Структурная форма сахаров

В состав молекул кислых полисахаридов входят уроновые кислоты, присоединенные к остаткам пентоз или гексоз. Благодаря наличию карбоксильной группы эти полисахариды обладают кислыми свойствами. Различаются они между собой составом и числом остатков сахаров, составляющих молекулу, составом и количеством уроновых кислот, а также типом и формой связи между отдельными структурными единицами. [c.9]

Исходя из указанной ниже структурной формулы линейной формы галактозы, напишите структурную формулу пиранозной формы этого сахара [c.468]

К он фигурация г л и к о з и д, н о г о центра. Наиболее сложным вопросом структурной химии нуклеозидов является выяснение конфигурации гликозидного центра. Как и любой Н-гликозид, нуклеозиды могут иметь одну из двух возможных конфигураций у гликозидного атома и относиться к а или 3-ряду. Возможность, что их строение соответствует структуре анила открытой альдегидной формы сахара, в данном случае 1 сключается, поскольку, как указывалось выше, во всех природных нуклеозидах связь гетероциклического ядра с мо осахаридом осуществляется через атом а.зота, стоящий в цикле другими словами, все нуклеозиды являются Ы-гликозидами вторичных аминов, для которых структуры типа шиффовых оснований невозможны. [c.195]

Таким образом, можно видеть, что для эффективного применения спектроскопии ПМР в решении структурных задач в сахарах, т. е. для установления конфигураций, необходимо по возможности уменьшить неопределенность, связанную с возможными конформационными состояниями изучаемых молекул. Прежде всего для этого применяют циклические производные, например гликозиды, и избегают применять ациклические, типа полиолов, в которых конформацнонные возможности значительно шире. Обычно стремятся применять такие производные и в таких растворителях, для которых конформацион-ные закономерности наиболее просты и однозначны. В этом смысле, например, пиранозные формы сахаров явно предпочтительнее фуранозных, а ацетаты сахаров предпочтительны перед свободными сахарами. К сожалению, дать этому трактовку, не вдаваясь в подробности конформационного анализа, не представляется нам возможным. [c.79]

В растениях находятся полисахариды (полиозы) — высокомолекулярные продукты поликонденсации моносахаридов (моноз), образующиеся из них с потерей воды и являющиеся, таким образом, ангидридными формами сахаров. Гидролизом в кислой среде они превращаются в моносахариды. Дисахариды, трисахариды —- тоже ангидридные формы, включающие соответственно два и три остатка моноз и также гидролизующиеся с образованием моносахаридов. Это так называемые олигосахариды, К ним относят биозы, триозы, тетраозы и другие полиозы с малым числом монозных кирпичей, образующих молекулу полиозы. Наконец, в свободном состоянии в небольших количествах в растениях находятся и сами монозы, являющиеся основной структурной единицей биоз, триоз и т. д. полиоз. Из моноз чаще всего встречаются пентозы СьН Об и гек-созы СвН120в. Известны также гептозы, октозы и другие высшие моносахариды. [c.439]

Затем в растениях глюкоза превращается в крахмал или целлюлозу — их основную структурную часть. Сахароза и крахмал быстро усваиваются человеческим организмом, что делает их удобной формой для запаса энергии. Целлюлоза же не усваивается в организме человека, поскольку отличается от крахмала по способу соединения остатков сахаров друг с другом (рис. 1У.5). Из-за такой структуры большинство животных (за исключением жвачных животных, многих насекомых, в том числе термитов) не могут использовать целлюлозу как источник энергии. Неперевариваемая человеком клетчатка играет, однако, важную роль в поддержании нормального состояния желудочно-кишечного тракта. [c.246]

Кинетика мутаротации и механизм этой реакции — один из любопытнейших разделов физической органической химии сахаров, на котором мы, однако, не можем здесь останавливаться. Важно только подчеркнуть, что в равновесном растворе моносахарида, как правило, присутствуют все пять форм, хотя чаще всего содержание ациклической оказывается ничтожно мало, а пиранозы резко преобладают. Поэтому во многих реакциях моносахариды в растворе ведут себя как смесь только двух изомеров а- и р-пиранозы. В таких случаях (а их большинство) структурную формулу моносахарида принято писать с неопределенной конфигурацией при бывшем карбонильном атоме углерода, как показано для Б-глюкозы и В-арабинозы [c.18]

Винные кислоты НООС—СНОН —СНОН—СООН. Винные кислоти построены по тому же стереохимическому типу, что и эритриты, т. е. из дву.х структурно одинаковых асимметрических систем. Поэтому, как и эритриты, они должны суи1ествовать в трех изомерных формах — одной правовращающей, одной л е в о в р а щ а ю щ е й (и соответствующего им раце.мата) и одной м е з о ф о р м ы. Выбор конфигурационных формул для оптически деятельных винных кислот, сделанный на основании их связи с сахарами (стр. 428) и яблочной кислотой, приводит к следующему распределению [c.409]

Структурные и стерические факторы довольно заметно сказываются на скорости реакции сахаров с боргидридами. Так, все альдозы, содержащие заместители у Сд, и кетозы с заместителем у С4 реагируют значительно медленнее, чем их незамещенные аналоги Например, для восстановления 3-0-метил-О-глюкозы требуется около 12 ч, тогда как глюкоза в тех же условиях восстанавливается за 1 ч. Этот эффект связан, вероятно, с экранированием карбонильной группы заместителем у Сд в зигзагообразной конформации ациклической формы как это видно из следующих формул [c.80]

Из формулы глицерозы видно, что в молекуле имеется один асимметрический атом углерода. Поэтому данный сахар может существовать в двух формах одна из них вращает плоскость поляризации света вправо, другая — влево. Первоначально эти формы обозначали буквами й и / соответственно д.ля правого и левого направления вращения плоскости поляризации. В современной терминологии заглавными буквами О ж Ь обозначают структурные особенности молекул, а знаками (Н-) и (—) — направление вращения ими плоскости поляризации света. [c.292]

Существуют полисахариды с более сложным строением. Их цепи состоят из перемежающейся последовательности двух или более разных сахаров. Однако на примере крахмала и целлюлозы можно показать те две главные роли, которые играют углеводы в жизни клетки, — роль пищевого резерва и роль структурного компонента. Крахмал представляет собой форму, в которой организм запасает молекулы глюкозы, расходуя их затем по мере надобности. Целлюлоза придает жесткость стенкам растительных клеток. [c.37]

Возможность существования сахаров в циклической полуацеталь-ной или, как ее еще называют, окисной форме была предположена, а затем и доказана Толленсом. Именно эта форма, а не карбонильная, лежит в основе ди- и полисахаридов, гликозидов и большинства других производных сахаров. Иногда, впрочем, структурные формулы сахаров пиигут и в открытой форме, поскольку это и.меет известные преимущества в дидактическом отношении — например при изображении пространственных конфигураций. Однако при этом всегда необходимо помнить, что такие формулы не вполне отображают истинное расположение связей в молекулах сахаров. [c.417]

Следует иметь в виду, что открытая форма глюкозы может замкнуться не только в шестичленный (пиранозный) цикл, но и в пятичленный (фура-нозный). При этом тоже возникают а- и р-формы В-глюкофуранозы. В обычрюм растворе глюкозы содержится 35% а-В-глюкозы, 63% Р-В- глюкозы, около 1% альдегидной формы и 1% а- и р-фуранозных форм. Фишеровские формулы изображения циклических молекул сахаров не отражают многих их структурных особенностей, поэтому чаще используется запись в виде кольца пирана, так называемая пиранозная формула. Она записывается в двух вариантах — упрощенной (плоской) и конформационной. Упрощенная циклическая структура показывает, какие атомы или их группы находятся над условной плоскостью, а какие под ней [c.638]

Развитие структурной стереохимии углеводов сопровождалось важными достижениями в физических методах анализа, а в некоторых случая с и обусловливало их. Например, примененный Хадсоном [38] црн выводе правил изоротации принцип оптической сулёр позиции стал определяющим для установления конфигурации при С] в циклических формах сахаров. Позднее Лемье и сотр. [39] сделали вывод о зависимости между величиной константы спин-спиновего взаимодействия протонов при вицинальных атомах углерода в ЯМР-спектрах и величиной торсионного угла между проекциями С—Н-связей. Это обстоятельство ачи теЛьно облегчило развитие конформационного анализа как в химии углеводов, так и в других областях орга нической химии. [c.16]

Хотя структура II и отражает основные свойства а-В-глюкозы, она дает недостаточное представление о действительной форме молекулы и пространственном расположении различных функциональных групп относительно друг друга. Хеуорс много лет назад предложил более совершенный способ написания структурных формул углеводов. Примером проекционной формулы Хеуорса является структура III (фиг. 80). При таком изобра ке-нии считается, что углеродный остов молекулы вместе с этерифицпрованным кислородом лежит в одной плоскости располагая замещаюш ие группы выше или ниже плоскости кольца, обозначают таким способом их конфигурацию. При переходе от формул типа II к проекционным формулам Хеуорса (структура III) руководствуются следующими правилами 1) заместители, находящиеся справа от остова молекулы при ее линейном изображении, помещаются ниже плоскости кольца при изображении молекулы в циклической форме, а заместители, находящиеся слева, занимают положение выше плоскости кольца 2) обратное правило применяется только для того единственного углеродного атома, гидроксильная группа которого участвует в образовании циклического полуацеталя. Так, у В-сахаров группа СНзОН пишется в верхнем положении, а водородный атом при том же углероде — внизу, несмотря на то что он находится слева в линейной формуле. Эта необычная ситуация возникает потому, что линейные формулы типа II на самом деле не дают правильного представления о структуре. Структурную идентичность линейной и циклической формул значительно легче понять, если изобразить линейную формулу следующим образом (это не влечет за собой изменения конфигурации при С-5) [c.258]

Тройные спирали типа ро1у(А 2U) — это довольно обычные структурные формы для гомополимерных комплексов. Комплексы с отношением спаренных оснований 2 1 часто встречаются в кристаллах мономеров или в их неводных растворах. На рис. 22.14 показаны схемы образования водородных связей для нескольких таких структур. Долгое время считалось, что подобные трехцепочечные комплексы почти не образуются из природных полимеров. Из-за постоянной геометрии связи между сахаром и парами А—Т или G—С регулярная двойная спираль может быть построена для любой произвольной последовательности ДНК, но трехцепочечные спиральные структуры смогут формироваться лишь для определенных троек оснований. Поэтому образование протяженных тройных спира- [c.266]

В действительности вопрос об истинном строении N-гликoзидa нужно решать отдельно в каждом индивидуальном случае, так как, по-видимому, в зависимости от структурных особенностей амина, а возможно и сахара, речь может идти об открытой (XXXIV) или циклической структуре (XXXV). В некоторых случаях таутомерное равновесие обычных форм [c.132]

Различие между а- и -формами глюкозы заключается в относительном, расположении атома водорода и гидроксильной группы, находящихся у углеродного атома, отмеченного на структурной формуле звездочкой и обусловливающего восстановительные свойства глюкозы. В метилглюкозах вме сто этого гидроксила находится -метоксильная группа, причем а-глюко-зиды являются производными а-глюкозыАналогичное строение имеют и другие углеводы, обладающие восстановительными свойствами. Выше изображены структурные формулы некоторых из наиболее распространенных альдоз, а именно галактозы (XVIII), маннозы (XIX), ксилозы (XX) и арабинозы (XXI). Несомненно, что эти углеводы и их производные также могут существовать в а,- и -формах, что зкспери.ментально не было, однако, подтверждено для всех сахаров этого рода. [c.235]

Глюкоза — одно из широко распространенных естественных соединений и одно из важнейших сахаристых веществ. Этот моносахарид является структурным элементом при построении молекул многих олигосахаридов и важнейших полисахаридов, таких, как гликоген, крахмал, клетчатка (целлюлоза). Глюкоза — редуцирующий сахар и в растворах обнаруживает мутаро-тацию, как следствие взаимного превращения, до достижения равновесия а- и р-форм [c.75]

Кроме аминокислот многие другие ор-гмические биомолекулы аминокислот также обладают хиральньши свойствами и содержат один или большее число асимметрических атомов углерода. Примером таких соединений может служить широко распространенный сахар глюкоза, в молекуле которой содержится не менее пяти асимметрических атомов углерода. В живых организмах хиральные молекулы присутствуют обычно только в одной из двух возможных форм. Так, аминокислоты, и в частности аланин, встречаются в белках только в одной хи-ральной форме. Аналогичным образом глюкоза, основная структурная единица крахмала, обнаруживается в биологических объектах только в одной из своих многочисленных хиральных форм. Наоборот, когда химик в лабораторных условиях синтезирует органическое соединение с одним асимметрическим атомом углерода, используя обьиные небиологические реакции, с равной вероятностью образуются обе возможные хиральные формы, в результате чего получается эк- [c.64]

Вкус представляет собой сложное явление, в основе которого лежат взаимодействия молекул. О молекулах, обладающих вкусом, известно довольно много. Однако полностью механизм вкусового ощущения еще не выяснен. С молекулярной точки зрения наиболее изученным и лучше других понятым является вкус сладкого. Мы знаем, что все сахара обладают неодинаковым вкусом, о -Глюкозу, сахарозу и фруктозу легко отличить по вкусу друг от друга и от других сахаров (табл. 9.1). На вкус влияют даже столь незначительные структурные различия, как конфигурация относительно аномерного углеродного атома циклической формы гексозы. Так, а-о-манноза сладкая, в то время как р-о-манноза горькая на вкус [c.196]

ДНК — это тот материал, из которого состоят гены. Нить ДНК состоит из большого количества молекул дезоксирибозы, линейно связанных фос-фодиэфирными связями в 3 - и 5 -положениях молекулы сахара. Каждая молекула дезоксирибозы связана в положении Г с пурином или пиримидином. Таким образом, полинуклеотидная цепь представляет собой длинный остов, состоящий из остатков сахара и фосфатных групп, соединенных с пуриновыми основаниями — аденином (А) и гуанином (Г) и пиримидиновыми основаниями — цитозином (Ц) и тимином (Т), расположенными вдоль основной оси молекулы через строго определенные интервалы. Однако нить ДНК представляет собой не одинарную цепь, а двойную, в которой расстояние между осями цепей всегда поддерживается постоянным благодаря тому, что А из одной цепи всегда связывается только с Т из другой цепи, а Г — с Ц. Эти взаимодействия определяются размерами и формами оснований, составляющих каждую пару оснований. Возникающие при этом водородные связи определяют структурную стабильность ДНК- Однако в соответствии со знаменитой моделью Уотсона — Крика эти две цепи ДНК не просто тянутся вдоль друг друга, подобно железнодорожным рельсам, а закручены относительно друг друга, образуя периодическую двойную спираль пары оснований при этом располагаются в плоскости, перпендикулярной оси спирали. Случайный характер распределения четырех оснований вдоль цепи ДНК мог бы привести к возникновению астрономически боль- [c.69]

Цепь целлюлозы по своему строению близка к одному из простейших сахаров—глюкозе, имеющей формулу СвН120б. Молекула глюкозы имеет форму кольца, содержащего пять атомов углерода и один атом кислорода, к которым присоединены различные группы атомов. Кольцо глюкозы не плоское (подобно кольцу бензола), а изогнутое, как это показано на рис. 8.9,а. Молекула целлюлозы — это соединенные через гидроксильные группы кольца глюкозы, причем каждый акт соединения сопровождается выделением одной молекулы воды. Поэтому структурное звено в молекуле целлюлозы называют ангидроглюкозой (т. е. глюкоза без воды) (рис. 8.9,6). J eлeтнoe изображение цепи показано на рис. 8.10. Видно, что последовательно расположенные звенья ангидроглюкозы не занимают геометрически эквивалентные положения, а повернуты вокруг оси цепи по отношению друг к другу на 180°. Таким образом, хотя химически повторяющееся звено целлюлозы — это одно кольцо, в геометрическом или структурном отношении она содержит два типа повторяющихся звеньев ангидроглюкозы. [c.164]

Для ньютоновских жидкостей и.звестной вязкости — растворов сахара различной концентрации — была построена градуировочная кривая зависимости lg / от Ке. Затем для паст красителей рассчитывали lg /, определяли Ке, по уравнению (5.6) определяли Г1 для каждой нагрузки и строили кривые т) — Р. Этот метод дает хорошо воспроизводимые результаты (относительная ошибка 2%). Некоторые пасты для печати и малоконцентрированные суспензии не имеют предела текучести (свободно-дисперсные системы), другие же показывают высокие значения Р (связанно-дисперсные системы) [8, 9]. Оба параметра Р яц позволяют изучать структурно-механические свойства дисперсных систем [27]. Воларович, исходя из уравнения Бингема и определения пластичного тела по Максвеллу, предложил [41 ] выражать пластичность дисперсных систем -ф отношением Рку/ц. С повышением величины Р пластичное тело лучше сохраняет свою форму под воздействием малых сил оно тем легче деформируется за пределом текучести, чем меньше значение т . Пасты для печати характеризуются близкими значениями т , но различаются по величине (измерения проводились на сферо-цилиндрическом вискозиметре). Для квазиоднородных систем с маловязкой дисперсионной средой (35% водный раствор глицерина), например паст для печати, главным и характерным параметром является Р — чем оно больше, тем меньше подвижность паст (табл. 5.1). Последние должны оставаться стабильными во времени. Пластическая вязкость способствует их подвижности. Наибольшей пластичностью об.тадает Кубовый ярко-зеленый ЖП — 15%-ная паста, наиболее тиксотроп-ная из данной серии. [c.154]

Устойчивость комплексов, образуемых борат-ионами с сахарами и полиолами, зависит от различных структурных факторов, которые обусловлены числом соседних ис-гидроксиль-ных групп, а также от экспериментальных условий, в частности от pH и ионной силы среды и концентрации в ней борат-ионов. Первые сообщения о разработке метода разделения смесей сахаров на сильноосновной анионообменной смоле дауэкс 1 в боратной форме в ступенчатом градиенте pH (от 8 до 9) и концентрации боратного буфера появились около 30 лет назад [70, 71]. В дальнейшем этот метод нашел применение для фракционирования полиолов [72]. Однако предложенные первоначальные условия не обеспечивали удовлетворительного разделения, а время анализа составляло примерно 60 ч. Данный метод обычно не находил применения в качестве аналитической методики до тех пор, пока интенсивные исследования влияния различных факторов, в частности температуры, ионной силы буфера и размера частиц смолы, на эффективность и скорость хроматографии не привели к значительному улучшению характеристик разделения. Использование смолы со средним размером частиц 20 мкм и подогрева колонки до температуры 50°С при градиентном элюировании буферами с увеличивающейся концентрацией бората (0,1—>-0,2 М) и хлорида (О—>-0,2 М), [c.21]

Существенным вкладом в развитие химии углеводов явился предложенный недавно Свитом и др. [290] метод этилирова-ния, который значительно обогатил традиционный подход к структурному изучению полисахаридов методом метилирования. Этими авторами опубликованы данные о временах удерживания большого числа частично этилированных ацетатов полиолов, полученных из целого ряда моносахаридов (ь-арабино-зы, D-ксилозы, L-рамнозы, L-фукозы, D-глюкозы, D-галактозы и D-маннозы), часто встречающихся в полисахаридах клеточных стенок растений. В этом исследовании были использованы четыре колонки для ГЖХ, две из которых применялись ранее (в аналогичных условиях) для изучения соответствующих частично метилированных ацетатов полиолов, полученных из тех же сахаров [287]. Проведенное таким образом прямое сравнение производных этих классов показывает, что многие моноса-харидные компоненты полисахаридов, которые невозможно разделить в виде ацетатов частично метилированных полиолов, можно проанализировать с помощью ГЖХ в форме соответствующих частично этилированных производных, и наоборот. ГЖХ-масс-спектрометрия частично метилированных и частично этилированных ацетатов полиолов, которые образуются в результате гидролиза, восстановления и ацетилирования полностью алкилированных олигосахаридов, выделенных с помощью ВЭЖХ (разд. 7.2.2.2), является составной частью нового важного метода структурного анализа полисахаридов, недавно предложенного Валентой и др. [41]. [c.49]

Теперь убедительно показано, что углеводы растительных тканей (целлюлоза, гемицеллюлозы, простые сахара, пектипы и др.) в форме метаболитов микрооргапизмов, использующих их в качестве источника энергии, могут являться первоисточниками структурных единиц гумусовых веществ. [c.139]

По-видимому, наиболее важным открытием из сделанных когда-либо в биологии было установление того факта, что рассмотренный выше или какой-либо другой процесс копирования уже существуюш их белковых цепей вообще не протекает в организме и что информация о последовательности аминокислот в молекулах ферментов хранится в хромосомах и используется (но терминологии, применяющейся в вычислительной технике) для программирования в белоксиитезирующих системах (рибосомах), обеспечивая правильное воспроизведение последовательности аминокислот. Эта программа хранится не в виде аминокислотной последовательности полипептидных цепей и не в какой-либо иной форме, имеющей прямое структурное или химическое сходство с рассматриваемой аминокислотой, а в виде кода, записанного на лентах нуклеиновой кислоты, при этом каждой аминокислоте соответствует определенное, состоящее из трех букв, кодовое слово (кодон), которое по своей химической структуре не имеет ничего общего с данной аминокислотой. Таким образом, последовательность аминокислот в полипептидной цепи фермента закодирована в виде последовательности нуклеотидов в полинуклеотидной цепи нуклеиновой кислоты. Буквы кодона не следует понимать как некие символы, записанные на бумаге, они представлены пуриновыми или пиримидиновыми основаниями. Записывая нуклеотидные последовательности, принято обозначать нуклеотиды первыми буквами их химического названия например, кодон для метионина представляет собой последовательность из трех нуклеотидов— аденина, урацила и гуанина — и записывается AUG. Информация о последовательности аминокислот в белках хранится в хромосомах, точнее, в молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Последняя отличается от рибонуклеиновой кислоты (РНК) тем, что содержит восстановленный сахар (дезоксирибозу) и метилированные урациловые группы (иногда бывают метилированы и другие основания). [c.6]

Если при функционировании происходят структурные изменения, прежде всего необходимо выяснить, на каком структурном уровне они осуществляются и какие участки в них вовлечень . Можно подумать, что в случае окси- и дезоксигемоглобина (рис. 1.5) главное структурное изменение, сопровождающее оксигенацию, состоит в перестройке четвертичной структуры, но это не обязательно так. Кислород связывается с группами гема, расположенными вблизи участков контактирования четырех субъединиц белка. Но для того, чтобы произошло изменение четвертичной структуры, свойства остатков на поверхности должны быть как-то изменены. Действительно, когда кислород связывается с гемом гемоглобина, атом железа в геме сдвигается, что вызывает ряд небольших изменений третичной структуры, изменяющих поверхность субъединиц. Эти изменения не менее важны для понимания механизма кооперативного связывания кислорода гемоглобином, чем значительно более заметные изменения четвертичной структуры. Иногда в макромолекуле не происходит структурных перестроек при связывании с ней другой молекулы, но зато последняя претерпевает такие изменения. Прекрасным примером такого рода является связывание гексасахарида с молекулой фермента лизоцима. Как показано на рис. 1.12, один из участков связывания сахара в молекуле лизоцима не способен присоединять сахар в нормальной конформации кресла. Для того чтобы произошло такое связывание, сахарное кольцо должно деформироваться и перейти в форму полукресла, что энергетически не выгодно. Тем не менее этот переход осущестмяется, так как затрата энергии с лихвой компенсируется энергией связывания остальных молекул сахара. Грубо говоря, лизоцим способен использовать энергию связывания, сконцентрировав ее в одной точке углеводного комплекса. Это помогает разрыву связи С—О в одном из сахаров, что является частью механизма каталитического действия фермента. [c.34]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология