A cukrok szerkezetkémiája



Hasonló dokumentumok
A cukrok szerkezetkémiája

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK AZ ÉLŐ SZERVEZETEK KÉMIAI ÉPÍTŐKÖVEI A SZÉNHIDRÁTOK 1. kulcsszó cím: SZÉNHIDRÁTOK

A szénhidrátok az élet szempontjából rendkívül fontos, nélkülözhetetlen vegyületek. A bioszféra szerves anyagainak fő tömegét adó vegyületek.

SZÉNHIDRÁTOK (H 2. Elemi összetétel: C, H, O. O) n. - Csoportosítás: Poliszacharidok. Oligoszacharidok. Monoszacharidok

3.6. Szénidrátok szacharidok

SZÉNHIDRÁTOK. Biológiai szempontból legjelentősebb a hat szénatomos szőlőcukor (glükóz) és gyümölcscukor(fruktóz),

Szénhidrátok. Szénhidrátok. Szénhidrátok. Csoportosítás

BIOGÉN ELEMEK Azok a kémiai elemek, amelyek az élőlények számára létfontosságúak

SZÉNHIDRÁTOK. 3. Válogasd szét a képleteket aszerint, hogy aldóz, vagy ketózmolekulát ábrázolnak! Írd a fenti táblázat utolsó sorába a betűjeleket!

Szénhidrátok I. (Carbohydrates)

A szénhidrátok az élet szempontjából rendkívül fontos, nélkülözhetetlen vegyületek. A bioszféra szerves anyagainak fő tömegét adó vegyületek.

A szénhidrátok döntő többségének felépítésében három elem, a C, a H és az O atomjai vesznek részt. Az egyszerű szénhidrátok (monoszacharidok)

A legfontosabb szénhidrátok a szervezetben és a táplálékokban.

IX. Szénhidrátok - (Polihidroxi-aldehidek és ketonok)

Biokémia 1. Béres Csilla

CHO CH 2 H 2 H HO H H O H OH OH OH H

A felépítő és lebontó folyamatok. Biológiai alapismeretek

Táptalaj E. coli számára (1000 ml vízben) H 2 O 70% Fehérje 15% Nukleinsav 7% (1+6) Szénhidrát 3% Lipid 2% Szervetlen ion 1%

Bevezetés a biokémiába fogorvostan hallgatóknak Munkafüzet 4. hét

Polihidroxi-aldehidek vagy -ketonok, vagy ezek származékai. Monoszacharid: polihidroxi-keton vagy -aldehid

Biogén elemek

Osztályozó vizsgatételek. Kémia - 9. évfolyam - I. félév

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

Di-, Oligo és Poliszacharidok

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

R-OH H + O H O H OH H O H H OH O H OH O H OH H H

Készítette: Bruder Júlia

Táptalaj E. coli számára (1000 ml vízben) H 2 O 70% Fehérje 15% Nukleinsav 7% (1+6) Szénhidrát 3% Lipid 2% Szervetlen ion 1%

R-OH H + O H O H OH H O H H OH O H OH O H OH H H

A nukleinsavak polimer vegyületek. Mint polimerek, monomerekből épülnek fel, melyeket nukleotidoknak nevezünk.

A szénhidrátkémia kisszótára:

A szénhidrátkémia kisszótára:

BIOGÉN ELEMEK MÁSODLAGOS BIOGÉN ELEMEK (> 0,005 %)

Egyed alatti szerveződési szint

Az edzés és energiaforgalom. Rácz Katalin

6. változat. 3. Jelöld meg a nem molekuláris szerkezetű anyagot! A SO 2 ; Б C 6 H 12 O 6 ; В NaBr; Г CO 2.

Szabó Dénes Molekulák és reakciók három dimenzióban

2. SZÉNHIDRÁTOK 2.1. A legfontosabb D-sorbeli aldózok és ketózok

7. évfolyam kémia osztályozó- és pótvizsga követelményei Témakörök: 1. Anyagok tulajdonságai és változásai (fizikai és kémiai változás) 2.

Tartalmi követelmények kémia tantárgyból az érettségin K Ö Z É P S Z I N T

Szerves Kémia II. Dr. Patonay Tamás egyetemi tanár E 405 Tel:

Tartalom. Szénhidrogének... 1


Cikloalkánok és származékaik konformációja

Glikolízis. Csala Miklós

Tel: ;

Javítóvizsga feladatok 9.osztály

3. Előadás. Oligo- és poliszacharidok

volt szó. Szénhidrát A szénhidrátok az

MONOSZACHARIDOK, OLIGO- ÉS POLISZACHARIDOK

11.7. TERMÉSZETES ÉDESÍTŐSZEREK, MÉZ ÉS CSOKOLÁDÉ

Sportélettan a szénhidrátok

BIOLÓGIA ALAPJAI (BMEVEMKAKM1; BMEVEMKAMM1) Előadói: Dr. Bakos Vince, Kormosné Dr. Bugyi Zsuzsanna, Dr. Török Kitti, Nagy Kinga (BME ABÉT)

A szénhidrát szó eredete, a szénhidrátok definíciója

Félnemes- és nemesfémek

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK AZ ÉLŐ SZERVEZETEK KÉMIAI ÉPÍTŐKÖVEI A LIPIDEK 1. kulcsszó cím: A lipidek szerepe az emberi szervezetben

ELTE TTK Hallgatói Alapítvány KÉMIA LEVELEZŐ ÉRETTSÉGI ELŐKÉSZÍTŐ. 8. oktatócsomag

3. Előadás. Oligo- és poliszacharidok

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2010/2011. tanév Kémia II. kategória 2. forduló Megoldások

Szerves kémiai és biokémiai alapok:

Szerves kémiai és biokémiai alapok:

1. feladat Maximális pontszám: feladat Maximális pontszám: feladat Maximális pontszám: feladat Maximális pontszám: 9

Keresd a kémiát! 255. Szerkesztő: Kalydi György

A szénhidrátkémia kisszótára:

Táplálkozási alapismeretek III.

BIOMOLEKULÁK KÉMIÁJA. Novák-Nyitrai-Hazai

Név: Pontszám: / 3 pont. 1. feladat Adja meg a hiányzó vegyületek szerkezeti képletét!

ÉDESÍTŐSZEREK. Készítette: Bruder Júlia

Laboratóriumi technikus laboratóriumi technikus Drog és toxikológiai

4. változat. 2. Jelöld meg azt a részecskét, amely megőrzi az anyag összes kémiai tulajdonságait! A molekula; Б atom; В gyök; Г ion.

Üzenjünk hadat a cukornak az új WHO 1 ajánlás értelmében?

A bioenergetika a biokémiai folyamatok során lezajló energiaváltozásokkal foglalkozik.

H 3 C CH 2 CH 2 CH 3

Miért más egy kicsit a szerves kémia?

1. változat. 4. Jelöld meg azt az oxidot, melynek megfelelője a vas(iii)-hidroxid! A FeO; Б Fe 2 O 3 ; В OF 2 ; Г Fe 3 O 4.

Aromás: 1, 3, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 13, (14) Az azulén (14) szemiaromás rendszert alkot, mindkét választ (aromás, nem aromás) elfogadtuk.

Bevezetés a biokémiába fogorvostan hallgatóknak

Versenyző rajtszáma: 1. feladat

ÉLELMISZER-IPARI ALAPISMERETEK

3. előadás: A víz szerepe az élő szervezetekben

MIÉRT KELL DIÉTÁZNIA A CUKORBE TEGNEK? Diéta haladóknak

A2: Hány ml 0,140 mol/l-es ammóniaoldat szükséges 135 ml 0,82 mol/l-es sósavhoz, hogy a ph-ját 7,00-ra állítsuk? K b (NH 3 ) = 1,

szabad bázis a szerves fázisban oldódik

Bevezetés a biokémiába fogorvostan hallgatóknak - Munkafüzet 2. hét

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

Szerves kémia II. kommunikációs dosszié SZERVES KÉMIA II. ANYAGMÉRNÖK MESTERKÉPZÉS TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Javító vizsga követelményei kémia tantárgyból augusztus osztály

POSZTTRANSZLÁCIÓS MÓDOSÍTÁSOK: GLIKOZILÁLÁSOK

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2010/2011. tanév Kémia I. kategória 2. forduló Megoldások

Biogén elemek. Szén. Oxigén, hidrogén ELSŐDLEGES. a sejtek 98%-át teszi ki. Nitrogén. Foszfor. Nátrium, Kálium, Klorid ionok. Magnézium MÁSODLAGOS

Sztereokémia, királis molekulák: (királis univerzum, tükörképi világ?) memo: a földi élet királis elemek sokasága!

Szénhidrátok és szénhidrátbontó enzimek vizsgálata

Intra- és intermolekuláris reakciók összehasonlítása

hosszú szénláncú, telített vagy telítetlen karbonsavak palmitinsav (hexadekánsav) olajsav (cisz-9 oktadecénsav) néhány, állatokban előforduló zsírsav

TANMENETJAVASLAT. Maróthy Miklósné KÉMIA éveseknek. címû tankönyvéhez

Bevezetés a talajtanba IV. A talaj szervesanyaga

A glükóz reszintézise.

Szénhidrátok monoszacharidok formájában szívódnak fel a vékonybélből.

Szénhidrátok SZERKEZET, REAKCIÓK, FUNKCIÓIK

ZÁRÓJELENTÉS. OAc. COOMe. N Br

Átírás:

A cukrok szerkezetkémiája Készítették: Horváth Márton és Pánczél József Kémiailag a cukrok a szénhidrátok,vagy szacharidok csoportjába tartozó vegyületek. A szacharid arab eredetű szó,jelentése: édes. A szénhidrátok a természetben leggyakrabban előforduló szénvegyületek. Az elő szervezet biomolekuláinak egyik nagy csoportját képzik,sokféle szerepet töltenek be. Lehetnek energiaforrások (cukrok), polimer formában tápanyagraktárak (keményítő,glikogén), valamint támasztó- és vázanyagok (cellulóz).szerkezeti felépítésük szerint polihidroxi-aldehidek illetve ketonok és származékaik. Nagy részükben a hidrogén- és oxigén atomok aránya 2:1 akárcsak a vízmolekulákban. Általános képletük: C n (H 2 O)n, ahol n>2.. A szénhidrátokat alapvetően két csoportba sorolhatjuk: cukorszerű és nem cukorszerű szénhidrátok közé. Az előz két csoportot a vízoldhatóság és az íz alapján lehet megkülönböztetni. Amíg a cukorszerű anyagok jól oldódnak vízben és édes ízűek, addig a nem cukorszerű anyagok alig vagy egyáltalán nem oldódnak vízben és íztelenek. A cukrok közé tartozó vegyületeket a legelterjedtebb monoszacharid a glükóz után glucidoknak, vagy a legismertebb diszacharid a szacharóz után szacharidoknak nevezik. A szénhidrátokat a növények a napfény energiájának a felhasználásával szén-dioxidból és vízből építik fel, majd a biológiai oxidáció során visszaalakulnak kiinduló anyagaikká, miközben az élő szervezet számára a munkavégzéshez, illetve a biomolekuláinak a szintézishez szükséges energiát szolgáltatják. Szerkezeti felépítés Szerkezet szerint a mono- és poliszacharid molekulák tartoznak a cukrok közé. -A monoszacharidok a szénhidrátok legkisebb molekulájú egységei, melyek nem bonthatók savas hidrolízissel sem kisebb egységekre. (szőlőcukor, gyümölcscukor) -A savas hidrolízissel két egyszerű szénhidrátra bontható szénhidrátok a diszacharidok. (répacukor, tejcukor)

A cukrok,ahogy a többi szénhidrát, aldehid- vagy oxocsoportot tartalmazó több szénatomos molekulák, amelyek minimálisan két vagy több alkoholos a OH funkciós csoportot tartalmaznak. A monoszacharidok a jellegzetes funkciós csoport szerint lehetnek aldózok (aldehidet tartalmaznak) vagy ketózokk (ketont tartalmaznak) ). A molekulákat felépítő szénatomok száma szerint a monoszacharidok lehetnek: 3 C-atomosak, triózok, (4 C) ) tetrózok, (5( C) pentózok, (6 C) hexózok éss (7 C) heptózok. A diszacharidok redukáló tulajdonságok alapján két fő csoportba oszthatók: redukáló és nem redukáló diszacharidok. Monoszacharidok A monoszacharidok szerkezetileg legegyszerűbb képviselői a triózok: a glicerinaldehid és a dihidroxi-aceton, az előbbi aldotrióz,, míg az utóbbi ketotrióz. A glicerinaldehid királis molekukula. A kiralitás is az izomériaa egy fajtája. A tükörképükkel fedésbe nem hozható tárgyak aszimmetriáját jelenti. A glicerinaldehidben tehát vann egy aszimmetrikus/anomer C- atom amelyhez négy különböző ligandum kapcsolódik. A kiralitás révén a monoszacharidoknál létrejött a sztereoizoméria.az izoméria ezen fajtájában az atomok kapcsolódási sorrendje ugyanaz, csak a 3D-s képben térnek el e az atompozíciók. Így a glicerinaldehidnek két sztereoizomér módosulata létezik, D-, illetve L-glicerinaldehid. Úgy is mondható,hogy ez a két molekula egymás enantiomerje. Ha két sztereoizomer csak egyetlen szénatom konfiguráiójában különbözik egymástól és ennek következtében egymással fedésbe nem hozható,de nemm áll fenn közöttük a tárgy- tükörkép viszony, epimereknek nevezik.

D-mannóz. A gyűrűs szerkezet Az öt és ötnél több szénatomos cukrok gyűrűs félacetál formában stabilabbak mint nyílt láncú formájukban. A gyűrűs szerkezetű cukroknál a gyűrű kialakulása során egy új sztereocentrum jön létre. Az így kialakuló anomer centrum térállása szerint megkülönböztetünk α- és β-- anomereket. Az első szénatomon kialakuló glikozidos OH-csoport α- és β- helyzetet foglalhat el és ennek megfelelően a két új aszimmetriacentrum konfigurációja ellentétessé válik,a többié megegyező marad.

Glikozid-kötés A ciklusos félacetál létrejöttének van egy további következménye, nevezetesen az eredeti C=O csoport szénatomja a reakció után egy újabb kiralitáscentrummá vált, a hozzá kapcsolódó OH- csoport viszont a többi hidroxil- csoporthoz képest némileg eltérő tulajdonságokkal rendelkezik. Ezért megkülönböztetésül glikozidos OH- csoportnak nevezik. Néhány fontosabb monoszacharid GLÜKÓZ Szabad állapotban édes gyümölcsökben és más növényi részekben található. A vérben állandó szinten van 60-100 mg/ ml koncentrációban. A glükóz számos diszacharid és poliszacharid (keményítő,glikogén,cellulóz) alkotórésze. A keményítő savas hidrolízisével állítható elő (burgonyakeményítőből nyerik, innen a krumplicukor elnevezés). Enzimatikusan alkohollá és szén-dioxiddá erjeszthető. C 6 H 12 O 6 -> 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2

MANNÓZ A mannóz egy hexóz monoszacharid cukormolekula. A D-mannóz a D- glükóz epimerje. A természetben például a mannánokban fordul elő. A mannánok poliszacharid-jellegű vegyületek, magok csonthéjában találhatók meg. A D-mannóznak ismeretes az α és a β anomerje is. Vízben jól, alkoholban rosszul, éterben nem oldódik. Diszacharidok A diszacharidok a legegyszerűbb összetett cukrok. Savas közegben hidrolizálnak éss molekulánként két monoszacharid egységet tesznek szabaddá. A diszacharidokban két monoszacharid egység glikozidos kötéssel kapcsolódik összee egymással. A diszacharidok két csoportra oszthatók, redukáló és nem redukáló diszacharidok- A nemm redukáló diszacharidokban mindkét cukormolek kula glikozidos OH-csoportja részt vesz a glikozidos kötésben. A diszacharid tehát nem tartalmaz glikozidos OH-diszacharid. Élesztő nem erjeszti. A t,éppen ezért nem redukál. A laktóz (tejcukor) glükózból és galaktózból álló bélben a laktózt a laktáz nevű enzim monoszacharidokra bontja. A tej megsavanyodásakor baktériumok hatására a laktózból tejsav képződik. Szacharóz A nem redukáló diszacharido ok legelterjedtebb képviselője. Savas hidrolízise során bomlik α-d-glükózra és β-d- fruktózra. A szacharóz (répa-vagy nádcukor) a legfontosabb tápanyagok közé tartozik. Előállítása cukorrépából illetvee cukornád présnedvéből történik. A szacharózbanan α-d-glüköpiranóz és β-d- fruktofuranóz kapcsolódik össze glikozidos OH- csoportjukon keresztül 1-22 kötést képezve.

Mivel a szacharózban mindkét monoszacharid glikozidos OH-csoportja részt vesz a kötésben, nincs lehetőség nyílt láncú, karbonilcsoporttal rendelkező szerkezet felvételére; a szacharóz tehát nem redukál. Cellobióz A cellulóz részleges lebontása során keletkező redukáló diszacharid, amely β-d-glükóz molekulákból épül fel 1-4 kapcsolódással. A β-glikozidos kötés következtében a két gyűrű térbeli elhelyezkedése megközelítően lineáris. Maltóz (malátacukor) A keményítő részleges lebontási terméke, 1-4 kötéssel kapcsolódó α-d-glükóz molekulákból épül fel. A cellobióztól eltérő téralkata az α-glikozidos kötéssel magyarázható. Előállítás:Keményítő hidrolízisénél keletkezik amiláz vagy diasztáz nevű enzim hatására. Ez a folyamat játszódik le a csírázó magvakban is, így pl. a csírázó árpában, amely maláta néven ismert. Ebből őrlés, majd vízzel való keverés útján cefrét készítenek, és ezt megerjesztik. Így készül a sör. Egyszerű cukrok természetben előforduló származékai Cukoralkoholok Az egyszerű cukrok oxocsoportjának redukciójával nyert polihidroxi-alkoholokat cukoralkoholoknak nevezik. A természetben előforduló cukoralkoholok enzimatikus redukcióval keletkeznek. Megtalálhatok édesízű gyümölcsökben növényi

izzadmányokban,egyes fák- kőrisfa,olajfa, platánfa- besűrűsödött nedvében az ún. mannában, vagy a madagaszkári mannában. A szorbitot felhasználják a cukorbetegek diétájában édesítőszerként, mert nem emeli a vércukorszintet Az egyszerű cukrok oxocsoportjának redukciójával nyert polihidroxi-alkoholokat cukoralkoholoknak nevezik. Szorbit Dezoxicukrok Az olyan cukrokat, amelyekben valamely hidroxilcsoportot hidrogénatom helyettesít, dezoxicukroknak nevezzük. Az egyik legismertebb dezoxicukor a DNS molekulában előforduló dezoxiribóz egy olyan furanóz gyűrűs aldo-pentóz, amelynek második szénatomján a hidroxilcsoport helyett hidrogénatom található. Aminocukrok Azokat a cukorzármazékokat, amelyekben valamely hidroxilcsoport aminocsoporttal van helyettesítve,aminocukroknak nevezzük.az aminocsoport általában a másodikon szénatomon található szabadon vagy acetilezett formában. A gerincesek poliszacharidjaiban a D- glükózamin, a glikolipidekben és a porcszövet poliszacharidjaiban a D-galaktózamin található meg.

Forrásanyag: -Bot György: A szerves kémia alapjai, Medicina Könyvkiadó,Budapest, 1980. -Ádám-Dux-Faragó-Fésüs-Machovich-Mandl-Sümegi: Orvosi Biokémia,Medicina Könyvkiadó Rt. Budapest, 2004. -Tőkés Béla,Dudutz Gyöngyi, Donáth-Nagy Gabriella: A kémia alapjai Szerves kémia,studium Alapítvány Kiadó,Marosvásárhely, 2005. Internetes források: - http://hu.wikipedia.org/wiki/mann%c3%b3z - http://www.kfki.hu/~cheminfo/hun/eloado/szerves2/14notes.htm