Углеводы Углеводы сахара группа природных полигидроксиальдегидов

Углеводы

Углеводы (сахара) – группа природных полигидроксиальдегидов и полигидроксикетонов с общей формулой (CH 2 O)n [Carbohydrates] Главный моносахарид - глюкоза

Углеводы: биологические функции ØПитательная ØРезервная ØСтруктурная ØРецепторы клеточной поверхности ØКомпоненты нуклеиновых кислот

Стереоизомерия моносахаридов Относительная конфигурация моносахаридов (L- и D-ряды) определяется конфигурацией асимметрического атома углерода, максимально удаленного от атома углерода карбонильной группы. Энантиомеры – зеркальные отображения. Стереоизомеры, отличающиеся пространственным строением одного или нескольких хиральных центров – диастереомеры. Диастереоизомеры, отличающиеся конфигурацией только одного хирального центра – эпимеры.

D-сахара β-D-глюкопираноза – единственный моносахарид с полным экваториальным расположением заместителей.

α- и β-аномеры моносахаридов Аномеры – стереоизомеры, отличающиеся расположением гликозидного гидроксила (или конфигурацией аномерного центра). α-Аномер имеет то же расположение ОН-группы, что и последний асимметрический атом углерода, из которого образован лактольный цикл и который определяет принадлежность к L- или D-ряду.

Моносахариды Реакции моносахаридов: • Мутаротация • Образование гликозидов • Восстановление и окисление • Эпимеризация • Этерификация

Дисахариды

Крахмал

• Мозг, не имеет депо (запаса) гликогена, поэтому он нуждается в постоянном поступлении глюкозы. Углеводы – единственный источник, за счёт которого в норме покрываются энергетические расходы мозга. Ткань мозга поглощает около 70% глюкозы, выделяемой печенью. • Мышечная ткань, особенно при активной работе, извлекает из крови значительное количество глюкозы. Так же как и в печени, в мышцах из глюкозы синтезируется гликоген. Распад гликогена (гликолиз) является одним из источников энергии для мышечного сокращения. Из продуктов гликолиза – молочной и пировиноградной кислот, в фазе покоя в мышцах вновь синтезируется гликоген. Суммарное содержание гликогена в мышцах составляет 1– 2% от общей массы мышц. • Уровень глюкозы в крови, регулируется гормонами – инсулином, глюкагоном, адреналином, соматотропином и кортизолом. Инсулин снижает уровень глюкозы в крови при её повышении, облегчает проникновение её в клетки, способствует отложению глюкозы в тканях в виде гликогена. При снижении уровня глюкозы в крови глюкагон, адреналин, соматотропин и кортизол "тормозят" захват глюкозы клетками и обеспечивают трансформацию гликогена в глюкозу.

Гликопротеины и гликолипиды – антигены У носителей группы крови А на поверхности эритроцитов находятся антигены (гликопротеины или гликолипиды) с характерной олигосахаридной группой. Характеристичный антиген людей с группой крови В отличается от А только заменой концевого остатка олигосахарида (галактоза вместо N-ацетилгалактозамина). Носители группы крови АВ имеют оба антигена А и В, а у носителей группы крови 0 олигосахарид гликопротеина укорочен на этот концевой остаток сахара (Η-антиген). Причиной групповых различий крови являются незначительные мутации в гликозил-трансферазах, которые переносят концевой остаток сахара на 14 характеристичный олигосахарид гликопротеина мембраны эритроцита.

AB 0 -система Иммуногенным вариантом белка на поверхности эритроцитов является резус-фактор. Он был открыт впервые у обезьян макак резус. Наиболее распространен вариант резус D (белок из 417 аминокислот); он встречается у 84% всех европеоидов, которые являются поэтому «Rhположительными» . 15

Липиды и биологические мембраны Олигосахаридная боковая цепь Гликолипид Холестерин Интегральные белки Периферический белок Фосфолипидная мембрана 16

Некоторые фосфолипиды 17

Структура молекул фосфатидилхолина и сфингомиелина 18

Цереброзиды и ганглиозиды 19

Фосфолипидные мицелла, липосома и бислой 20

Строение фосфолипидного бислоя 21

Схема строения молекулы фосфолипида, фосфолипидного бислоя и биологической мембраны 22

Липиды и белки в биологических мембранах 23

Трансмембранные поры на основе -структуры ( «бочонок» ) 24

Диффузия малых молекул через биологические мембраны 25

Пассивный и активный транспорт веществ через мембраны 26

Первичноактивный и вторичноактивный транспорт веществ через мембраны 27

Основные классы АТФ-зависимых транспортных белков 28

Мембранные белки 29

Способы прикрепления белка к мембране

Мембранный транспорт

Мембранные белки Важнейшим фактором жизнедеятельности клеток является избирательный транспорт веществ через биологические мембраны.

Транспорт ионов калия и натрия Внутриклеточная концентрация ионов калия примерно в 30 раз выше, а ионов натрия в 10 раз ниже, чем в окружающей среде. Градиенты концентрации ионов натрия и калия регулируют объем клетки и ионный состав в узких пределах колебаний, обеспечивают электрическую возбудимость нервных и мышечных клеток и служат движущей силой для транспорта в клетку сахаров и аминокислот.

Механизм действия натриевого насоса Гидролиз одной молекулы АТФ сопровождается переносом 3 -х ионов Na+ во внешнюю среду и 2 -х ионов К+ в цитоплазму. 2 K+ 3 Na+ 1 АТФ Na+-зависимое фосфорилирование K+-зависимое дефосфорилирование

F 1 Fo-АТФ-аза (АТФ-синтаза) - осуществляет синтез и гидролиз АТФ, сопряженные с транслокацией протонов через мембрану по градиенту электрохимического потенциала (ΔμH+) Митохондрия Структурно и функционально подразделяется на два субкомплекса: периферический (F 1 -АТФ-аза), несущий центры синтеза и гидролиза АТФ, и мембранный (сектор Fo – чувствительный к олигомицину), осуществляющий 35 трансмембранный перенос протонов.

Синтез АТФ

F 1 Fo-АТФ-аза (АТФ-синтаза) - осуществляет синтез и гидролиз АТФ, сопряженные с транслокацией протонов через мембрану по градиенту электрохимического потенциала (ΔμH+) Структурно и функционально подразделяется на два субкомплекса: периферический (F 1 -АТФ-аза), несущий центры синтеза и гидролиза АТФ, и мембранный (сектор Fo – чувствительный к олигомицину), осуществляющий трансмембранный перенос протонов.

Метаболизм 38