Hlavními chemickými složkami živých organismů. lipidy

Video: Úloha chemických prvků v lidském těle

Dalším důležitým třída biomolekul patří lipidy.

Lipidy - skupina organických sloučenin, které mají uhlovodíkové skupiny s dlouhým řetězcem, a esterové skupiny, nerozpustné ve vodě a jsou snadno rozpustné v organických rozpouštědlech (benzen, diethylether, chloroform, atd.). Lipidy jsou rozšířené v přírodě, které jsou nezbytnou součástí každé buňky.

Při chemické struktuře lipidů je velký výběr. Jejich molekuly jsou postaveny z různých konstrukčních prvků, které zahrnují alkoholy a kyseliny s vysokou molekulovou hmotností. Složení jednotlivých lipidových skupin mohou obsahovat zbytky kyseliny fosforečné, sacharidy, dusíkatých látek a další složky, které jsou vzájemně propojeny pomocí různých komunikací.

Lipidy se dělí na jednoduché a složité. Jednoduchých molekul lipidů obsahují pouze C, O a H atomy a neobsahují N, P, S. Tyto zahrnují jednosytné deriváty (vyšší, s 12 ... 22 atomy uhlíku) karboxylových kyselin a mono- a vícesytných alkoholů (zvláště , trojsytný alkohol - glycerol). Nejdůležitější a rozšířené zástupci jednoduchých lipidů jsou plné estery glycerolu a makromolekulárních karboxylových kyselin (triglyceridů). Triglyceridy jsou kapaliny nebo pevné látky s nízkou (40 ° C), bod tání a poměrně vysokým bodem varu, vysoké viskozity, barvy a bez zápachu.
Ty tvoří základní hmotnost lipidů (až 96%), a to je označováno jako olejů a tuků. Mono- a diglyceridy jsou nalezeny v přírodě pouze jako sloučeniny vznikající při metabolismu.

Vzhledem k tomu, glycerin je volitelný strukturální složkou tuku glyceridů specifické vlastnosti definované složení mastných kyselin podílí na stavbě molekul a pozice je obsazena zbytky těchto kyselin v glyceridové molekuly. Nejběžnější kyseliny jsou součástí tuku, představují nerozvětvený uhlík-uhlíkový řetězec se sudým počtem atomů uhlíku (mastných kyselin).

Stearové a kyseliny palmitové, jsou součástí téměř všech přírodních olejů a tuků, kyseliny erukové je členem řepkového oleje. Složení většiny nejčastějších olejů zahrnují nenasycené kyseliny obsahující 1-3 dvojné vazby, - olejové, linolové, linolenové. Kyselina arachidonová se 4 dvojných vazeb přítomných v tuku zvířat. Nenasycené kyseliny z přírodních olejů a tuků obecně mají cis-konfiguraci, tj. substituenty jsou umístěny na jedné straně roviny dvojné vazby.

Tato skupina zahrnuje také jednoduché lipidů vosky. Tyto vysokomolekulární esterů jednosytných karboxylových kyselin a jednomocných polyoly. Vosky jsou široce rozšířeny v přírodě, jsou potaženy tenkou vrstvou listí, stonky, plody rostlin, které jim brání vodě smáčení, sušení působením mikroorganismů.

Komplexní lipidy, kromě atomů uhlíku, G, H obsahovat atomy N, P, S. Nejdůležitější a rozšířená skupina komplexních lipidů - fosfolipidy (fosfatidy). Jejich molekuly konstruovány ze zbytků alkoholů o vysoké molekulové hmotnosti mastných kyselin, fosforečných kyselin, dusíkatých bází, často cholin: HO-CH 2-CH 2-N (OH) (CH 2) 3 a ethanolamin: HO (CH 2) 2NH2, aminokyseliny a další.

Funkce, které vykonávají lipidů v těle, které jsou rozděleny do dvou skupin: strukturální a nahrazení.
Náhradní lipidy, zejména glyceridy mají vysokou výhřevnost, jsou zásoba energie organismu.

Strukturované lipidy (hlavně fosfatidy), tvoří komplexy s komplexní proteiny, sacharidy a podílet se na řadě procesů probíhajících v buňkách.

Chemické reakce zahrnující glyceridy představují většinu olejem a tukem, jsou velmi rozmanité. Ty zahrnují hydrolýzu, oxidaci, výměnu zbytků mastných kyselin, přítomných v molekule (transesterifikace), hydrogenaci nenasycené glyceridy.

Třetím nejdůležitějším třída sloučenin, které tvoří živé organismy, jsou sacharidy. V rostlinách, na jejich dlouhé až 90% sušiny. V buňkách živých organismů, sacharidy jsou zdrojem energie. Hrají roli podporovat kosterní materiál v rostlinách a některých zvířat, a působí jako regulátory řadě důležitých biochemických reakcí. V souvislosti s proteiny a lipidy, sacharidy tvoří komplexní makromolekulární komplexy, které tvoří základ živé hmoty. Jsou součástí přírodních biopolymerů - nukleové kyseliny se podílejí na přenosu dědičné informace.

Obr. 3. Struktura jediného nukleotidu (a) a nukleotidů, spojených v DNA řetězci (b)

Sacharidy jsou produkovány v rostlinách během fotosyntézy působením slunečního světla a jsou první organické látky do oxidu okruhu v přírodě.

Všechny sacharidy jsou rozděleny do jednoduché a složité. Jednoduchým (monosacharidy, monosacharidy) zahrnují sacharidy, které nejsou schopné být hydrolyzuje na jednodušší látky. Jejich obecný vzorec SnN2nOn, kde počet atomů uhlíku, který se rovná počtu atomů O. K komplexní sacharidy zahrnují sloučeniny, které jsou schopny hydrolyzovat za vzniku jednoduché a nízkomolekulární produkty. Mají počet atomů uhlíku není roven počtu atomů O. Komplexní sacharidy jsou velmi rozmanité složení, molekulární hmotnost a tím i vlastnosti.

Jsou rozděleny do 2 skupin:
1. s nízkou molekulovou hmotností (cukr-nebo oligosacharidy);
2. vysokomolekulární (nesaharopodobnye polysacharidy) - sloučeniny s vysokou molekulovou hmotností, ve složení, které mohou obsahovat zbytky tisíců jednoduchých sacharidů. Mohou také být rozděleny do dvou skupin, ve kterých jsou řetězy vyrobené z téhož (škrob, glykogen, celulóza), a různých monosacharidů (hemicelulosy, pektiny).

Jednoduché sacharidy molekula - vyrobenou z monosacharidů nerozvětvený uhlík-uhlíkový řetězec obsahující odlišný počet atomů uhlíku ve složení rostlin a zvířat jsou většinou monosacharid s 5 nebo 6 atomy uhlíku -pentozy a hexóza. V atomy uhlíku jsou umístěny hydroxylové skupiny, a jeden z nich se oxiduje na aldehyd (aldóz) nebo keton (ketóza) skupin. V důsledku přítomnosti asymetrických atomů uhlíku, monosacharidy mají optickou aktivitu. Složení přírodních cukrů zahrnují monosacharidy, D-řada. Nejběžnější a důležité zástupci jednoduchých sacharidů jsou glukóza a fruktóza. První spojení se týká aldohexosy, druhý - na ketohexoses. Ve vodném roztoku, glukózy a fruktózy, jsou ve formě cyklického hemiacetalu.

Přítomnost alkoholu, aldehydu nebo ketonové skupiny, a také výskyt v cyklické hemiacetalu hydroxylové formy monosacharidů, které mají redukční vlastnosti, určuje chemické chování těchto sloučenin. Oxidace aldehydové skupiny na karboxylovou kyselinu vede na odpovídající aldonové kyseliny, a konec oxidace alkoholové skupiny na karboxy - do kyseliny uronové. redukční produkty jedné z hydroxylových skupin monosacharidu je nazýván deoxy cukrů. Jejich příklady jsou de zoksiriboza základní deoxyribonukleotidy a DNA.

Zvláštní místo v přeměně monosacharidů zaujímat dva procesy: dýchání a fermentace.

Dýchání je aerobní proces, to znamená, Vyskytuje se v přítomnosti vzduchu:

Tato reakce je katalyzována enzymy. Dýchání spolu s fotosyntézou je nejdůležitějším zdrojem energie pro živé organismy.

Fermentace se provádí v nepřítomnosti vzduchu, tedy anaerobně. Tento proces má několik odrůd.

Alkoholové kvašení probíhá pod vlivem mikroorganismů, hrají klíčovou roli při výrobě alkoholu, víno, pečivo:

Spolu s hlavním produktami- alkoholu a C02 - během alkoholové fermentace různých monosacharidů vytvořených vedlejších produktů (glycerol, kyselina jantarová, kyselina octová, isoamyl a isopropyl alkoholy, atd.)

Kromě alkoholovým kvašením, je jablečno-mléčné kvašení monosacharidy:

Kromě alkoholovým kvašením, je jablečno-mléčné kvašení monosacharidy

Tento základní proces pro přípravu jogurtu, jogurt, a další mléčné-kyselé potraviny, zelí.

Fermentační monosacharidy může vést ke vzniku kyseliny máselné (máselné fermentace).

Polysacharidové molekuly jsou vyrobeny z různých čísel zbytků monosacharidů. V závislosti na tom, jsou rozděleny do polysacharidy s nízkou a vysokou molekulovou hmotností. Zvláště důležité jsou disacharidy, molekuly, které jsou vytvořeny ze dvou stejných nebo různých zbytků monosacharidů. Nejdůležitějšími disacharidy jsou sacharóza, maltóza a laktóza. Jedna z molekul monosacharidů je vždy podílí na výstavbě disacharidové molekuly na její hemiacetalu hydroxylové skupiny, na druhé straně - hemiacetalu nebo jednoho alkoholu hydroxylů.

V případě, že tvorba disacharidové molekuly monosacharidu zapojen jejich hemiacetalu hydroxyly vytvořeny neredukující disaharid- v druhém případě - se zotavit. To je jeden z hlavních charakteristik disacharidy. Nejdůležitější Reakce disacharidu - hydrolýza:

Nejdůležitější polysacharidy jsou škrob, glykogen a celulózy. Všechny z nich jsou založeny na D-glukosy a slouží v rostlinných a živočišných organismů rezervovat sacharidů jídlo nebo sacharidy vybudovat jádro buněčné tkáně.

Škrob (C6H1005) n - hlavní složkou obilí, brambory, a mnoho druhů potravinářských surovin. Škrob není jednotlivé látky, se skládá ze dvou typů polymerů: amylosy (18-25%) a amylopektin (75 -82%).
Glykogen se nachází ve svalové tkáni a játrech. On je také rezerva polysacharid. Podle jeho strukturou podobá se škrob.

Celulóza - hlavní složkou buněčných rasteniy- relativně čisté celulózová vlákna jsou bavlna, juta a konopí. Důležité deriváty celulózy vylučují převážně ze schránek korýšů jsou chitin a chitosan. Na rozdíl od celulózy, druhý atom uhlíku těchto sloučenin nemá hydroxylovou skupinu, a acetamid (chitin) nebo amino (chitosan). Vzhledem k biokompatibilitu s tkáněmi lidské nízkou toxicitou, schopnost zvýšit regenerační procesy při hojení ran, biologicky odbouratelných materiálů na bázi chitinu a chitosanu jsou obzvláště zajímavé pro lékařství.

Nejdůležitější regulátory procesů probíhajících v živých organismech, jsou nízkomolekulární organické sloučeniny o různé chemické povahy, tzv vitamíny. Vitamíny jsou nezbytné pro normální lidský život, ale protože nejsou syntetizovány organismu v dostatečném množství, musí pocházet z potravy, jako základní složku. To dostalo jeho jméno z latinského vitamíny. Vita - život.
V současné době existuje více než 30 sloučeniny spojené s vitamíny.

Odlišit vitaminy a vitamin-jako (full nezbytnost nejsou vždy ukázal) látky. V některých potravinách obsahují provitaminy, tj sloučeniny, které jsou schopné vytvoření vitaminu v těle.

Například, v-karoten k výtěžku vitamin A, ergosterol za působení ultrafialového záření v lidském těle, jsou transformovány na vitamín D.

Zároveň je skupina sloučenin, často v blízkosti vitamíny ve struktuře, které v konkurenci s vitaminy, může dojít v enzymatického systému, ale není schopen plnit své funkce. Nazývají se antivitamin.

Vzhledem k tomu byl otevřen chemická povaha vitamínů po stanovení jejich biologické role, jejich konvenčně určený latinku (A, B, C, D, a tak dále. D.), který přežil až do okamžiku informace přítomné o základních forem a funkcí vitamínů jsou uvedeny v následující tabulce 1.

Tabulka 1. Hlavní typy a funkce vitamínů

SV Makarov, TE Nikiforov, NA Kozlov

Sdílet na sociálních sítích:

Podobné