Glavne kemijske sestavine živih organizmov. lipidi

Video: Vloga kemijskih elementov v človeškem telesu

Naslednja pomembna skupina biomolekul vključujejo lipide.

Lipidi - skupina organskih spojin, ki imajo ogljikovodikove skupine dolgo verigo in estrske skupine, netopen v vodi in zlahka topen v organskih topilih (benzen, dietileter, kloroform, ipd). Lipidi so zelo razširjeni v naravi, so bistvena sestavina vsake celice.

Na kemijsko sestavo lipidov je velika raznolikost. Njihove molekule so zgrajene iz različnih strukturnih komponent, ki vključujejo visok alkoholov in kislin molekulsko maso. Sestava posameznih lipidnih skupin lahko vsebujejo ostanke fosforjeve kisline, ogljikove hidrate, dušikovih baz in drugih elementov, ki sta med seboj različni komunikacije.

Maščobe delimo na enostavne in kompleks. Preproste lipidne molekule vsebujejo samo C, O in H-atomi in ne vsebujejo N, P, S. Ti vključujejo enovalentnih derivate (višje in 12 ... 22 atomi C) karboksilne kisline in mono- in polihidričnih alkoholov (zlasti , trihidričnega alkohola - glicerol). Najpomembnejše in razširjena predstavniki enostavnih lipidov celotnega estri glicerola in makromolekularni karboksilnih kislin (trigliceridov). Trigliceridi so tekočine ali trdne snovi z nizkim (40 ° C) tališču in dokaj visoko vrelišče, visoko viskoznostjo, barve in vonja.
Predstavljajo osnovno težo lipidov (do 96%) in se imenuje olj in maščob. Mono- in digliceridi najdemo v naravi le kot spojine, ki nastajajo med presnovo.

Ker glicerin je neobvezno strukturni elementi maščobnih gliceridov specifične lastnosti, definirane sestavek maščobnih kislin sodeluje pri gradnji molekul in položaj zaseden z ostanki teh kislin v gliceridni molekul. Najpogostejši kisline so del maščobe, predstavljata nerazvejeni ogljik-ogljik verige s sodim številom C atomov (maščobne kisline).

Stearinske in palmitinske kisline so del skoraj vseh naravnih olj in maščob, eruka kislina je član repičnega olja. Sestavek večine najpogostejših olja vsebujejo nenasičene kisline, ki vsebuje 1-3 dvojnih vezi, - oleinske, linolne, linolenske. Arahidonske kisline, ki ima 4 dvojnih vezi, prisotnih v maščobi živalih. Nenasičenih kislin naravnih olj in maščob na splošno cis-konfiguracijo, t.j. substituenti se nahajajo na eni strani ravnine dvojne vezi.

Skupina vključuje tudi enostavne lipidov voskov. Ta visoko molekulsko estri monobazičnega karboksilnih kislin in monobaznih polioli. Voski so široko razširjeni v naravi, so prevlečene s tanko plastjo listov, stebel, sadežev rastlin, ki jih preprečujejo vodnega vlaženja, sušenja delovanja mikroorganizmov.

Zapleteni lipidi, poleg atomov C, G, H vsebovale atome N, P, S. Najpomembnejša in razširjena skupina s kompleksnimi lipidov - fosfolipidi (fosfatidov). Njihova molekula izdelana iz ostankov alkoholov z visoko molekulsko maso maščobne kisline, fosforjeve kisline, dušikove baze, pogosto holin: HO-CH2-CH2-N (OH) (CH2) 3 in etanolamina: HO (CH2) 2NH2, aminokisline in drugi.

Funkcije, ki opravljajo lipide v telesu, so razdeljeni v dve skupini: strukturna in zamenjava.
Nadomestni lipidi, predvsem gliceridi imajo visoko kalorično vrednostjo so energetske rezerve organizma.

Strukturirani lipidi (predvsem fosfatidi) tvorijo komplekse s kompleksnimi beljakovin, ogljikovih hidratov in sodelujejo v različnih postopkih, ki se pojavljajo v celicah.

Kemične reakcije, ki vključujejo gliceridov sestavljajo glavnino olja in maščobe so zelo različni. Ti vključujejo hidrolizo, oksidacijo, izmenjave ostanke maščobnih kislin, prisotnih v svoji molekuli (preestrenje) hidrogeniranje nenasičenih gliceridov.

Tretja najpomembnejša skupina spojin, ki tvorijo živih organizmov, so ogljikovi hidrati. V rastlinah, na svoji dolgi do 90% suhe snovi. V celicah živih organizmov, ogljikovi hidrati so vir energije. Igrajo vlogo podpiranja skeletno gradivo v rastlinah in nekaterih živali in delujejo kot regulatorji številnih pomembnih biokemičnih reakcijah. V zvezi s beljakovin in maščob, ogljikovih hidratov tvorijo kompleksne makromolekularnp komplekse, ki so podlaga za žive organizme. So del naravnih biopolimerov - nukleinske kisline, ki sodelujejo pri prenosu dednih informacij.

Sl. 3. Struktura posameznega nukleotida (a) in nukleotidov, združeni v verigi DNA (b)

Ogljikovi hidrati so proizvedeni v rastlinah med fotosintezo pod vplivom sončne svetlobe in so prve organske snovi v ogljikov vezje v naravi.

Vsi ogljikovi hidrati se delijo na preprost in kompleks. S enostavne (monosaharidi, monosaharide) vsebujejo ogljikove hidrate, ki ne more biti hidroliziramo, da se tvori enostavnejše spojine. Njihova splošno formulo SnN2nOn, kjer je število atomov ogljika, ki je enako številu atomov O. K kompleksni ogljikovi hidrati vključujejo spojine sposobna hidrolizirati, da se tvori preprost in nizko molekulsko izdelkov. Imajo več atomi ogljika ne enakega števila atomov O. Sestavljeni ogljikovi hidrati so zelo raznoliki v sestavku, molekulske mase in posledično lastnosti.

Razdelili smo jih v 2 skupini:
1. nizko molekulsko maso (sladkorjem ali oligosaharidi);
2. visoko molekulsko maso (nesaharopodobnye polisaharidi) - spojine z visoko molekulsko maso, v sestavi, ki lahko vsebujejo ostanke tisoč enostavnih ogljikovih hidratov. Lahko jih razdelimo v dve skupini, v kateri so verige so izdelane iz istega (škrob, glikogen, celuloza) in različnih monosaharidov (hemiceluloze, pektinov).

Enostavno molekula ogljikovih hidratov - izdelana iz monosaharidov nerazvejenega ogljik-ogljik veriga, ki vsebuje različno število atomov C v sestavku rastlin in živali so večinoma monosaharid s 5 ali 6 atomi ogljika -pentozy in heksozni. V C-atomi se nahajajo hidroksilnih skupin, in eden od njih oksidiramo v aldehid (aldoza) ali ketonov (ketozo) skupin. Zaradi prisotnosti asimetričnih atomov ogljika, monosaharidi imajo optično aktivnost. Sestavek naravnih ogljikovih hidratov vsebujejo monosaharidi D-serije. Najbolj pogosti in pomembni predstavniki enostavnih ogljikovih hidratov so glukoze in fruktoze. Prva povezava se nanaša na aldohexoses, drugi - da ketohexoses. V vodni raztopini, glukoza in fruktoza, v obliki cikličnega hemiacetala.

Prisotnost alkohola, aldehida ali ketona skupin, pa tudi pojava v ciklični hemiacetalna hidroksilne oblik monosaharidov z zmanjšanje lastnosti, določa kemijskih lastnosti teh spojin. Oksidacija aldehidne skupine v karboksilno kislino vodi do ustreznih aldonske kisline in konec oksidacijo alkoholne skupine v karboksi - da uronskih kislin. produkti zmanjšanje enega izmed hidroksilnih skupin monosaharida imenujemo dezoksi sladkorjev. Primeri za to so de zoksiriboza povezane deoksiribonukleotidi in DNK.

Posebno mesto pri pretvorbi monosaharidov zasedajo dva procesa: dihanje in vrenje.

Dihanje je aerobni proces, t.j. Pojavlja se v prisotnosti zraka:

To reakcijo katalizira encimov. Diha skupaj s fotosintezo je najpomembnejši vir energije za žive organizme.

Vrenje poteka v odsotnosti zraka, kar pomeni, anaerobno. Proces je več sort.

Alkoholno vrenje poteka pod vplivom mikroorganizmov, igrajo ključno vlogo pri proizvodnji alkohola, vina, peciva:

Skupaj z glavnim produktami- alkohola in C02 - med fermentacijo različnih monosaharidov tvorjenih stranskih proizvodov (glicerol, jantarna kislina, ocetna kislina, izoamil in izopropil alkoholi, itd).

Poleg alkoholno fermentacijo, je biološki fermentacije monosaharidi:

Poleg alkoholno fermentacijo, je biološki fermentacije monosaharidi

To nujen proces za pripravo jogurta, jogurt in druge mlečne-kisle hrane, kislega zelja.

Fermentacija monosaharide lahko vodi do tvorbe maslene kisline (maslena fermentacije).

Polisaharidov molekule so izdelani iz različnih številk ostankov monosaharidi. Glede na to, so razdeljeni v polisaharidov nizko in visoko molekulsko maso. Posebnega pomena so disaharidi, katerih molekule so zgrajeni iz dveh enakih ali različnih ostankov monosaharidov. Najpomembnejši disaharidi so saharoza, maltoza in laktoze. Eden izmed molekul monosaharidov vedno sodeluje pri gradnji disaharid molekule na njen hemiacetalna hidroksilno skupino, drugi - hemiacetala ali ene od alkohola hidroksilov.

Če je vključen oblikovanje disaharid molekul monosaharida v njihovi hemiacetala hidroksilov oblikovani brez zmanjšanja disaharid- v drugem primeru -, da si opomore. To je ena od glavnih značilnosti disaharidov. Najpomembnejša reakcijo disaharida - hidroliza:

Najpomembnejši polisaharidi so škrob, glikogen in celuloze. Vsi izmed njih so na osnovi D-glukozo in služijo v rastlinskih in živalskih organizmov pridržujemo ogljikovih hidratov hrane ali ogljikovih hidratov zgraditi jedro celičnega tkiva.

Škrob (C6H1005) n - pomemben sestavni del žita, krompirja, in veliko različnih vrst živil surovin. Škrob ni posameznik snov, da obstoji iz dveh vrst polimerov: amiloza (18-25%) in amilopektinski (75 -82%).
Glikogen najdemo v tkivu mišic in jeter. Je tudi rezervni polisaharid. Po svoji strukturi je podobna škrob.

Celuloza - glavna sestavina celice rasteniy- relativno čistih celulozna vlakna so bombaž, juta in konoplja. Pomembne celulozni derivati izločajo predvsem iz lupin rakov so hitin in hitosan. V nasprotju s celulozo, drugega atom ogljika teh spojin se ne hidroksila in acetamid (hitin) ali amino (hitosan). Zaradi biokompatibilnosti z tkiv človeškega nizko stopnjo toksičnosti, sposobnost za povečanje regenerativne procese pri celjenju ran, biološko razgradljive materiale na osnovi hitina in hitozana so posebnega pomena za medicino.

Najpomembnejše regulatorje procesov, ki se pojavljajo v živih organizmih z nizko molekularne organske spojine drugačne kemične narave, ki se imenuje vitamini. Vitamini so bistveni za normalno življenje ljudi, ampak ker se ne sintetizira organizem v zadostnih količinah, morajo izhajati iz hrane, kot bistvene sestavine. Ime je dobil iz latinskih vitaminov. Vita - življenje.
Trenutno obstaja več kot 30 spojin v zvezi z vitamini.

Razlikovati si vitaminov in vitamina podobnimi (polna nujnosti niso vedno izkazala) snovi. V nekaterih živil vsebujejo provitamini, tj Spojine lahko razvijejo vitamin v telesu.

Na primer, v-karotena na dobiček vitamin A, ergosterola pod vplivom ultravijoličnih žarkov v človeškem telesu se pretvori v vitamin D.

Hkrati je skupina spojin, pogosto blizu vitaminov v strukturi, ki je v konkurenci z vitamini, lahko potekajo v encimskega sistema, vendar je ne more več opravljati svoje funkcije. Imenujejo se antivitamin.

Ker je bila kemijska narava vitaminov odprli po vzpostavitvi njihove biološke vloge, svojo običajno imenuje latinske abecede (A, B, C, D, in tako naprej. D.), ki je preživela, dokler so prisotni, ko informacije o osnovnih oblik in funkcij vitaminov, navedene v tabeli 1.

Tabela 1. Glavne vrste in funkcije vitaminov

SV Makarov, TE Nikiforov, NA Kozlov

Zdieľať na sociálnych sieťach:

Príbuzný