Сравнение классов углеводов
Признак | Моносахарид (греч. «моно» — один) | Олигосахариды (греч. «олиго» — немного) | Полисахариды (греч. «поли» — много) | |
Состав | Одна молекула, в состав которой входят углерод, кислород, водород; часто в соотношении Сn(Н2О)n (1:2:1) | Определенное количество (небольшое, обычно 2-10) остатков молекул моносахаридов, соединенных ковалентными связями | Неопределенно большое (до нескольких сотен или тысяч) остатков молекул моносахаридов, соединенных ковалентными связями | |
Пути образования в организмах | 1. У растений — в ходе фотосинтеза в результате фиксации из воздуха углекислого газа 2. В результате гидролиза олиго и полисахаридов 3. В ходе метаболизма различных веществ, в т. ч. и других моносахаридов | В результате ферментативной полимеризации моносахаридов или ферментативного гидролиза полисахаридов | В результате ферментативной полимеризации моно- и олигосахаридов | |
Продукт гидролиза | Не гидролизуются | Моносахариды | Моносахариды (часто через промежуточные олигосахариды) | |
Молекулярная масса | Определенная | Неопределенная | ||
Растворимость в воде | В основном растворимы | Нерастворимы или образуют коллоидные растворы | ||
Вкус | Многие имеют сладкий вкус | Не имеют сладкого вкуса | ||
Признаки классификации | По числу атомов углерода, входящих в состав молекулы | По числу остатков моносахаридов, входящих в состав молекулы | Различным образом, например: по продуктам гидролиза; по особенностям химических связей между остатками моно- и олигосахаридов, входящих в их состав | |
Группа | Название | Распространение, биологическая роль |
Класс моносахариды | ||
Группа триозы | Глицериновый альдегид СН2ОН-СНОН-СОН | Производное глицеринового альдегида — фосфоглицериновый альдегид является первичным продуктом темновой фазы фотосинтеза, который затем в хлоропластах превращается в глюкозу |
Группа пентозы | Рибоза СН2ОН-(СНОН)3-СОН | 1. Входит в состав РНК, АТФ, в состав акцепторов водорода — ФАД, НАД, НАДФ. 2. Входит в состав витаминов группы В, ряда гликозидов, ферментов. 3. Фосфорный эфир рибозы является важнейшим звеном в синтезе нуклеиновых кислот |
Дезоксирибоза СН2ОН-(СНОН)2-СН2-СОН | Входит в состав ДНК | |
Рибулоза СН2ОН-СО-(СНОН)2-СН2ОН | В свободном состоянии в организмах не встречается. Ее фосфорный эфир —рибулозодифосфат — является непосредственным акцептором углекислого газа в темновой фазе фотосинтеза. | |
Группа гексозы | Глюкоза СН2ОН-(СНОН)4-СОН | 1. Наиболее распространенный субстрат клеточного дыхания (т.е. источник энергии). 2. Мономер полисахаридов: крахмала, гликогена, клетчатки (целлюлозы), гемицеллюлоз. 3. Входит в состав многих гликозидов растений. 4. В свободном состоянии содержится в тканях растений, животных, человека. |
Фруктоза СН2ОН-СО-(СНОН)3-СН2ОН | 1. Фосфорный эфир — фруктозо-1,6-дифосфат —является промежуточным продуктом при образовании глюкозы в темновой фазе фотосинтеза. 2. В виде фосфорных эфиров участвует в превращениях крахмала, гликогена, в процессах дыхания и спиртового брожения. 3. Входит в состав олигосахаридов (сахарозы, раффинозы) и полисахаридов (инулина, полисахаридов бактерий) и других биологически важных соединений. 4. В свободном виде содержится в растениях | |
Галактоза СН2ОН-(СНОН)4-СОН | Входит в состав некоторых олигосахаридов (лактозы, раффинозы) и многих полисахаридов (агар-агара, слизей, гемицеллюлоз) | |
Класс олигосахариды | ||
.Группа дисахариды | Сахароза (тростниковый сахар, свекловичный сахар) Глюкоза + фруктоза | 1. Встречается только в растениях, где является основным транспортируемым веществом. 2. Играет огромную роль в питании человека: сахарный песок, сахар-рафинад почти на 99% состоят из сахарозы |
Мальтоза (солодовый сахар) глюкоза + глюкоза | 1. Промежуточный продукт расщепления крахмала в ходе обмена веществ у растений и животных. 2. Основной источник энергии в прорастающих семенах, образуется при гидролизе крахмала | |
Лактоза (молочный сахар) галактоза+ глюкоза | Источник углеводов для детенышей млекопитающих человека. Молоко содержит около 5% лактозы | |
Группа три-сахариды | Рафиноза (галактоза+глюкоза+фруктоза) | Один из распространённых растительных резервных углеводов (сахарная свёкла, семена хлопчатника, ячменя, манна и др.). |
Класс гомополисахариды (построены из остатков моносахаридов одного типа) | ||
Крахмал (полимер α –глюкозы) | Наиболее распространенный резервный полисахарид растительных клеток | |
Гликоген (полимер α –глюкозы), более разветвлен, чем крахмал | Резервный полисахарид животных и человека (в основном в печени и в мышцах), в грибах, бактериях | |
Целлюлоза (полимер β-глюкозы) | Входит в состав клеточных стенок растительных клеток. Является главным структурным полисахаридом растений, в котором аккумулировано более 50% всего углерода биосферы | |
Пектин (полимер галактуроновой кислоты) | 1.Компоненты клеточных стенок растений (в комплексе с гемицеллюлозами и целлюлозой). 2. Играют важную роль в клеточном делении и росте молодых клеток, в поддержании водного и солевого баланса нелигнифицированных тканей. 3. Накапливаются в сочных плодах и других запасающих органах растений. | |
Хитин (полимер аминопроизводного α –глюкозы) | Образует покровы тела членистоногих; является основным компонентом клеточной стенки грибов | |
Класс гетерополисахариды (построены из двух или более типов мономерных звеньев) | ||
Муреин - гигантская молекула, состоящая из сети полисахаридных цепей, соединенных многочисленными короткими пептидными цепями | Образует муреиновый мешок — опору клеточной стенки бактерий. | |
Гепарин - линейная полисахаридная цепь, состоящая из остатков аминосахаров и сульфатированных кислот — производных cахаров | Препятствует свертыванию крови | |
Муцины - образуют разветвленные олигосахаридные цепочки, которые связаны с белком (сахара представлены галактозой, ее производными, N-ацетилглюкозамином и кислотами — производными сахаров) (гликопротеиды) | Секретируется различными тканями организм. Образуют вязкие растворы (слюна, секреты кишечника и бронхов), которые выстилают полости дыхательного и пищеварительного трактов, защищают ткани от повреждений | |
Агглютинины крови человека (А, В) Цепь олигосахарида (состоящая из остатков глюкозы, галактозы и ее производных), соединенная с белком | Находятся на поверхности эритроцитов и создают на ней отрицательный заряд. Таким образом, групповые вещества препятствуют агглютинации (склеиванию) эритроцитов. Именно олигосахаридная цепь придает специфичность эритроцитам каждой из четырех групп крови | |
Мукополисахариды - линейная полисахаридная цепь, состоящая из аминопроизводных глюкозы и галактозы, и уроновых кислот — продуктов окисления сахаров | 1. Некоторые из этих веществ даже в низких концентрациях образуют вязкие растворы, поэтому входят в состав лимфы а также синовиальной жидкости (где выполняют функцию смазки). 2. Другие входят в состав гликопротеидов, способных образовывать сетчатые структуры. Эти гликопротеиды составляют молекулярную основу межклеточного вещества соединительной ткани позвоночных (хрящевой и костной) (гиалуроновая кислота, хондроитин-сульфат) |
4