Реферат биохимия Азалия. Реферат по дисциплине биохимия Структура и классификация углеводов Студентка 2 курса
 Скачать 45.3 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации ФГБОУ ВО «Марийский государственный университет» Медицинский факультет РЕФЕРАТ По дисциплине биохимия Структура и классификация углеводов Выполнила: Студентка 2 курса Группы ПЕ-22(4) Миннегалиева Азалия Ниловна Научный руководитель: к.б.н. доцент Попова Ольга Владимировна Йошкар-Ола 2022 г. Содержание Введение 3 Строение углеводов 4 Классификация углеводов 5 Функции углеводов 8 Заключение 9 Список литературы 10 Введение Углеводы (сахара, сахариды) — органические вещества, содержащие карбонильную группу и несколько гидроксильных групп. Название класса соединений происходит от слов «гидраты углерода», оно было впервые предложено К. Шмидтом в 1844 году. Углеводы являются неотъемлемым компонентом клеток и тканей всех живых организмов представителей растительного и животного мира, составляя (по массе) основную часть органического вещества на Земле. Источником углеводов для всех живых организмов является процесс фотосинтеза, осуществляемый растениями. По своему строению углеводы являются многоатомными спиртами с альдегидной или кетоновой группой (полигидроксиальдегиды и полигидроксикетоны). Наиболее известные углеводы (крахмал, глюкоза, гликоген) обладают эмпирической формулой (CH2O)6. Другие представителя класса не соответствуют данному соотношению, и даже могут включать атомы азота, серы, фосфора. Строение углеводов Все углеводы состоят из отдельных «единиц», которыми являются сахариды. По способности к гидролизу на мономеры углеводы делятся на две группы: простые и сложные. Углеводы, содержащие одну единицу, называются моносахариды, две единицы – дисахариды, от двух до десяти единиц — олигосахариды, а более десяти — полисахариды. Моносахариды быстро повышают содержание сахара в крови, и обладают высоким гликемическим индексом, поэтому их ещё называют быстрыми углеводами. Они легко растворяются в воде и синтезируются в зелёных растениях. Углеводы, состоящие из 3 или более единиц, называются сложными. Продукты, богатые сложными углеводами, постепенно повышают содержание глюкозы и имеют низкий гликемический индекс, поэтому их ещё называют медленными углеводами. Сложные углеводы являются продуктами поликонденсации простых сахаров (моносахаридов) и, в отличие от простых, в процессе гидролитического расщепления способны распадаться на мономеры, с образованием сотни и тысячи молекул моносахаридов. Углеводы являются самыми распространенными органическими соединениями на планете. Они входят в состав любого компонента нашей биосферы. В растениях они составляют до 80 % от общей массы. В животных тканях углеводов встречается значительно меньше - 2 %. Углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода. В углеводах соотношение водорода и кислорода такое же, как в молекуле воды, т. е. водорода в 2 раза больше кислорода. Отсюда произошло их название - углеводы, т. е. из начальной части слова углерод «угле» и слова «вода». Существуют несколько классификаций углеводов : ✔ по химическому строению углеводы можно разделить на две большие группы - простые углеводы (моносахариды) и сложные углеводы (олигосахариды, полисахариды); ✔ по усвояемости в пище углеводы можно условно разделить на усвояемые углеводы (глюкоза, сахароза, фруктоза, лактоза, крахмал) и неусвояемые углеводы (целлюлоза, клетчатка, пектиновые вещества, лигнин). При этом следует отметить, что некоторые животные могут в качестве пищи использовать целлюлозу. Например, слоны - самые крупные из современных наземных животных. Они непринужденно поедают растительность вокруг себя, срывая ветки, обгладывая кору со стволов, разжевывая листья, т. е. используют целлюлозу в качестве пищи. Пищевой комок поступает в желудок, в котором содержатся инфузории, внутри которых есть бактерии, расщепляющие целлюлозу. У других животных (коровы, овцы, козы) желудок имеет четырехполостное строение. В первых двух содержатся микроорганизмы, расщепляющие целлюлозу до D-глюкозы, далее она сбраживается до короткоцепочечных жирных кислот, углекислого газа и газообразного метана. Образовавшиеся жирные кислоты всасываются в кровоток, проникают в ткани и используются животным как «топливо». В остальных полостях желудка с помощью ферментов, секретируемых слизистой, перевариваются отработанные микроорганизмы до аминокислот и сахаров, которые всасываются и используются животным в качестве питательных веществ. Классификация углеводов По способности к гидролизу все углеводы делятся на три группы: моносахариды, олигосахариды, полисахариды (гомополисахариды, гетерополисахариды) Моносахариды и их производныеПо химической природе моносахариды являются альдегидо - или кетоспиртами. В зависимости от числа углеродных атомов выделяют триозы, тетрозы, пентозы, гексозы, гептозы. Наиболее распространёнными в организме пентозамиявляются рибоза, дезоксирибоза, рибулоза, ксилулоза.Гексозы организма в основном представлены глюкозой, фруктозой, галактозой, маннозой. Основными производными моносахаридов в тканях человека являются аминосахара, ацетиламиносахара, гексуроновые кислоты, гликозиды. Аминосахара– производные моносахаридов, у которых ОН - группа во 2 положении замещена на аминогруппу. Ацетиламиносахара– производные аминосахаров, у которых к аминогруппе присоединён остаток уксусной кислоты. Гексуроновые кислоты– производные гексоз, у которых в 6-ом положении содержится СООН - группа. О - гликозиды– производные циклических форм моносахаридов, у которых к гликозидному гидроксилу присоединён какой-либо спирт. N-гликозиды– производные моносахаридов, в которых к полуацетальному гидроксилу присоединяется азотсодержащее вещество. Олигосахариды Олигосахариды представлены дисахаридами и смешанными олигосахаридами. К наиболее распространённым дисахаридамотносятся мальтоза (2 глюкозы), сахароза (глюкоза и фруктоза), лактоза (галактоза и глюкоза). Лактоза - специфический дисахарид молока (в грудном молоке её содержится 6,5% или 65 г/л). Смешанные олигосахаридыпредставлены несколькими углеводами, соединёнными гликозидными связями. Чаще всего в их составе содержатся моносахариды манноза, фруктоза, нейраминовая кислота, галактоза. Олигосахариды в комплексе с белками определяют групповую специфичность крови, резус - фактор, входят в состав иммуноглобулинов, клеточных рецепторов, определяют межклеточные взаимодействия. В грудном молоке присутствует большое количество специфичных олигосахаридов, например: фукозилактоза (фукоза, галактоза, глюкоза); лакто- N-тетраоза (галактоза,глюкоза, фукоза,N-ацетилглюкозамин), бифидус-фактор. Полисахариды Полисахариды представлены гомополисахаридами (состоят из одного вида моносахарида) и гетерополисахаридами (включают разные моносахара и их производные). Гомополисахариды Основными гомополисахаридамидля организма являются крахмал (пищевой полисахарид) и гликоген (резервный полисахарид организма). Наиболее высокая концентрация гликогена находится в печени – 5%, в мышцах – 2%. Он состоит из цепей циклических форм глюкозы, соединенных 1,4-α-гликозидной связью, ветвящихсяза счёт 1,6-альфа-гликозидных связей. Молекулярная масса гликогена высока, достигает 107-109д. Биологическая роль гликогена: является резервным энергетическим материалом, который не связывает воду и очень легко может перейти в глюкозу. Гетерополисахариды (гликозаминогликаны) Гетерополисахариды гликозаминогликаны (ГАГ) – линейные неразветвлённые полисахариды, построенные из дисахаридных фрагментов, которые, в свою очередь, в свой состав включают гексуроновую кислоту и N- ацетилгексозаминсульфат. В зависимости от состава дисахаридных фрагментов выделяют несколько видов ГАГ: гиалуроновая кислота; хондроитинсульфаты; кератансульфаты; гепарин, гепарансульфат. Гиалуроновая кислотавключает в свой состав глюкуроновую кислоту иN-ацетилглюкозамин. Её молекулярная масса достигает 105-107 д. Гиалуроновая кислота содержится в межклеточном веществе соединительной ткани, в синовиальной жидкости, в слизистых секретах. За счёт присутствия большого количества полярных групп гиалуроновая кислота очень гидрофильна (1 грамм её может связать до 500 мл воды). Биологическая роль: играет роль тканевого цемента, соединяет клетки, волокнистые структуры в единую ткань; участвует в водно-солевом обмене; определяет сосудисто-тканевую проницаемость; придаёт тургор ткани. Хондроитинсульфатысодержат в своём составе глюкуроновую кислоту,N-ацетилгалактозамин сульфат. Они распространены в хрящевой ткани, коже, сухожилиях. Молекулярная масса их составляет 18-28 тысяч д. Выделяют несколько видов хондроитинсульфатов: хондроитин-4-сульфаты (остаток сульфата вN-ацетилгалактозамине находится в 4 положении), хондроитин-6-сульфаты (сульфат находится в 6 положении), дерматансульфаты (содержат идуроновую кислоту). Биологическая роль хондроитинсульфатов: структурные компоненты соединительной ткани. Кератансульфатысодержат в своём составеN-ацетилглюкозаминсульфат, галактозу. С возрастом содержание кератансульфатов в межпозвоночных хрящах, в роговице возрастает. Гепаринвключает в свой состав глюкуронатсульфат (или идуронатсульфат),N-ацетилглюкозаминсульфат. Гепарин синтезируется в тучных клетках. Биологическая роль гепарина: является антикоагулянтом, структурным компонентом базальных мембран, активатором некоторых ферментов, выполняет дезинтоксикационную функцию. Гликозаминогликаны чаще всего находятся в тканях не в свободном состоянии, а в составе протеогликанов. Протеогликаны (ПГ) – это белковоуглеводные комплексы, в которых содержатся белки (<5%), а углеводная часть представлена гликозаминогликанами. В хрящевой ткани протеогликаны образуют особые структуры – протеогликановые агрегаты. Наиболее распространённым среди них являетсяагрекан. Он имеет структуру, представленную на рисунке. Этот агрегат имеет молекулярную массу до 1 миллиарда д. Наряду большими агрегатами в соединительной ткани присутствуют малые протеогликановые агрегаты, например,бигликаны, в которые входят одна полипептидная цепь и две - три углеводные цепочки. Функции углеводов 1. Структурная и опорная функции. Углеводы участвуют в построении различных опорных структур. Так целлюлоза является основным структурным компонентом клеточных стенок растений, хитин выполняет аналогичную функцию у грибов, а также обеспечивает жёсткость экзоскелета членистоногих. 2. Защитная роль у растений. У некоторых растений есть защитные образования (шипы, колючки и др.), состоящие из клеточных стенок мёртвых клеток. 3. Пластическая функция. Углеводы входят в состав сложных молекул (например, пентозы (рибоза и дезоксирибоза) участвуют в построении АТФ, ДНК и РНК). 4. Энергетическая функция. Углеводы служат источником энергии: при окислении 1 грамма углеводов выделяются 4,1 ккал энергии и 0,4 г воды. 5. Запасающая функция. Углеводы выступают в качестве запасных питательных веществ: гликоген у животных, крахмал и инулин — у растений. 6. Осмотическая функция. Углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме. Так, в крови содержится 100—110 мг/% глюкозы, от концентрации глюкозы зависит осмотическое давление крови. 7. Рецепторная функция. Олигосахариды входят в состав воспринимающей части многих клеточных рецепторов или молекул-лигандов. Заключение Углеводы составляют более 80% всех органических соединений биосферы Земли. Исключительную роль в энергетическом обмене биосферы играет глюкоза. Именно этот углевод образуется в процессе фотосинтеза. И именно, глюкоза запускает энергетический обмен в нашем организме. Углеводы делятся на три основных класса: моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Моносахариды или простые сахара не подвергаются гидролизу и получить из них более простые углеводы невозможно. К моносахаридам относятся: рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза и другие. Гидролиз - Химическая реакция , в которой при взаимодействии с водой происходит разложение исходного вещества с образованием новых соединений. Олигосахариды состоят из нескольких моносахаридов, соединенных ковалентными связями. При гидролизе они распадаются на входящие в них моносахариды. Примером олигосахаридов могут служить дисахариды, состоящие из двух молекул моносахаридов. Наиболее распространенные дисахариды сахароза (пищевой или тростниковый сахар), состоящий из остатков глюкозы и фруктозы, лактоза(молочный сахар), состоящий из остатков глюкозы и галактозы. Полисахариды представляют собой длинные неразветвленные цепи. Включающие сотни и тысячи моносахаридных остатков. Наиболее известные из них – крахмал, целлюлоза, гликоген - состоят из остатков глюкозы. Список литературы https://lektsii.com/1-82041.html https://studfile.net/preview/6659688/page:33/ https://lifelib.info/biochemistry/reader/2.html https://atleticshop.ru/blog/3307/obschaya-harakteristika-uglevodov-funktsii-uglevodov/ |