Chapter 2 Органические вещества, входящие в

Chapter 2 Органические вещества, входящие в состав клетки

Кислоты и основания n Кислоты способны отдавать протон H+ (Бернстед-Лоури) или присоединять электронную пару (Льюис) n Основания способны присоединять протон или отдавать электронную пару повторение

n Ковалентная связь n Химическая связь, включающая одну или более пар общих электронов n Ионная связь u Электростатическое притяжение между ионами противоположного заряда n Водородная связь u Притяжение между слабоположительным атомом водорода и слабоотрицательным атомом (чаще кислородом) в другой молекуле повторение

Не только атомы, но и функциональные группы могут быть заряжены карбоксигруппа аминогруппа повторение

n Полимеры n Полиме ры - вещества, состоящие из «мономерных звеньев» , соединённых в макромолекулы. Полимер — это высокомолекулярное соединение: количество мономерных звеньев в полимере (степень полимеризации) должно быть достаточно велико. Во многих случаях количество звеньев может считаться достаточным, чтобы отнести молекулу к полимерам, если при добавлении очередного мономерного звена молекулярные свойства не изменяются. Как правило, полимеры — вещества с молекулярной массой от нескольких тысяч до нескольких миллионов. повторение

Углеводы Липиды Белки Нуклеиновые кислоты

Углеводы u Органические вещества, содержащие углерод, водород и кислород в примерном соотношении Сх : (Н 2 О)у, где Х не меньше 3 -х, а у не больше Х, или, если проще, 1 C: 2 H: 1 O n Важный источник питательных веществ и способ их запасать, компоненты нуклеиновых кислот и клеточной стенки

Углеводы n Моносахариды u Простые сахара n Сложные сахара: n Дисахариды u Две моносахаридные субъединицы n Полисахариды u Много моносахаридных субъединиц

Распространенные моносахариды

Образование гликозидной связи на примере синтеза сахарозы

Изомерия углеводов

Изомерия углеводов

n Моносахариды: i. «Простые» сахара ii. У нескольких основных формула C 6 H 12 O 6 iii. Примеры – фруктоза, глюкоза, галактоза iv. Глюкоза – самый распространенный моносахарид и дыхательный субстрат v. Моносахариды – обычно сладкие кристаллы, растворимые в воде n Дисахариды: i. Могут распадаться на составляющие моносахариды в процессе хим. реакции с добавлением воды, называемой гидролизом

n Полисахариды n Примеры: крахмал — основной полисахарид, откладываемый как энергетический запас у растительных организмов; растительный полисахарид со сложным строением, отвечающий общей молекулярной формуле (C 6 H 10 O 5)n, состоит из амилозы и амилопектина; их соотношение различно в различных крахмалах (амилозы 13 – 30%; амилопектина 70 – 85%). Амилоза — полисахарид крахмала, состоящий преимущественно из линейных или слаборазветвлённых цепочек, образованных остатками αα- глюкозы, соединённых гликозидными связями между первым и четвертым углеродными атомами. Цепь амилозы включает от 200 до 1000 моносахаридных единиц. Вследствие аксиального положения гликозидной связи макромолекула амилозы свернута в спираль. Амилопектин – разветвленный полисахарид, построенный из остатков α-глюкозы, которые связаны в основной цепи α-1, 4 - гликозидными, а в местах разветвлений - α-1, 6 -гликозидными связями

n Полисахариды n гликоген — полисахарид, откладываемый как энергетический запас в клетках животных организмов, но встречается в малых количествах и в тканях растений; подобен амилопектину. n целлюлоза — основной структурный полисахарид клеточных стенок растений; Выполняет функцию опорного материала растений. Это линейный полисахарид, построенный из остатков β- глюкозы, связанных β-1, 4 -гликозидными связями, n хитин — основной структурный полисахарид экзоскелета членистоногих, а также клеточных стенок грибов; полимер из остатков N- ацетилглюкозамина, связанных между собой β-(1→ 4)-гликозидными связями.

Крахмал: запасающая функция

Целлюлоза: структурная функция

Липиды Органические вещества, не растворимые в воде, но растворимые в жирах. n Важный источник энергии и способ запасать ее, компоненты клеточной мембраны, участники клеточного транспорта и сигнализации, предшественники многих гормонов и других важных веществ,

Основные типы липидов: a) Нейтральные жиры (жиры и масла - твердые и жидкие при комнатной температуре) b) Воски c) Фосфолипиды d) Гликолипиды e) Стероиды

Образование триглицеридов - нейтральных жиров (как правило из насыщенных жирных кислот – жиров, а из ненасыщенных жирных кислот - масел)

Воски n Подобны триглицеридам, только вместо глицерола жирные кислоты присоединены к многоатомным спиртам n Водостойкое внешнее покрытие у растений и насекомых, а также основа пчелиных сот.

Фосфолипиды n Подобны триглицеридам, но одна из жирных кислот замещена фосфатной группой n Конец с фосфатной группой гидрофильный. Жирные кислоты гидрофобны.

Фосфолипиды n Фосфолипидный бислой – основа клеточной мембраны. .

Стероиды n Стероиды – сложные циклические молекулы n Встречаются у растений и животных n Примеры: Стероид Функция Холестерол Обеспечивает жесткость и прочность мембраны Тестостерон Мужские гормоны Эстроген и Женские гормоны прогестерон Желчные кислоты Метаболизм жиров Витамин D Кальциевый обмен

Белки u Высокомолекулярные органические соединения, состоящие из аминокислотных субъединиц n Аминокислотные остатки соединены пептидными связями n Порядок и состав аминокислот определяет структуру и функции белка

n COOH карбоксильная группа (кислотная) n NH 2 аминогруппа (основная)

Строение аминокислот

Пептидная связь

Структура белков Первичная Вторичная Третичная Четвертичная

Примеры вторичной структуры белков Вторичная структура (наиболее распространенные варианты): А - α-спираль, Б - β- структура (β-слои, β-складки)

n Денатурация белка – разрушение пространственной структуры белка (четвертичной, третичной, вторичной) при внешнем воздействии (например повышении температуры, воздействия химических агентов или радиации) n Иногда денатурация белка может быть обратима – тогда после устранения воздействия возможна так называемая ренатурация (обратная сборка пространственной структуры).

Функции белков n Структурная n Защитная n Регуляторная n Сигнальная n Транспортная n Запасная (резервная) n Рецепторная n Моторная (двигательная) n Каталитическая

Энзим-субстратный комплекс

Энергия активации реакции