также образовывать эфиры, например„с желчным пигментом бнлнрубином (гл. 32) и является компонентом многих полисахаридов, обсуждаемых ниже и в гл. 15. Сахарная кислота, нмеюшая огромное биологическое значение и широко распространенная в животном н растительном мире,— витамин С нли аскорбиновая кислота (ь-ксилоаскорбиновая кислата), — обсуждается подробно в гл. 50.

2.2.5.2. Делокеиеакара Этн углеводы включают соединения, у которых одна нли более гидроксидных групп пиранозного или фуранозного кольца замене- д атлвводы ны атомом водорода. 2-Дезоксирибоза является компонентом нук- леотидных звеньев в дезоксирибонуклеиновых кислотах (гл. 7). НОНз Н он н тгднзснси-ы-В-аибсза Рамноза (6-дезокси-ь-манноза) и ь-фукоза (Б-дезокси-ь-галактоза) относятся к числу немногих моносахаридов ь-конфигурации, найденных в растениях н животных. ы- ь- дами о за ы-1 -фуксза Н н Ьн НО н Н н ннсосн Й-ацзмкл-Ы-а-глкмсззмик зе-ацлмзмидо-Е-дсзокскцциглюкознмнн) Н-вцкгпил-Ы-О-гзнзкгпсзвмик (Х-аикмамидс- а-дззонси Ы-П-гзлзнмпззмин) З 2ЛЛ.З.

Амииосахара В этих соединениях гидроксндная группа у одного из углеродных атомов пиранозного кольца замещена аминогруппой. Широко распространены в растениях и животных 2-аминоальдогексозы— о-глюкозамнн и в-галактозамик, которые обычно встречаются в виде М-ацетильных производных. Н 40 !. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕ?!ТЫ КЛЕТКИ Глюкоэамин является продуктом гидролиэа хитииа, основного полисахарида наружного скелета насекомых и ракообразных, и встречается е различных полисахаридах животного происхождения, а также некоторых белках (гл.

Гб и 38). Галактозамин входит в состав типичных полисахаридоа хрящей, хондроитинсульфатое (гл. 38) и некоторых гликосфинголипидоа (гл. 3). Сиалоеые кислоты образуют класс Важных кетоз, содержащих девять атомов углерода (кетононозы), и являются ацильными произаодными 3,5-дидезокси-б-аминононулоноаой кислоты, называеВой нейраминоеой кислотой.

Х-Ацетилнейраминоаая кислота имеет структуру, которую можно изобразить тремя различными способами: н ,3 о сн — с— л н — с — он ! н — с — он ! сн,он нон н И-ицимил-а.иийалмииоили лиилама Хотя пиранозное кольцо соответствует кольцу ь-моносахарида, нейраминоеая кислота относится к о-моносахаридам, поскольку конфигурация при определяющем атоме С-7 стереохимически подобна таковой для О-глицериноеого альдегида. Сиалоеые кислоты широко распространены а бактериях и жиеотных тканях как компоненты липидов, полисахаридое, гликопротеинов и мукопротеиное. Сиалоеые кислоты большинства млекопитающих могут быть либо М-ацетил-, либо Н-гликолил( — СОСНТОН)-произеодными с различным соотношением этих компонентов в разных тканях и видах.

Например, бычьи, овечьи и свиные мукопротеины слюны содержат преимущест.аенно И-ацетнлпроизеодные, В то время как Х-гликолилпроизяодные преоб- 41 з. хглпводы ладают в строме эритроцитов этих животных. Были также выделены некоторые диацетильные производные, в которых дополнительная ацетильная группа находится при гидроксидной группе атомов С-4, С-7 или С-8. Имеются сведения также о 8-О-метил- производном Х-ацетилнейраминовой кислоты. 2.2.6. Некоторые реакции моносахаридов Моносахзриды вступают во многие химические реакции, весьма важные длн практического использовании и исследовании углеводов.

Некоторые пз ннх упоминались выше. Реакции, обсуждаемые в данном разделе, пемонстрнруют либо наиболее важные свойства углеводов, лабо типы реакций, часто встречаюпзаеса в их метаболизме. 2.2.ад. Реакции по аномерному атому углерода Как отмечалось выше (раза. 2.2,2), при реакции моносахаридов с простыми спиртами легко образуютси ацетали и кеталн. Таким же образом возможен и синтез дисахаридов, однако он требует нескольких стадий. Альдозы и кетозы также реагируют по аномерным атомам углерода с аммиаком с образованием гликозиламинов, например Н Н + ХНЗ ч Н ОН Н П-арвбиназа В- арабижжнпамип милина вммнвк С участием аномерных атомов углерода протекает также реакция образовании тиополуацеталей или тиополукеталей: ОН Е вЂ” СНО + 5Н вЂ” К' и — ь — 5 — Ин Н 2.2.8.2.

Эфиры фосфорной кислоты Эфиры фосфорной кислоты н моносахаридов образуются разными способами, включая реакции, приведенные ниже: унсуснна ажнсгнл Н А Н ОН М-П-гиннеса Н Олс иенжн-О-ацсжнл ° с-П-гиннеса 1 ОЕНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КЛЕТКИ о Н о !! р — о- но ОРОзН н ол н он еьв"глюкозе 1-фосфвп Эфиры фосфорной кислоты занимают уникальное место в биохимии и встречаются во многих углеволах и их производных.

2,2.6.3. Йегидратация В сильных минеральных кислотах происходит дегидратацня пеитоз и гексоз Н ЩО !З-Е-рибаза Н вЂ” нон с О+ ЗнзО 5- овсимвгвияфурфврвя р-П-гяюивзв Грурфурол и окснметилфурфурол легко полимеризуют«я; при этом получается коричневая смола.

Опи также кондеисируготся с различными фенолами, образуя характерно окрашенные продукты; многие цветные реакции на углеводы основаны на щои свойстве (табл. 2.1!. 2.2.6.4. Перегруппировка в щелочной среде В холодном разбавленном щелочном растворе глюкоза образует маннозу и фруктозу.

Механизм реакции, возможно, включает енолиэацню, которая сопровождается диссоциацией водорода от атома углерода, примыкающего к кар- з. углиноды Таблица 2.! Цветные реакция углеводов' ! тнп углвводв Пренс чвннв Велес чувствытельна длн кетов Все альдозы и кетозы Кстогексозы Карбазол Цистеив/Нв80ь Антрои Орции То же Пентоды, гептулозы, ура- новые кйслоты Нафтилрезорцнн Ацетилацетон-л-димепшамниобензальдегид Ннтрит/индол Урановые кислоты Гексозамины Амнносакара не дшот окрашнваиня без предварительного дезамныыроваыыя иитрнтом Моно- и дидезокснпен- тазы Днфениламиы Лезоксипевтоаы Сиалоные кислоты в Прнводены рввгонты обшвго нввнвчвння н углеводы, лля коюрых нввшвя рввнщш является хврвхтерноа.