КӨМІРСУЛАР

Фотосинтездің реакциясы

00

МОНОСАХАРИДТЕР

Ассиметриялық көміртегі атомы бар қосылыстар хиралды деп аталады. Олар поляризайия жарығының беткейін айналдыра алады – оны оптикалық активтік деп атайды

6-атомды сақинаны – фураноза, 5-атомдыны – пираноза деп атайды. Олар органикалық заттардың фуран және пиран қосылыстарына сәйкес келеді.

Ондай сақиналы молекулалар альдегид (кетон) пен спирттің арасындағы реакциядан пайда болады – оларды хемиацеталь немесе хемикеталь деп атайды

С-1-дегі альдегид тобы мен С-5-тегі ОН-топтың арасындағы реакция хемиацетилді байланыс береді

Ондай реакция С-1-дегі альдегид пен С-4-тегі ОН- тобының арасында да болады

ГЛЮКОЗА ФРУКТОЗА

Пайда болған гидроксилдік ОН химиялық активті. -ОН арқылы моносахаридтер бір-бірімен, немесе басқа заттармен әрекеттеседі. Бұл реакция бос карбонил (-СОН) тобымен қант түзу кезеңі арқылы жүреді. Биохимиялық реакцияларда аномерлердің бірі немесе бос карбонил тобы қатысады. Моносахаридтер – көпфункионалды заттар. Олардың химиялық қасиеттері –СОН пен –ОН-қа және олардың өзара орналасу жағдайларына байланысты

Хеуорстың проекциялық формулалары Олар қанттардың формулаларын тек сақинаны емес, сонымен қатар сақинаның жазықтығында Н- атомдары мен –ОН топтың кеңістікте орналасуын көрсетеді. Сақинаның бізге жақын байланыстары жуан сызықтармен беріледі.

Атомдар тізбегі зиг-заг қисығын құрап, кресло тәрізді молекула пішінін береді. Осындай молекула табиғатта өте тұрақты болады D-глюкопиранозаның кресло тәрізді конформациялық формуласы

Маңызды мономахаридтер Глюкоза фруктоза галактоза манноза

Моносахаридтердің қасиеттері Моносахаридтердің химиялық қасиеттері құрамындағы альдегид-, кетон- (оксо) және –ОН топтарына және олардың молекуладағы стереохимилық орналасуына байланысты. Олар альдегидтерге, кетондар мен спирттерге тән көптеген реакцияларға түседі. Олардың тотықсыздануы. Альдегидтер мен кетондар секілді сутегімен (НАДН пен НАДФН) оңай тотықсызданып, 6-атомды спирттер түзеді. D-люказа тотықсызданғанда 6-атомды спирт D-сорбит түзіледі. D-фруктоза D-глюцит, D-галактоза дульцит, D-манноза D-маннит, D-рибоза D-рибит (ФАД и ФМН), D-ксилоза D-ксилит

Моносахаридтердің тотығуы. Fe3+ және Cu2+ секілді жұмсақ тотықтырғыштардың әсерінен олар тотыға алады. –СНО тотығып –СООН береді. Глюкоза және басқа қанттар Fe3+ және Cu2+ иондарын тотықсыздандырады, сондықтан оларды тотықсыздандырғыш қанттар деп атайды.

Мальтоза, лактоза және сахароза секілді дисахаридтер ковалентті байланысқан екі моносахаридтерден тұрады. О-гликозидтік байланыс бір қанттың –ОН тобы мен екінші қанттың аномерлі көміртегінің арсындағы реакцияның нәтижесінде түзіледі. Дисахарид әлсіз қышқылда қыздырғанда моносахаридтерге дейін ыдырайды.

Дисахаридтер немесе олисахаридтердің тізбегінің соңында гликозидтік байланысқа қатыспайтын аномерлі көміртегі болады. Сондықтан, оны тотықсыздықтандырғыш ұш деп атайды. Моносахаридтердің сол жақтағы ұшын тотықсыздындырмайтын деп атайды. Тізбек сол жақтан, тотықсыздандырмайтын ұштан бастап жазылады.

Мальтоза дисахаридінің молекуласындағы бір глюкозаның аномерлі С-1 екінші глюкозаның С-4 атомымен гликозидтік байланыс түзеді. Оң жақтағы глюкозаның аномерлі С-1 бос, сондықтан мальтоза тотықсыздандырғыш қант болып табылады

Керісінше, сахарозада бос аномерлі С жоқ – аномерлі С-лардың екеуі де гликозидтік байланысқа қатысады. Сондықтан, сахароза – тотықсыздандырмайтын қант.

Альдегид тобы тотыққанда альдон қышқылдары түзіледі. Мысалы, D-глюкоза тотығып, D-глюкон қышқылына, галактоза – галактон қышқылына айналады.

Моносахаридтердің 1-ші спирт тобы тотыққанда урон қышқылдарына айналады. D-глюкоза D-глюконурон қышқылын, галактоза – галактурон қышқылын береді. D-глюконурон қышқылы галактурон қышқылын

Қанттардың фосфорлы эфирлерінің түзілуі. Зат алмасуға моносахаридтер фосфорлы эфирлер түрінде қатысады. Фосфаттың доноры – АТФ

Құрамында азот бар гексозалар аминді қанттар деп аталады. Олардың 2-ші жағдайдағы –ОН тобы амин тобына алмасады.

Гликозидтердің пайда болуы. Екі спирт молекулалары әрекеттескенде қарапайым эфирлер пайда болады. Егер көміртегінің аномерлі атомы басқа молекуланың спирт тобымен реакцияға түссе – гликозид түзіледі

Мальтоза – гликозид Су молекуласы бөлініп кетеді

Олиго- және полисахаридтердің құрамында моносахридтер бір-бірімен гликозидтік жолмен байланысады. Екі спирт молекулалары әрекеттескенде қарапайым эфирлер пайда болады. Егер көміртегінің аномерлі атомы басқа молекуланың спирт тобымен реакцияға түссе – глткозид түзіледі. ГЛикозидтік байланыстар былай белгіленеді: α (1 n) – α- жағдайындағы C1- дің оттегі атомы келесі қанттың белгілі номердегі (n) көміртегі атомымен байланысқан, β(1 n) – дәл сондай байланыс, бірақ С1-дегі оттегі атомы β-жағдайда орналасады. α (1 4) және α (1 6) гликозидтік байланыстар крахмал мен гликогенде, β(1 4) және β(1 2) клетчатка мен гемицеллюлозада жиі кездеседі.

Мысалдар

Басқа гликозидтік байланыстар Кең тараған О-гликозидтік байланыстармен қатар N-, C- және S- гликозидтің байланыстар да кездеседі. N-гликозидтік байланыс нуклеотидтер мен нуклеин қышқылдарының құрамына кіретін нуклеозидтердің молекулаларында болад ы

Полисахаридтер Полисахаридтер – бір-бірімен гликозидтер арқылы байланысқан моносахридтердің қалдықтарынан тұратын күрделі көмірсулар. Олар гомополисахаридтер және гетерополисахаридтер болып екі топқа бөлінеді. Гомополисахаридтер моносахаридтердің бір түрінен тұрады, олар – крахмал, гликоген, целлюлоза (клетчатка) және инулин. Гетерополисахаридтер – моносахридтердің екі және одан көп түрлерінен құралады. Полисахаридтердің құрамына 1000-нан көп моносахарид қалдықтары кіреді.

Гетерополисахаридтер: тармақталмаған және тармақталған

Амилозаның сызықты молекуласы

Амилопектиннің молекуласының бір бөлігі

Гликогеннің молекуласы

Тек глюкозадан тұратын тармақталмаған целлюлозаның молекуласы

ЗАТ АЛМАСУ

АТФ-тің маңызы Қоректік заттардың метаболизм процестері негізінен АТФ-ты синтездеуге жұмсалады. АТФ барлық клетка процестері үшін еркін энергияның қоры болып саналады. АТФ гидролизі фосфорлаудан басқа да сансыз көп биохимиялық реакцияларға пайдаланылады. Клетканың қозғалысы, бұлшық еттің қызметі, мембрана арқылы заттарды тасымалдау секілді процестер үшін АТФ энергияның тікелей көзі болып табылады.

Ацетил-СоА Ацетил-СоА барлық негізгі қоректік заттардың өзгерулерінде орталық аралық зат болып табылады. Аэробтық жағдайларда ол: а) пирожүзім қышқылының тотыға декарбоксилдеу кезінде қанттардан, б) май қышқылдарының β-тотығуы және глицериннің гликолитикалық ыдырауы кезінде липидтерден, в) пируватты жасай отырып амин қышқылдарынан (Gly, Ser, Val, Ala, Leu, Ile, Cys), лимон қышқылы циклының аралық заттарынан (Asp, Asn, Glu, Gln, Pro) және басқа аралық қосылыстардан (Leu, Ile, Trp).

Ацетил-Кофермент-А

Пинруватдегидрогеназалық реакция: пируваттан ацетил-СоА түзіледі Пируват Ферментті комплекс Ацетил-СоА

КӨМІРСУЛАРДЫҢ АЛМАСУЫ

Крахмал мен гликогеннің ыдырауы Клеткадағы крахмал мен гликогеннің ыдырауы олардың ас қорыту кезіндегі деградациясынан өзгеше болады. Біріңнші процесс – фосфолитикалы, екіншісі – гидролитикалы. Крахмал мен гликогеннің негізгі бірлігі глюкоза болып табылады. Ас қорыту жолында крахмалды үш α-, β- и γ- амилазалар ыдыратады. Ыдыраудың алғашқы өнімдері 6-7 глюкозаның қалдықтарынан тұратын олигосахаридтер, ал ақырғы өнімдері мальтоза мен глюкозаның қоспасы бюолып табылады.

а-Амилаза (эндоамилаза) Крахмал Бұтақтансыздандыру ферменті

Гликогеннің фосфолитикалық деградациясы Бұл процесс кезінде фосфорилаза полисахаридтің тотықсыздандырмайтын ұшынан бастап бос 4-ОН-тобы бар глюкозаны глюкозо-1-фосфат түрінде үзе бастайды. Бұл реакция 4-ОН-тобы бар жаңа қалдықтың бөлінуіне алып келеді. Осылай кезекпен үзілу бұтақталатын жерге шамамен 4 қалғанға дейін жүре береді. Фосфорилазаның әсері тоқаған кезде олиготрансфераза активтеніп, мальтотриозаны қысқарған тізбектен бөледі және оны полисахаридтің тотықсызданбайтын ұшына тасымалдайды. Осы екі ферменттің бірлескен әсерінің нәтижесінде ұзындау бұталанбаған тізбектер пайда болады және оларды қайтадан фосфорилаза ыдыратады.

«Гликолиз» термині глюкозаның анаэробты ыдырауын білдіреді. Оның негізгі кезеңдері мыналар: 1. Глюкозаның глюкозо-6-фосфатқа айналуы. Соңғы қосылыс ары қарай тотығатын екі ұш көміртегі атомды өнімге айналады. 2. Триозофосфаттардың тотығуы – глицеральдегид-3- фосфат 1,3-дифосфоглицерин қышқылы арқылы 3- фосфоглицерин қышқылына айналады (анаэробты фосфорлау). Бұл кензеңде глюкозаның 1 молекуласына шаққанда АТФ-тың екі молекуласы пайда болады. 3. Превращение 3-фосфоглицерин қышқылы пируватқа айналады – ол тағы бір АТФ молекуласының синтезмен ұштасады (глюкозаның бір молекуласына шаққанда АТР- тың 2 молекуласы түзіледі).

Гликолиздің жалғасы 4. Пируваттың лактатқа айналуы – гликолиздің соңғы кезеңі болып табылады. Бұл реакциядан пайда болған NADH (ЛДГ-нің коферменті) тотығады. Аэробты жағдайда лактат пайда болмайды; оттегі бар кезде пируваттың декарбоксилденуі ацетил-CоА-ның түзілуіне алып келеді – ол ары қарай лимон қышқылының цикліне енеді. Тотықсызданған NADH тыныс алу тізбегінде қайтадан тотығады.

Гликолиздің ерекшелігі Гликолиз –глюкозаның барлық организмдердегі анаэробты және аэробты өзгеру жолы болып табылады. Гликолиздің көпшілік реакциялары қайтымды, бірақ жалпы гликолиз процесі қайтымсыз.

АТФ-ны түзетін реакциялар 1.Глцальд-3-ф 1,3-Дфгл-ат 3-Фгл-ат 2.2-Фгл-ат Фосфоэнолпируват Гликолиз кезінде фосфорлау реакциялары АТФ-тың 2 молекуласын пайдаланады, яғни гликолиздің жалпы қорытындысы АТФ-тың 2 молекуласының синтезі болып шығады.

Глюкоза және АТФ-тың түзілуі Глюкозаның аэробты және анаэробты жағдайлардағы өзгерістері пируват түзілгенге дейін бірдей болады. Энергетикалық балансы да бірдей: глюкозаның 1 молекуласына АТФ-тың 2 молекуласы келеді. Анаэробты жағдайларда түзілетін NADH+H+ пируват лактатқа айналғанда қайтадан тотығады. Аэробты жағдайларда тыныс алу тізбектерінде NADH+H+ тотығып, глюкозаның бір молекуласына шаққанда алты АТФ (2х3 АТФ) молекуласын береді. Пайда болған NAD+ пируваттың тотыға декарбоксилдену кезінде ацетил-СоА-ға айналады. Ал коферменттің тотықсызданған формасы тыныс алу тізбегінде қайтадан тотығып, тағы алты АТФ молекуласын береді.