Glavne kemijske sastavnice živih organizama. lipidi

Video: Uloga kemijskih elemenata u ljudskom tijelu

Sljedeća važna klasa biomolekula su lipidi.

Lipidi - skupina organskih spojeva koji imaju ugljikovodične skupine dugog lanca, i esterne skupine, netopljivi u vodi i lako topive u organskim otapalima (benzen, dietil eter, kloroform i slično). Lipidi su široko rasprostranjeni u prirodi, oni su bitan sastavni dio svake stanice.

Na kemijskoj strukturi lipida se veliki izbor. Njihove molekule su izgrađeni od različitih konstrukcijskih dijelova, koji uključuju visoke molekulske težine alkoholi i kiseline. Sastav lipida pojedinih skupina može sadržavati ostatke fosforne kiseline, ugljikohidrati, dušične baze i druge komponente, koje su međusobno povezane različitih komunikacija.

Lipidi se dijele na jednostavne i složene. Jednostavne lipidne molekule sadrže samo C, O i H atoma i ne sadrži N, P, S. To su valentnih (više derivata, sa 12 ... 22 C-atoma), karboksilne kiseline i njihove mono- i polihidro-alkoholi (posebno , trihidro alkohola - glicerol). Najvažniji i raširena predstavnici jednostavnih lipida jesu potpuni esteri glicerola i makromolekula karboksilne kiseline (trigliceridi). Trigliceridi su tekućine ili krute tvari s niskim (40 ° C) i tališta a visokim vrelištem, visoke točke viskoznosti, boje i mirisa.
Oni čine osnovnu težinu lipida (do 96%), a to se naziva ulja i masti. Mono- i digliceridi se mogu naći u prirodi samo spojeva dobivenih tijekom metabolizma.

Zato je glicerin opcionalno strukturna komponenta masnih glicerida specifična svojstva definirani sastav masnih kiselina sudjeluje u gradnji molekula i položaj zauzima ostataka tih kiselina u molekulama glicerida. Najčešći kiseline dio masnoće, predstavljaju ravnolančani ugljik-ugljik lanca s parnim brojem ugljikovih atoma (masne kiseline).

Stearinske i palmitinske kiseline su sastavni dio gotovo svih prirodnih ulja i masti, eruka kiselina je član repičinog ulja. Sastav većine najčešćih ulja uključuju nezasićene kiseline koje sadrže 1-3 dvostruke veze, - oleinske, linolne, linolenske. Arahidonske kiseline sa 4 dvostruke veze su prisutne u mast životinja. Nezasićene kiseline prirodnih ulja i masti općenito imaju cis konfiguraciju, tj supstituenti se nalaze na jednoj strani ravnine dvostruke veze.

Grupa uključuje jednostavne lipida voskove. Ovaj visoke molekularne esteri karboksilnih kiselina i monobazični monobaznog poliola. Voskovi su široko rasprostranjeni u prirodi, oni su obloženi tankim slojem lišća, stabljike, plodova biljaka, spriječava ih iz vode vlaženje, sušenje djelovanje mikroorganizama.

Složene lipide, osim ugljikovih atoma, G, H i sadrže atome N, P, S. Najvažniji i široko grupe složenih lipida - fosfolipidi (fosfatidi). Njihove molekule izgrađene od ostataka alkohola, visokomolekulskih masnih kiselina, fosforna kiselina, dušičnih baza, često kolin: HO-CH2-CH2-N (OH) (CH2) 3 i etanolamina: HO (CH2) 2NH2, aminokiseline i drugi.

Funkcije koje obavljaju lipida u tijelu, oni su podijeljeni u dvije skupine: strukturne i zamjena.
Rezervni lipidi, uglavnom glicerida imaju visoku kalorijsku vrijednost su energetska rezerva organizma.

Strukturirane lipide (uglavnom fosfatidi) tvore komplekse s kompleksnim bjelančevina, ugljikohidrata i sudjeluju u raznim procesa koji se odvijaju u stanicama.

Kemijske reakcije koje uključuju glicerida koje čine najveći dio ulja i masti su vrlo raznolike. Oni uključuju hidrolizu, oksidaciju, razmjenu ostataka masnih kiselina prisutnih u molekuli (transesterifikacije) hidriranje nezasićenih glicerida.

Treći najvažniji klasa spojeva koji čine živi organizmi su ugljikohidrati. U biljaka, na njihov dug do 90% suhe tvari. U stanicama živih organizama, ugljikohidrati su izvor energije. Oni igraju ulogu podržavajući skeletni materijal u biljkama i nekim životinjama i djeluju kao regulatori nizu važnih biokemijskih reakcija. U vezi s proteinima i mastima, ugljikohidratima čine kompleksne makromolekularne komplekse koje čine osnovu žive tvari. Oni su dio prirodnih biopolimera - nukleinske kiseline koji su uključeni u prijenosu nasljednog informacija.

Sl. 3. Struktura jednog nukleotida (a) i nukleotida, sjedinjeni u DNA lancu (b)

Ugljikohidrati su proizvedene u postrojenjima za fotosinteze pod djelovanjem sunca i prve organske tvari u ugljikovom spoj u prirodi.

Svi ugljikohidrati se dijele na jednostavne i složene. Od jednostavnih monosaharida (monosaharidi) uključuju ugljikohidrate, koji nisu sposobni da budu hidrolizira kako bi se dobilo jednostavnije spojeva. Njihovo opće formule SnN2nOn, naznačen time, da je broj atoma ugljika koji je jednak broju atoma O. K složene ugljikohidrate uključuju spojeve koji se mogu hidrolizirati kako bi se dobilo jednostavan i niskomolekulske proizvoda. Oni imaju broj ugljikovih atoma nije jednak broj atoma O. Složeni ugljikohidrati su vrlo različite u pripravku, molekularne težine, a time i svojstva.

Oni su podijeljeni u 2 grupe:
1. niske molekulske mase (šećerom ili oligosaharidi);
2. visoke molekularne (nesaharopodobnye polisaharidi) - spojevi visoke molekulske mase, u sastavu koji može sadržavati ostatke tisuća jednostavnih ugljikohidrata. Također se mogu podijeliti u dvije skupine, u kojoj su lanci izrađenih od istog (škrob, glikogen, celuloza), i različite monosaharidi (hemiceluloze, pektini).

Jednostavan ugljikohidrat molekula - izgrađen od monosaharida nerazgranat ugljikov lanac koji sadrži ugljik-različit broj ugljikovih atoma u sastavu biljaka i životinja, uglavnom monosaharid s 5 ili 6 C-atoma -pentozy i heksoza. U C-atoma nalaze hidroksilne skupine, a jedna od njih se oksidira do aldehida (aldoze) ili keto (ketoze) skupine. Zbog prisutnosti asimetričnih atoma ugljika, monosaharidi posjeduju optički aktivne. Sastav ugljikohidrata su prirodne monosaharida D-serija. Najčešći i važni predstavnici jednostavnih ugljikohidrata su glukoza i fruktoza. Prvi se odnosi na spajanje aldohexoses, drugi - za ketohexoses. U vodenoj otopini, glukoza i fruktoza u obliku cikličkih poluacetala.

Prisutnost alkohola, aldehida ili ketona, skupine, a također i pojavu u ciklički hemiacetal hidroksilnih oblika monosaharida imaju smanjenje svojstva, određuje kemijsku ponašanje ovih spojeva. Oksidacija aldehidne skupine u karboksilnu kiselinu dovodi do odgovarajućih aldonske kiseline, i na kraju oksidacije alkoholne skupine u karboksi - za uronske kiseline. redukcijski proizvodi jednom od hidroksi skupina monosaharida naziva deoksi šećera. Primjeri su de zoksiriboza podlozi deoksiribonukleotidi i DNA.

Posebno mjesto u pretvorbi monosaharida zauzimaju dva procesa: disanje i vrenje.

Disanje je aerobni postupak, tj To se događa u prisutnosti zraka:

Ova reakcija katalizirana pomoću enzima. Disanje uz fotosinteze je najvažniji izvor energije za žive organizme.

Fermentacija se odvija u odsustvu zraka, odnosno, anaerobno. Proces ima nekoliko varijanti.

Alkoholna fermentacija odvija se pod utjecajem mikroorganizama, igraju ključnu ulogu u proizvodnji alkohola, vino, pekarskih proizvoda:

Uz glavni produktami- alkohola i C02 - vrijeme alkoholnog vrenja različitih monosaharida nastaju nusprodukti (glicerol, jantarna kiselina, octena kiselina, izoamilnog alkohola i izopropil, i slično).

Osim alkoholne fermentacije, postoji malolaktično vrenje monosaharidi:

Osim alkoholne fermentacije, postoji malolaktično vrenje monosaharidi

Ovaj bitan proces za pripremu jogurt, jogurt i drugih mliječnih-kisela hrana, kiseli kupus.

Fermentacije monosaharidi mogu dovesti do stvaranja maslačne kiseline (maslačna fermentacije).

Polisaharidne molekule izgrađene od različitih monosaharida broj ostataka. Ovisno o tome, oni su podijeljeni u niskim i visokim polisaharidima molekularne mase. Od posebne važnosti su disaharidi, molekule koje su izgrađene od dva identična ili različita ostatka monosaharida. Najvažniji su disaharidi saharoza, maltoza i laktoza. Jedna od molekula monosaharida uvijek je uključena u izgradnji disaharidnom molekule na svojoj hemiacetal hidroksilnom skupinom, s druge - hemiacetala ili jedan od alkoholnih hidroksilnih skupina.

Ako tvorba disaharid molekula monosaharida uključeni njihovi hemiacetala hidroksili nastaje nereducirajućim disaharid- u drugom slučaju - da se oporavi. Ovo je jedna od glavnih karakteristika disaharida. Najvažniji Reakcija disaharida - hidrolize:

Najvažniji su polisaharidi škrob, glikogen i celuloza. Svi oni se temelje na D-glukoze i služiti u biljnim i životinjskim organizmima rezervirati ugljikohidrata hrane ili ugljikohidrata izgraditi jezgru staničnog tkiva.

Škrob (C6H1005) n - glavni sastojak žitarica, krumpir, i mnoge vrste prehrambenih sirovina. Škrob nije pojedinac tvar, a sastoji se od dvije vrste polimera: amiloze (18-25%) i amilopektina (75 -82%).
Glikogen se nalazi u mišićno tkivo i jetre. On je također je rezervat polisaharid. Prema svojoj strukturi sliči škrob.

Celuloza - glavna komponenta stanice rasteniy- relativno čisti celulozna vlakna su pamuk, juta i konoplja. Važne derivati celuloze izlučuju uglavnom ljušturama rakova su hitin i hitosan. Za razliku od celuloze, a drugi atom ugljika od tih spojeva nema hidroksi i acetamid (hitin) ili amino (hitosan). Zbog biokompatibilnosti s tkivima ljudskog niske toksičnosti, mogućnost za poboljšanje regenerativne procese u liječenje rana, biorazgradivi materijali na bazi hitin i hitozan su od posebnog interesa za medicinu.

Najvažniji regulatori procesa koji se odvijaju u živim organizmima su niskomolekularne organske spojeve različite kemijske prirode, nazivaju vitamina. Vitamini su neophodni za normalan ljudski život, ali budući da se ne sintetiziraju u organizmu u dostatnim količinama, oni moraju doći iz hrane kao bitnu komponentu. Ime je dobio od latinske vitamina. Vita - život.
Trenutno postoji više od 30 spojeva koji se odnose na vitamine.

Razlikovati sebi vitamine i vitamina slično (puna neophodnost nisu uvijek pokazao) tvari. U nekim namirnice sadrže provitamini, odnosno Spojevi koji mogu razviti vitamina u tijelu.

Na primjer, u-karotena u vitamin A prihoda, ergosterolni pod djelovanjem ultraljubičastih zraka u ljudskom tijelu se pretvara u vitamin D.

U isto vrijeme postoji grupa spojeva, često blizu vitamina u strukturi, koja je, u konkurenciji s vitaminima, mogu se odvijati u enzimskog sustava, ali nije u mogućnosti da obavlja svoje funkcije. Oni se zovu antivitamin.

Budući da Kemijska priroda vitamina otvoren je nakon uspostavljanja svoje biološke uloge, njihov konvencionalno određeni latinicu (A, B, C, D, i tako dalje. D.), koji je preživio do vremena informacije prisutne o osnovnim oblicima i funkcijama vitamina navedeni su u tablici 1.

Tablica 1. Osnovne vrste i funkcije vitamina

SV Makarov, TE Nikiforov, NA Kozlov

Dijelite na društvenim mrežama:

Povezan