Hlavnými chemickými zložkami živých organizmov. lipidy

Video: Úloha chemických prvkov v ľudskom tele

Ďalším dôležitým trieda biomolekúl patrí lipidy.

Lipidy - skupina organických zlúčenín, ktoré majú uhľovodíkové skupiny s dlhým reťazcom, a esterové skupiny, nerozpustné vo vode a sú ľahko rozpustné v organických rozpúšťadlách (benzén, dietyléter, chloroform, atď.). Lipidy sú rozšírené v prírode, ktoré sú nevyhnutnou súčasťou každej bunky.

Pri chemickej štruktúre lipidov je veľký výber. Ich molekuly sú postavené z rôznych konštrukčných prvkov, ktoré zahŕňajú alkoholy a kyseliny s vysokou molekulovou hmotnosťou. Zloženie jednotlivých lipidových skupín môžu obsahovať zvyšky kyseliny fosforečnej, sacharidy, dusíkatých látok a ďalšie zložky, ktoré sú vzájomne prepojené pomocou rôznych komunikácií.

Lipidy sa delia na jednoduché a zložité. Jednoduchých molekúl lipidov obsahujú iba C, O a H atómy a neobsahujú N, P, S. Tieto zahŕňajú jednosýtne deriváty (vyšší, s 12 ... 22 atómami uhlíka) karboxylových kyselín a mono- a viacsýtnych alkoholov (najmä , TRIBÁZICKÝ alkohol - glycerol). Najdôležitejšie a rozšírené zástupcovia jednoduchých lipidov sú plné estery glycerolu a makromolekulárnych karboxylových kyselín (triglyceridov). Triglyceridy sú kvapaliny alebo pevné látky s nízkou (40 ° C), bod topenia a pomerne vysokým bodom varu, vysoké viskozity, farby a bez zápachu.
Tie tvoria základnú hmotnosť lipidov (až 96%), a to je označované ako olejov a tukov. Mono- a diglyceridy sú nájdené v prírode iba ako zlúčeniny vznikajúce pri metabolizme.

Vzhľadom k tomu, glycerín je voliteľný štrukturálne zložkou tuku glyceridov špecifické vlastnosti definované zloženie mastných kyselín podieľa na stavbe molekúl a pozícia je obsadená zvyšky týchto kyselín v glyceridové molekuly. Najbežnejšie kyseliny sú súčasťou tuku, predstavujú nerozvetvený uhlík-uhlíkový reťazec s párnym počtom atómov uhlíka (mastných kyselín).

Stearovej a kyseliny palmitovej, sú súčasťou takmer všetkých prírodných olejov a tukov, kyseliny erukovej je členom repkového oleja. Zloženie väčšiny najčastejších olejov zahŕňajú nenasýtené kyseliny obsahujúce 1-3 dvojité väzby, - olejové, linolovej, linolénovej. Kyselina arachidonová sa 4 dvojitých väzieb prítomných v tuku zvierat. Nenasýtené kyseliny z prírodných olejov a tukov všeobecne majú cis-konfiguráciu, tj. substituenty sú umiestnené na jednej strane roviny dvojitej väzby.

Táto skupina zahŕňa aj jednoduché lipidov vosky. Tieto vysokomolekulárne esterov jednosýtnych karboxylových kyselín a monobázových polyoly. Vosky sú široko rozšírené v prírode, sú potiahnuté tenkou vrstvou lístia, stonky, plody rastlín, ktoré im bránia vode zmáčanie, sušenie pôsobením mikroorganizmov.

Komplexné lipidy, okrem atómov uhlíka, G, H obsahovať atómy N, P, S. Najdôležitejšie a rozšírená skupina komplexných lipidov - fosfolipidy (fosfatidy). Ich molekuly konštruované zo zvyškov alkoholov o vysokej molekulovej hmotnosti mastných kyselín, fosforečných kyselín, dusíkových báz, často cholín: HO-CH 2-CH 2-N (OH) (CH 2) 3 a etanolamín: HO (CH 2) 2NH2, aminokyseliny a ďalšie.

Funkcie, ktoré vykonávajú lipidov v tele, ktoré sú rozdelené do dvoch skupín: štrukturálne a nahradenie.
Náhradné lipidy, najmä glyceridy majú vysokú výhrevnosť, sú zásoba energie organizmu.

Štruktúrované lipidy (hlavne fosfatidy), tvorí komplexy s komplexnou proteíny, sacharidy a podieľať sa na rade procesov prebiehajúcich v bunkách.

Chemické reakcie zahŕňajúce glyceridy predstavujú väčšinu olejom a tukom, sú veľmi rozmanité. Tie zahŕňajú hydrolýzu, oxidáciu, výmenu zvyškov mastných kyselín, prítomných v molekule (transesterifikácia), hydrogenácii nenasýtené glyceridy.

Tretím najdôležitejším trieda zlúčenín, ktoré tvoria živé organizmy, sú sacharidy. V rastlinách, na ich dlhé až 90% sušiny. V bunkách živých organizmov, sacharidy sú zdrojom energie. Hrajú úlohu podporovať kostrové materiál v rastlinách a niektorých zvierat, a pôsobí ako regulátory rade dôležitých biochemických reakcií. V súvislosti s proteínmi a lipidy, sacharidy tvoria komplexné makromolekulárnej komplexy, ktoré tvoria základ živej hmoty. Sú súčasťou prírodných biopolymérov - nukleovej kyseliny sa podieľajú na prenose dedičnej informácie.

Obr. 3. Štruktúra jediného nukleotidu (a) a nukleotidov, spojených v DNA reťazci (b)

Sacharidy sú produkované v rastlinách počas fotosyntézy pôsobením slnečného svetla a sú prvé organické látky do oxidu okruhu v prírode.

Všetky sacharidy sú rozdelené do jednoduché a zložité. Jednoduchým (monosacharidy, monosacharidy) zahŕňajú sacharidy, ktoré nie sú schopné byť hydrolyzuje na jednoduchšie látky. Ich všeobecný vzorec SnN2nOn, kde počet atómov uhlíka, ktorý sa rovná počtu atómov O. K komplexné sacharidy zahŕňajú zlúčeniny, ktoré sú schopné hydrolyzovať za vzniku jednoduché a nízkomolekulárne produkty. Majú počet atómov uhlíka nie je rovný počtu atómov O. Komplexné sacharidy sú veľmi rozmanité zloženie, molekulárna hmotnosť a tým aj vlastnosti.

Sú rozdelené do 2 skupín:
1. s nízkou molekulovou hmotnosťou (cukor-alebo oligosacharidy);
2. vysokomolekulárne (nesaharopodobnye polysacharidy) - zlúčeniny s vysokou molekulovou hmotnosťou, v zložení, ktoré môžu obsahovať zvyšky tisícov jednoduchých sacharidov. Môžu tiež byť rozdelené do dvoch skupín, v ktorých sú reťaze vyrobené z toho istého (škrob, glykogén, celulóza), a rôznych monosacharidov (hemicelulózy, pektíny).

Jednoduché sacharidy molekula - vyrobenú z monosacharidov nerozvetvený uhlík-uhlíkový reťazec obsahujúci odlišný počet atómov uhlíka v zložení rastlín a zvierat sú väčšinou monosacharid s 5 alebo 6 atómami uhlíka -pentozy a hexóza. V atómy uhlíka sú umiestnené hydroxylové skupiny, a jeden z nich sa oxiduje na aldehyd (aldóz) alebo ketón (ketóza) skupín. V dôsledku prítomnosti asymetrických atómov uhlíka, monosacharidy majú optickú aktivitu. Zloženie prírodných cukrov zahŕňajú monosacharidy, D-rad. Najbežnejšie a dôležité zástupcovia jednoduchých sacharidov sú glukóza a fruktóza. Prvé spojenie sa týka aldohexosy, druhý - na ketohexoses. Vo vodnom roztoku, glukózy a fruktózy, sú vo forme cyklického hemiacetálu.

Prítomnosť alkoholu, aldehydu alebo ketónové skupiny, a tiež výskyt v cyklickej hemiacetálu hydroxylové formy monosacharidov, ktoré majú redukčné vlastnosti, určuje chemické správanie týchto zlúčenín. Oxidácia aldehydové skupiny na karboxylovú kyselinu vedie na zodpovedajúci aldonové kyseliny, a koniec oxidácia alkoholovej skupiny na karboxy - do kyseliny uronové. redukčné produkty jednej z hydroxylových skupín monosacharidu je nazývaný deoxy cukrov. Ich príklady sú de zoksiriboza základné deoxyribonukleotidy a DNA.

Osobitné miesto v premene monosacharidov zaujať dva procesy: dýchanie a fermentácia.

Dýchanie je aeróbne proces, to znamená, Vyskytuje sa v prítomnosti vzduchu:

Táto reakcia je katalyzovaná enzýmami. Dýchanie spolu s fotosyntézou je najdôležitejším zdrojom energie pre živé organizmy.

Fermentácia sa prevádza v neprítomnosti vzduchu, teda anaeróbne. Tento proces má niekoľko odrôd.

Alkoholové kvasenie prebieha pod vplyvom mikroorganizmov, hrajú kľúčovú úlohu pri výrobe alkoholu, víno, pečivo:

Spolu s hlavným produktami- alkoholu a C02 - počas alkoholovej fermentácie rôznych monosacharidov vytvorených vedľajších produktov (glycerol, kyselina jantárová, kyselina octová, Isoamyl a izopropyl alkoholy, atď.)

Okrem alkoholovým kvasením, je jablčno-mliečne kvasenie monosacharidy:

Okrem alkoholovým kvasením, je jablčno-mliečne kvasenie monosacharidy

Tento základný proces pre prípravu jogurtu, jogurt, a ďalšie mliečne-kyslé potraviny, kapusta.

Fermentačnej monosacharidy môže viesť k vzniku kyseliny maslovej (maslovej fermentácie).

Polysacharidovej molekuly sú vyrobené z rôznych čísel zvyškov monosacharidov. V závislosti na tom, sú rozdelené do polysacharidy s nízkou a vysokou molekulovou hmotnosťou. Zvlášť dôležité sú disacharidy, molekuly, ktoré sú vytvorené z dvoch rovnakých alebo rôznych zvyškov monosacharidov. Najdôležitejšími disacharidy sú sacharóza, maltóza a laktóza. Jedna z molekúl monosacharidov je vždy podieľa na výstavbe disacharidové molekuly na jej hemiacetálu hydroxylové skupiny, na druhej strane - hemiacetálu alebo jedného alkoholu hydroxylu.

V prípade, že tvorba disacharidové molekuly monosacharidu zapojený ich hemiacetálu hydroxylu vytvorené neredukujúci disaharid- v druhom prípade - sa zotaviť. To je jeden z hlavných charakteristík disacharidy. Najdôležitejšie Reakcia disacharidy - hydrolýza:

Najdôležitejšie polysacharidy sú škrob, glykogén a celulózy. Všetky z nich sú založené na D-glukózy a slúžia v rastlinných a živočíšnych organizmov rezervovať sacharidov jedlo alebo sacharidy vybudovať jadro bunkové tkanivá.

Škrob (C6H1005) n - hlavnou zložkou obilie, zemiaky, a mnoho druhov potravinárskych surovín. Škrob nie je jednotlivé látky, sa skladá z dvoch typov polymérov: amylózy (18-25%) a amylopektín (75 -82%).
Glykogén sa nachádza v svalovom tkanive a pečeni. On je tiež rezerva polysacharid. Podľa jeho štruktúrou podobá sa škrob.

Celulóza - hlavnou zložkou bunkových rasteniy- relatívne čisté celulózové vlákna sú bavlna, juta a konope. Dôležité deriváty celulózy vylučujú prevažne zo schránok kôrovcov sú chitín a chitosan. Na rozdiel od celulózy, druhý atóm uhlíka týchto zlúčenín nemá hydroxylovú skupinu, a acetamid (chitín) alebo amino (chitosan). Vzhľadom k biokompatibilitu s tkanivami ľudskej nízkou toxicitou, schopnosť zvýšiť regeneračné procesy pri hojení rán, biologicky odbúrateľných materiálov na báze chitínu a chitosanu sú obzvlášť zaujímavé pre lekárstvo.

Najdôležitejšie regulátory procesov prebiehajúcich v živých organizmoch, sú nízkomolekulárne organické zlúčeniny o rôzne chemické povahy, tzv vitamíny. Vitamíny sú nevyhnutné pre normálny ľudský život, ale pretože nie sú syntetizované organizmu v dostatočnom množstve, musí pochádzať z potravy, ako základnú zložku. To dostalo jeho meno z latinského vitamíny. Vita - život.
V súčasnej dobe existuje viac ako 30 zlúčeniny spojené s vitamínmi.

Odlíšiť vitamíny a vitamín-ako (full nevyhnutnosť nie sú vždy ukázal) látky. V niektorých potravinách obsahujú provitamíny, tj zlúčeniny, ktoré sú schopné vytvorenia vitamínu v tele.

Napríklad, v-karotén k výťažku vitamín A, ergosterol za pôsobenia ultrafialového žiarenia v ľudskom tele, sú transformované na vitamín D.

Zároveň je skupina zlúčenín, často v blízkosti vitamíny v štruktúre, ktoré v konkurencii s vitamínmi, môže dôjsť v enzymatického systému, ale nie je schopný plniť svoje funkcie. Nazývajú sa antagonistov vitamínu.

Vzhľadom k tomu bol otvorený chemická povaha vitamínov po stanovení ich biologickej role, ich konvenčne určený latinku (A, B, C, D, a tak ďalej. D.), ktorý prežil až do okamihu informácie prítomných o základných foriem a funkcií vitamínov sú uvedené v nasledujúcej tabuľke 1.

Tabuľka 1. Hlavné typy a funkcie vitamínov

SV Makarov, TE Nikiforov, NA Kozlov

Delež v družabnih omrežjih:

Podobno