SACHARIDY ˙ v těle člověka jen 2 % (v sušině) ˙ v rostlinách 85 -- 90 % Funkce sacharidů v buňce: - zdroj energie (např. glukosa) - zásobní energetická surovina (škrob, glykogen) - zpevnění a ochrana buňky (celulosa, chitin) - složky biologicky účinných látek (koenzymy, hormony, antibiotika) Vznik sacharidů -- v přírodě v buňkách autotrofů asimilací CO[2] v přítomnosti H[2]O TH FOTOSYNTÉZA Prvkové složení sacharidů: C, H, O Základem je C-řetězec s 3 -- 9 atomy C (3 - triosy, 4 -- tetrosy, 5 -- pentosy, 6 -- hexosy, 7 -- heptosy, 8 -- oktosy, 9 -- nonosy). Deriváty sacharidů obsahují navíc: P = fosforečné estery sacharidů N = aminocukry S = sirné heteroglykosidy Dělení sacharidů: 1. monosacharidy 2. oligosacharidy 3. polysacharidy 4. hetoroglykosidy -- je zde vázána necukerná složka, tzv. aglykon MONOSACHARIDY Monosacharidy obsahují: o 3 -- 9 atomů C o alkoholické skupiny o aldehydickou nebo ketonickou skupinu Vlastnosti minosacharid: O/ bezbarvé krystalické látky O/ dobře rozpustné ve vodě, částečně ve zředěném ethanolu O/ nerozpustné v organických rozpouštědlech O/ sladkost Nejjednodušší sacharid: glyceraldehyd Tabulka: Porovnání údajů sladkosti různých sacharidů +-----------------------------------------------------------+ |Sacharid |Sladkost | |----------------------------------+------------------------| |Sacharosa | 100| |----------------------------------+------------------------| |Fruktosa | 173| |----------------------------------+------------------------| |Glukosa | 74| |----------------------------------+------------------------| |Invertní cukr | 130| |----------------------------------+------------------------| |Sorbitol | 48| |----------------------------------+------------------------| |Glycerol | 48| |----------------------------------+------------------------| |Sylosa | 40| |----------------------------------+------------------------| |Maltosa | 32| |----------------------------------+------------------------| |Ramnosa | 32| |----------------------------------+------------------------| |Galaktosa | 32| |----------------------------------+------------------------| |Rafinosa | 23| |----------------------------------+------------------------| |Laktosa | 16| +-----------------------------------------------------------+ Důležité pojmy týkající se sacharidů Stereoizomerie -- 2 izomery se k sobě mají jako předmět a jeho zrcadlový obraz, jsou neztotožnitelné. Více chorálních C (r) více opticky aktivních izomerů TH n = 2^C n .... počet opticky aktivních izomerů C .... počet asymetrických uhlíků v molekule sacharidu ^ Optická aktivita -- monosacharidy otáčí rovinu polarizovaného světla + doprava optické antipody - doleva (Nemá spojitost s L- a D-.) D- a L- forma Racemická směs -- směs stejných množství optických antipod TH opticky neaktivní Vzorce monosacharidů: Fischerovy -- v lineární formě Tollensovy -- projekční vzorce Haworthovy -- perspektivní vzorce Konformace -- uspořádání v prostoru v furanosy (r) rovinný tvar v pyranosy (r) 2 krajní formy: vanička a židlička (stabilnější) Monosacharidy označujeme: O/ podle počtu atomů C: triosy, tetrosy, pentosy atd. O/ podle funkční skupiny: aldosa, ketosa O/ podle velikosti kruhu u cyklických vzorců: furanosa, pyranosa O/ podle formy: a-D-....., b-D-....., a-L-....., b-L-..... Výskyt minosacharid v přírodě: - volné - vázané v oligosacharidech, polysacharidech, heteroglykosidech VĚTŠINA MONOSACHARIDŮ JE ODVOZENA OD ŘADY D- ! DŮLEŽITÉ MONOSACHARIDY Triosy Ve formě fosforečných esterů jsou meziprodukty odbourávání a biosyntézy sacharidů v organismech. Aldopentosy b-L-arabinopyranosa Je rozšířena v roslinách ve formě polysacharid zvaných arabany: arabská guma, třešňová guma. b-D-arabinosa Je součástí některých heteroglykosidů. a-D-xylosa Je obsažena ve zdřevnatělých rostlinných buňkách. a-D-ribofuranosa Je obsažena v nuikleoproteinech, kde tvoří součást ribonukleových kyselin. Je komponentou i některých enzymů. 2-deoxy-D-ribosa Je obsažena v nukleoproteinech, kde tvoří součást deoxyribonukleových kyselin. Ketopentosy Mají význam ve formě fosforečných esterů jako intermediární metaboliy. D-ribulosa D-xylulosa Aldohexosy b-D-mannosa Je obsažena ve svatojánském chlebu. Mannan je rezervní látkou mnohých semen. a-D-galaktosa Je vázána s glukosou v mléčném cukru (TH laktosa). a-D-glukosa (= dextrosa = hroznový cukr, = škrobový cukr) Ve zralém ovoci se nachází buď volná nebo častěji ve směsi s D- -fruktosou. U živočichů se nachází v krvi v koncentraci 100 mg/100g. Bývá vázána v polysacharidech (celulosa, škrob). Ketohexosy b-D-fruktosa (= levulosa = ovocný cukr) Nachází se ve zralém ovoci, též v inulinu v čekankových kořenech nebo v hlízách jiřinek. S glukosou jsou vázány v disacharidu sacharose. a-L-sorbosa Je obsažena např. v jeřabinové šťávě. Je meziproduktem při výrobě kyseliny L-askorbové (vitamin C). Ketoheptosy D-sedoheptulosa Ve formě fosforečného esteru je důležitým meziproduktem fotosyntézy. DERIVÁTY MONOSACHARIDŮ Fosforečné estery minosacharidů a-D-glukosa -1-fosfát D-glukosa-6-fosfát (Coriho ester) (Robinsonův ester) D-fruktosa-6-fosfát D-fruktosa-1,6-bisfosfát (Neubergův ester) (Harden-Yongův ester) Kyseliny -- vznikají oxidací minosacharidů (např. kys. glukonová, kys. glukuronová, kys. cukrová) Alditoly (alkoholové cukry) -- vznikají redukcí minosacharidů. Např. redukcí D-glukosy vzniká D-glucitol. Některé redukcí ztrácejí asymetričnost molekuly, takže nejsou opticky aktivní, nemají formy D- či L-, ale meso-. Aminocukry -- vznikají náhradou skupiny --OH za --NH[2 ] D-glukosamin D-galaktosamin OLIGOSACHARIDY Rozdělení oligosacharidů: O/ volné -- vyskytují se samostatně O/ vázané -- jsou složkou polysacharidů Nejvýznamnější disacharidy: sacharosa (= cukr třtinový = cukr řepný) Je rozšířena v celé rostlinné říši, ale průmyslově se zpracovává pouze cukrovka a cukrová třtina. Směs po hydrolýze (invertní cukr) je vedle sacharosy hlavní složkou medu. maltosa (= sladový cukr) Vzniká při odbourávání škrobu a je přítomna ve sladu. isomaltosa Získává se hydrolýzou škrobu. cellobiosa Je složkou celulosy u rostlin. laktosa (= mléčný cukr) Je nejdůležitějším cukrem v mléce všech savců (mateřské mléko = 6 % , kravské = 4,5 %). trehalosa Vyskytuje se v rostlinách a jako krevní cukr hmyzu. Nejvýznamnější trisacharid: raffinosa