Sacharidy jsou polyhydroxy (obsahující více hydroxylových skupin), aldehyd a ketony
Sacharidy jsou velmi rozmanitou třídou cukrů, protože mají více reaktivních/modifikovatelných míst, tj. hydroxylové skupiny. Získávají velké množství struktur, některé příklady struktury sacharidů jsou uvedeny v tomto článku
Monosacharidy jsou aldehydy nebo ketony s více hydroxylovými skupinami
Aldóza je sacharid obsahující aldehydovou skupinu (podobný glukóze a glyceraldehydu), ačkoli ketoskupina obsahující sacharid je známá jako ketóza (podobná fruktóze a dihydroxyacetonu). Cukr je znám jako D-cukr, pokud asymetrický uhlík nejdále od karbonylového uhlíku (uhlíkový atom aldehydu nebo ketoskupiny) obsahuje H na své levé straně, pokud je OH skupina na levé straně, pak je cukr znám jako L- cukr.
Monosacharidy jsou nejjednodušší sacharidy, které obsahují ketony nebo aldehydy, které mají dvě nebo více hydroxylových skupin. Monosacharidy mají empirický vzorec (C-H2O)n
Nejjednodušší a nejmenší monosacharidy, pro které n = 3, jsou d a l-glyceraldehyd a dihydroxyaceton
Většina přirozeně přítomných cukrů jsou D-cukry. Atom uhlíku aldehydové skupiny (C-1 nebo anomerní uhlík) reaguje s hydroxylovou skupinou pátého atomu uhlíku (C-5) za vzniku šestičlenného pyranózového kruhu.
Atom uhlíku ketoskupiny (C-2) v konformaci fruktózy s otevřeným řetězcem reaguje s hydroxylovou skupinou pátého uhlíku (C-5) za vzniku pětičlenného furanosového kruhu. Pentózy, například ribóza a deoxyribóza, obsahují jako kostru furanosové kruhy.
Další bod asymetrie se vytváří na anomerním uhlíku (C-1 v případě aldózových cukrů a C-2 v případě ketózových cukrů) při tvorbě cyklických produktů. OH skupina připojená k anomernímu uhlíku je pod rovinou kruhu v alfa-anomerní formě, avšak OH skupina je nad kruhem v beta-anomerní formě. Několik atomů kruhu se nenachází ve stejné rovině.
Tvoří většinu přirozené hmoty na Zemi, protože hrají hlavní roli ve strukturní organizaci a fyziologii živých organismů. Pro začátek se cukry plní jako meziprodukty metabolismu, paliva a také zásoby energie. Dále tvoří cukry ribóza a deoxyribóza primární kostra DNA a RNA.
Převládající typy fruktózy, glukózy, ribózy a četné různé cukry v rozpuštěné formě nejsou otevřené řetězce.
Komplexní sacharidy jsou tvořeny vazbou monosacharidů
Cukrové jednotky se navzájem spojují prostřednictvím O-glykosidických vazeb za vzniku disacharidů a polysacharidů. Maltóza, laktóza a sacharóza jsou nejčastěji se vyskytující disacharidy. Sacharóza (běžně konzumovaná jako stolní cukr) se skládá z beta-fruktózy a alfa-glukózy spojených glykosidickou vazbou mezi jejich anomerními atomy uhlíku. Laktóza (v mléce) se skládá z glukózy a galaktózy jsou spojeny beta-1,4 vazbou.
Maltóza (získaná štěpením škrobu) se skládá ze dvou glukózových jednotek spojených dohromady alfa-1,4 glykosidickou vazbou.
Monosacharidy jsou spojeny s alkoholy a aminy prostřednictvím glykosidických vazeb
Monosacharidy podléhají chemické modifikaci reakcí s aminy a alkoholy za vzniku aduktů.
Nová vazba vzniká mezi atomem kyslíku hydroxylové skupiny methanolu a anomerním uhlíkem glukózy, tato vazba je známá jako o-glykosidová vazba. Při tvorbě N-glykosidické vazby se atom dusíku aminové skupiny proteinu spojí s anomerním uhlíkem cukru.
Komplexní sacharidy jsou tvořeny vazbou monosacharidů
Protože molekuly cukrů mají četné hydroxylové skupiny, mohou mezi monosacharidovými jednotkami také probíhat glykosidické vazby. Oligosacharidy vznikají spojením alespoň dvou monosacharidů spojených O-glykosidickými vazbami
Příklady oligosacharidů (di a trisacharidy)n
maltóza má například dvě D-glukózové jednotky, které jsou spolu spojeny glykosidickou vazbou mezi hydroxylovým kyslíkem na C-4 jednoho cukru a -anomerním uhlíkem C-1 sousední cukerné jednotky. Taková vazba se nazývá alfa-1,4-glykosidová vazba.
Polysacharidy jsou základními složkami rostlin a bakterií buněčná stěna. Ve skutečnosti celulóza (biopolymer přítomný v rostlinná buňka stěna) je primární složkou rostlinné buněčné stěny. Celulóza je tedy jednou z nejrozšířenějších látek v ekosystému.
Škrob je biopolymer vyrobený z glukózy, převládá v rostlinách a u zvířat je glykogen přítomen jako polymer glukózy místo glykogenu. Větší část glukózových jednotek v glykogenu a škrobu obsahuje alfa-1,4 vazbu. Větvící body obsahují alfa-1,6 vazby, glykogen má více větvících bodů než škrob, díky čemuž je glykogen rozpustnější ve vodě.
Celulóza, hlavní polymer tvořící kostru rostlin buněčné stěny. Skládá se z glukózových podjednotek spojených dohromady beta-1,4 vazbami. Tyto beta-vazby vytvářejí dlouhé přímé řetězce, které tvoří fibrily s vysokou tuhostí. Naopak vazby a v glykogenu a škrobu tvoří otevřené šroubovice s ohledem na jejich práci, protože mobilizují zásoby energie.
Živočišné buňky má extracelulární matrice a buněčné povrchy obsahující polymery opakujících se disacharidů známých jako glykosaminoglykany. Jedna z jednotek v každé opakující se jednotce je galaktosamin nebo derivát glukosaminu. Tyto sacharidy jsou hluboce aniontové a mají četné sulfátové a karboxylátové skupiny. Proteiny, které mají kovalentně spojené glykosaminoglykany, se nazývají proteoglykany.
Sacharidy mohou být připojeny k proteinům za vzniku glykoproteinů
Sacharidy se také nacházejí ve spojení s mnoha proteiny a lipidy, kde plní důležité funkce v buněčných interakcích.
Explicitní enzymy přenášejí oligosacharidové jednotky na proteinech buď na atom dusíku postranního řetězce amidové skupiny přítomné v asparaginu, nebo na atom kyslíku přítomný v postranním řetězci threoninu a serinu. Tento proces je známý jako glykosylace proteinů, ke glykosylaci dochází v endoplazmatické retikulum.
N-připojené oligosacharidy se tvoří na dolicholfosfátu a poté se přenášejí na akceptorový protein. Extra cukry jsou spojeny v Golgiho komplexu.
sacharidy jsou kovalentně připojeny k široké škále proteinů za účelem syntézy glykoproteinů. Sacharidy jsou přítomny v menším množství ve srovnání s hmotností glykoproteinů než proteoglykany.
Také čtení:
- Polymerázová řetězová reakce
- Jak vznikají nukleotidy
- Mají živočišné buňky cytoplazmu
- Mají prokaryota centrioly
- Příklady patogenních hub
- Příklady včel
- Charakteristika mořské sasanky
- Struktura buněčné membrány v rostlinné buňce
- Enzymy a substráty
- Teplota denaturace bílkovin
Jsem Abdullah Arsalan, dokončil jsem doktorát z biotechnologie. Mám 7 let zkušeností s výzkumem. Dosud jsem publikoval 6 článků v časopisech mezinárodní pověsti s průměrným impakt faktorem 4.5 a několik dalších je v úvahu. Prezentoval jsem výzkumné práce na různých národních a mezinárodních konferencích. Mým předmětem zájmu je biotechnologie a biochemie se zvláštním důrazem na proteinovou chemii, enzymologii, imunologii, biofyzikální techniky a molekulární biologii.