SACHARIDY v Jsou stálou složkou všech buněk. v Živočišné tkáně a buňky obsahují pouze asi 2 % sacharidů v sušině. v V rostlinách tvoří sacharidy 85 – 90 % sušiny (hlavní složka buněčných stěn). v Funkce sacharidů v živém organismu: Ø zdroj energie (glukóza) Ø zásobní energetická surovina (škrob, glykogen) Ø výztuž a stavební součást buněčných stěn (celulóza, chitin) Ø složky biologicky účinných látek (koenzymů, rozpoznávacích glykoproteinů v receptorech, součást hormonů, antibiotik). • • v V přírodě jsou sacharidy tvořeny fotoautotrofními organismy asimilací oxidu uhličitého v přítomnosti vody, za využití světelné energie přeměněné ve fotosystémech na enerii chemickou, která se ukládá do molekul sacharidů. v Heterotrofní organismy získávají potřebné sacharidy od autotrofů, ale nedokáží je sami primárně syntetizovat, pouze transformovat. • v • •CHEMICKÉ SLOŽENÍ SACHARIDŮ v Sacharidy jsou složeny z uhlíku, vodíku, kyslíku. v Jejich deriváty obsahují také dusík, fosfor nebo síru. v Základem jejich molekuly je uhlíkový řetězec se 3 – 9 atomy uhlíku (3 – triózy, 4 – tetrózy…, až 9 – nonózy). v Sacharidy s takovou molekulou se nazývají monosacharidy. v Spojením několika monosacharidů do většího celku vznikají oligosacharidy (disacharidy – deka sacharidy). v Nad 10 monosacharidů spojených v makromolekule nazýváme polysacharidy (glykany). • • v Na atomy uhlíku v molekule sacharidů jsou navázány: Ø alkoholické skupiny Ø aldehydická skupina nebo ketonická skupina Ø podle toho sacharidy dělíme na polyhydroxyaldehydy a polyhydroxyketony (aldózy a ketózy). v Názvy cukry, uhlohydráty a uhlovodany považujeme za nesprávné. Pojmem cukr se obvykle rozumí sacharóza, zatímco název uhlovodany a uhlohydráty nemá logický smysl, protože sacharidy nejsou sloučeniny uhlíku a vody. v Stejný poměr vodíku a kyslíku, u některých sacharidů jaký má H2O je pouze náhodná shoda. v Jako cukry někteří autoři označují komplexně monosacharidy a oligosacharidy. Nedoporučuje se ani užívat název glycidy. v v •MONOSACHARIDY v Obsahují v molekule 3 – 9 atomů uhlíku, alkoholické skupiny a aldehydickou nebo ketonickou skupinu. v Jsou to bezbarvé krystalické látky, dobře rozpustné ve vodě, částečně ve zředěném etanolu, nerozpouštějí se ve v organických rozpouštědlech. v Mají sladkou chuť. v Biologický význam mají jak volné monosacharidy, tak jejich deriváty (aminoderiváty, deoxyderiváty, kyseliny, astery a alkoholy odvozené od sacharidů). • •OPTICKÁ AKTIVITA SACHARIDŮ v Nejjednodušším sacharidem je tříuhlíkový glyceraldehyd, který je možné získat částečnou oxidací glycerolu. v Jeho molekula má jeden asymetrický uhlík (chirální centrum) = uhlík, který má na každé vazbě navázaný jiný atom nebo skupinu atomů. v V důsledku asymetrie uhlíku může mít glyceraldehyd dvě odlišné konfigurace (uspořádání v prostoru), které jsou navzájem ve vztahu jako předmět a jeho zrcadlový obraz (stereoizomery) a má i optickou aktivitu (stáčí rovinu polarizovaného světla). v Tyto dvě vlastnosti se vyznačují v názvu sacharidu: Ø sacharid s hydroxylovou skupinou na C* vlevo se označuje jako L- (z lat. laevus = levý) Ø druhý stereoizomer se označuje D- (z lat. Dexter = pravý) Ø sacharid otáčející rovinu polarizovaného světla doleva má u názvu znaménko (-) , zatímco jeho optický antipod má znaménko (+). v U sacharidů s počtem uhlíkových atomů více než 3 je pro zařazení do řady D- nebo L- rozhodující poloha hydroxylové skupiny na asymetrickém uhlíku s nejvyšším lokantem (který sousedí s primární alkoholickou skupinou –CH2OH). v • •POSTUP PRO ZAŘAZENÍ MONOSACHARIDU DO KONFIGURAČNÍ ŘADY v Zakreslení monosacharidu ve Fischerově projekci a správné očíslování. v Nalezení konfiguračního atomu (chirální atom uhlíku s nejvyšším lokantem). v Směřuje-li hydroxylová skupina na konfiguračním atomu doprava, jedná se o řadu D. v Směřuje-li doleva, jedná se o řadu L. v v • https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/02/D%2CL-konfiguracni_rady.png/544px-D%2CL-k onfiguracni_rady.png v Směs stejných množství dvou opačných optických antipodů téže látky je opticky neaktivní racemát (racemická směs). v Sacharidy s větším počtem atomů uhlíku v molekule mají také více chirálních center a tedy i opticky aktivních izomerů. v Počet těchto stereoizomerních forem n je možné vypočítat pomocí LeBelova-van´t Hoffova vztahu n = 2c, kde c je počet asymetrických uhlíků v molekule sacharidu. • https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ed/Aldohexosy.png/748px-Aldohexosy.png D-série aldehydických monosacharidů https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/25/Family_tree_of_d-ketoses.svg/268px-Family _tree_of_d-ketoses.svg.png D-série ketonických monosacharidů dihydroxyaceton D-erythrulóza D-ribulóza D-xylulóza D-psikóza D-fruktóza D-sorbóza D-tagatóza •TRIÓZY • v Aldotrióza - glyceraldehyd. v Ketotrióza – dihydroxyaceton. v Obě dvě sloučeniny jako fosforečné estery 3-fosfoglycerldehyd a dihydroxyacetonfosfát figurují v metabolismu sacharidů každé buňky. v Dihydroxyaceton nemá asymetrický uhlík. v • •TETRÓZY v Z tetróz má největší význam aldotetróza erytróza, která jako fosforečný ester erytróza -4-fosfát je důležitým meziproduktem v metabolismu sacharidů a zároveň výchozím substrátem pro biosyntézu aromatických látek. v K aldotetrózám patří rovněž treóza. v Ketotróza – erytrulóza. v Od názvů treóza a erytróza jsou odvozeny předpony treo- a erytro-, které se používají k označení relativní konfigurace skupin na dvou sousedních asymetrických uhlících v molekule sacharidu. v • •PENTÓZY v Z aldopentóz jsou nejdůležitějšími D-arabinóza a L-arabinóza, D-xylóza a D-ribóza. v První tři jsou obsaženy v polysacharidech rostlinného původu ® arabany, xylany (arabská guma, sláma, dřevo) a dají se z nic získat hydrolýzou v D-ribóza a 2-deoxy-D-ribóza jsou složkami nukleových kyselin. v Z ketopentóz jsou významné D-ribulóza a D-xylulóza, které ve formě fosforečných esterů mají význam jako intermediáty v metabolismu sacharidů (fotosyntéza a pentózový cyklus). • •HEXÓZY v Z aldohexóz jsou nejdůležitějšími D-manóza D-galaktóza a D-glukóza. v D-manóza se vyskytuje ve svatojánském chlebu a jako složka polysacharidu mananu v rozličných rostlinách. v D-galaktóza s glukźou dává (disacharid) mléčný cukr – laktózu. v Kromě toho se vyskytuje v některých polysacharidech (galaktany, galaktoarabany, galaktoxylany). v D-glukóza (hroznový cukr, škrobový cukr, dextróza) se vyskytuje v hroznech, ovoci, medu, a volná rovněž v krvi). v Dále je složkou disacharidů sacharózy, maltózy a laktózy. v Kromě toho se nachází také v trisacharidu rafinóze a v různých polysacharidech (škrob, celulóza, glykogen) a v glykosidech. v Je ústředním sacharidem v metabolismu sacharidů. v Z ketohexóz jsou nejvýznamnější D-fruktóza a L-sorbóza. v D-fruktóza (ovocný cukr, levulóza) se vyskytuje v ovoci, v medu, v disacharidu sacharóze, trisacharidu rafinóze a v polysacharidech (inulin). v L-sorbóza se vyskytuje v některých druzích ovoce. v Je meziproduktem syntézy kyseliny L-askorbové (vit. C).