Glavni hemijskih komponenti živih organizama. lipidi

Video: Uloga kemijskih elemenata u ljudskom tijelu

Sljedeći važan klase biomolekula uključuju lipida.

Lipidi - grupa organskih spojeva koji imaju ugljikovodika grupe dugih lanaca, i ester grupe, rastvara u vodi i lako topiv u organskim otapalima (benzen, dietil eter, kloroform, itd). Lipidi su široko rasprostranjeni u prirodi, oni su bitna komponenta svake ćelije.

Na hemijsku strukturu lipida je veliki izbor. Njihove molekule su izgrađeni od različitih konstruktivnih elemenata, koji uključuju visoki alkoholi molekularne težine i kiseline. Sastav pojedinih lipidne grupe mogu uključivati ostataka fosforne kiseline, ugljenih hidrata, dušičnih baza i ostale komponente, koje su međusobno povezane raznim komunikacije.

Lipidi se dijele na jednostavne i složene. Jednostavan lipida molekuli sadrže samo atome C, O i H i ne sadrže N, P, S. To uključuje Monohidroksilni derivati (veći, sa 12 ... 22 C atoma) karboksilne kiseline i mono- i višehidroksilni alkoholi (posebno , trihydric alkohol - glicerol). Najvažniji i rasprostranjena predstavnici jednostavnih lipida su pune estera glicerola i makromolekula karboksilne kiseline (trigliceridi). Trigliceridi tečnosti ili čvrste materije sa niskim (40 ° C) topljenja i prilično visoka vrelišta, visoke viskoznosti, bez boje i mirisa.
Oni čine osnovne težine lipida (do 96%) i to se naziva ulja i masti. Mono- i digliceridi se mogu naći u prirodi samo kao spojevi formira tokom metabolizma.

Jer glicerin je opcionalno strukturna komponenta masti gliceridi specifičnom sastavu svojstva definirane masnih kiselina koje su uključene u izgradnju molekula i poziciju zauzima ostataka ovih kiselina u glicerida molekule. Najčešći kiseline su dio masti, predstavljaju nerazgranati ugljik-ugljik lanac sa još brojem C atoma (masne kiseline).

Stearinske i palmitinske kiseline su dio gotovo svih prirodnih ulja i masti, eruka kiselina je član uljane repice. Sastav većine od najčešćih ulja sadrže nezasićene kiseline koje sadrže 1-3 dvostruke veze, - oleinske, linolne, linolenske. Arahidonske kiseline koje imaju 4 dvostruke veze prisutne u masti životinja. Nezasićene kiseline iz prirodnih ulja i masti uglavnom imaju cis-konfiguracije, i.e. supstituenti se nalaze na jednoj strani ravni dvostruke veze.

Grupa je također uključuje jednostavan lipida voskovi. Ovaj visoko molekularne esteri monobaznih karboksilnih kiselina i monobaznih poliola. Voskovi su široko rasprostranjena u prirodi, oni su obložene tankim slojem lišća, stabljika, plodovi biljaka, sprečavajući ih vode vlaženje, sušenje djelovanje mikroorganizama.

Kompleks lipida, pored C atoma, G, H sadrže atome N, P, S. Najvažniji i rasprostranjena skupina složenih lipida - fosfolipidi (fosfatidi). Njihove molekule izgrađene od ostataka alkohola, visoke molekularne težine masnih kiselina, fosforne kiseline, dušičnih baza, često kolin: HO-CH2-CH2-N (OH) (CH2) 3 i etanolamin: HO (CH2) 2NH2, aminokiseline i drugi.

Funkcije koje obavljaju lipida u organizmu, oni su podijeljeni u dvije skupine: strukturne i zamjena.
Rezervni lipidi, uglavnom gliceridi imaju veliku kalorijsku vrijednost su rezerva energije organizma.

Strukturirani lipida (uglavnom fosfatidi) obliku kompleksa sa složenim proteina, ugljikohidrata i sudjelovati u raznim procesa koji se odvijaju u ćelijama.

Hemijske reakcije koje uključuju gliceridi čine većinu ulja i masti su vrlo različiti. To uključuje hidrolize, oksidacije, razmjenu ostataka masnih kiselina prisutna u njihovim molekula (transesterifikacije), u hidrogenacije nezasićenih glicerida.

Treći najvažniji klasu spojeva koji čine živi organizmi su ugljenih hidrata. U biljkama, na njihov dug do 90% suhe tvari. U ćelijama živih organizama, ugljenih hidrata su izvor energije. Oni igraju ulogu podrške skeletnih materijal u biljkama i neke životinje i ponašaju se kao regulatori niz važnih biohemijskih reakcija. U vezi sa proteinima i masti, ugljenih hidrata čine kompleks makromolekularnih kompleksa koji čine osnovu žive materije. Oni su dio prirodnih biopolimera - nukleinske kiseline koji su uključeni u prijenos nasljednih informacija.

Sl. 3. Struktura jednog nukleotida (a) i nukleotida, ujedinjeni u DNK lancu (b)

Ugljikohidrati se proizvode u pogonima tijekom fotosinteze pod djelovanjem sunčeve svjetlosti i prvi su organske materije u ugljen spoj u prirodi.

Svi ugljikohidrati se dijele na jednostavne i složene. Jednostavnim (monosaharida, monosaharidi) uključuju ugljikohidrata, koji nisu u stanju da bude hidrolizovanog da formiraju jednostavnije spojeve. Njihova opšte formule SnN2nOn, pri čemu je broj atoma ugljenika jednak broju atoma O. K složenih ugljenih hidrata sadrži jedinjenja sposoban hidrolizira da formira jednostavne i male molekularne proizvoda. Oni imaju veliki broj C atoma ne jednak broj atoma O. Složeni ugljikohidrati su veoma raznovrsne kompozicije, molekularne težine i, shodno tome, svojstva.

Oni su podijeljeni u 2 grupe:
1. niske molekularne težine (šećera ili oligosaharidi);
2. visoke molekularne (nesaharopodobnye polisaharidi) - spojevi visoke molekularne težine, u sastavu koji može sadržavati ostatke hiljada jednostavnih ugljikohidrata. Oni se mogu podijeliti u dvije grupe, u kojoj su lanci izgrađeni iste (skrob, glikogen, celuloza), i razne monosaharida (hemiceluloza, pektini).

Jednostavan ugljenih hidrata molekula - izgrađena od monosaharida nerazgranati ugljik-ugljik lanac koji sadrži različit broj C atoma u sastavu biljaka i životinja uglavnom monosaharid sa 5 ili 6 C-atoma -pentozy i heksoza. U ugljikovih atoma nalaze hidroksilnih grupa, a jedan od njih je oksidira u aldehid (aldose) ili ketona (ketoza) grupe. Zbog prisustva asimetričnih atoma ugljika, monosaharidi imaju optički aktivnost. Sastav prirodnih ugljikohidrata uključuju monosaharida D-serije. Najčešći i važan predstavnici jednostavnih ugljikohidrata su glukoza i fruktoza. Prvi priključak se odnosi na aldohexoses, drugi - u ketohexoses. U vodenom rastvoru, glukozu i fruktozu u obliku cikličnih hemiacetalne.

Prisustvo alkohola, aldehida ili ketona grupe, kao i pojava u ciklički hemiacetalne hidroksilne oblika monosaharida ima smanjenje imovine, određuje kemijski ponašanje ovih spojeva. Oksidacije aldehid grupe karboksilne kiseline dovodi do odgovarajuće aldonic kiseline, i na kraju oksidaciju alkohola grupe na karboksi - da uronic kiseline. proizvodi smanjenje jedne od hidroksi grupa monosaharida se zove deoksi šećera. Primjeri su de zoksiriboza osnovi deoxyribonucleotides i DNK.

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

Disanje je aerobni proces, i.e., Javlja se u prisustvu zraka:

Ova reakcija se katalizira enzima. Diše zajedno sa fotosinteza je najvažniji izvor energije za žive organizme.

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

Alkoholna fermentacija odvija pod uticajem mikroorganizama, igraju ključnu ulogu u proizvodnji alkohola, vino, peciva:

Zajedno sa glavnim produktami- alkohol i C02 - tijekom alkoholne fermentacije različitih monosaharida formirana nusproizvodi (glicerol, jantarnom kiselina, octena kiselina, izoamil i izopropil alkohola, itd.)

Pored alkoholne fermentacije, postoji malolaktičku fermentacija monosaharide:

Pored alkoholne fermentacije, postoji malolaktičku fermentacija monosaharide

Ovo suštinski proces za pripremu jogurta, jogurt i drugi mlečni-kiselih namirnica, kiseli kupus.

Fermentacija monosaharida može dovesti do stvaranja maslačne kiseline (butanska fermentacija).

Polisaharid molekule su izgrađeni od različitih brojeva monosaharida ostataka. U zavisnosti od toga, oni su podijeljeni u niske i visoke molekularne polisaharide težine. Od posebnog značaja su disaharida, molekule od kojih su izgrađeni od dva identična ili različitih ostataka monosaharida. Najvažniji disaharida su saharoza, maltoza i laktoza. Jedan od molekula monosaharida je uvijek uključen u izgradnju disaharid molekula svojim hemiacetalne hidroksilne grupe, a drugi - hemiacetalne ili jedan od alkohola hydroxyls.

Ako je formiranje disaharid molekula monosaharida uključene njihove hemiacetalne hydroxyls formirana bez smanjenja disaharid- u drugom slučaju - da se oporavi. Ovo je jedna od glavnih karakteristika disaharida. Najvažniji reakcija disaharid - hidrolize:

Najvažniji polisaharide su skrob, glikogen i celuloze. Svi oni su zasnovani na D-glukoze i služe u biljnih i životinjskih organizama zadržavamo ugljikohidrata hrane ili ugljikohidrata za izgradnju osnovne staničnog tkiva.

Škrob (C6H1005) n - glavna komponenta žitarica, krompir, i mnoge vrste hrane sirovina. Skrob nije pojedine tvari, sastoji se od dvije vrste polimera: amiloze (18-25%) i amilopektina (75 -82%).
Glikogen se nalazi u mišićnog tkiva i jetru. On je također bio rezervni polisaharid. Prema svojoj strukturi liči na skrob.

Celuloza - glavna komponenta ćelija rasteniy- relativno čiste celuloze vlakna su pamuk, juta i konoplje. Važno derivata celuloze izlučuju uglavnom iz ljušture rakova su hitin i hitozan. Za razliku od celuloze, drugi atom ugljenika ovih jedinjenja nije hidroksilne i acetamid (hitin) ili amino (hitozan). Zbog biokompatibilnosti s tkivima ljudskih niske toksičnosti, sposobnost za poboljšanje regenerativne procese u zarastanje rana, biorazgradivih materijala na bazi hitina i chitosana su od posebnog interesa za medicinu.

Najvažniji regulatora procesa koji se odvijaju u živim organizmima su male molekularne organskih spojeva različite kemijske prirode, pod nazivom vitamina. Vitamini su neophodni za normalan ljudski život, ali s obzirom da se ne sintetiziraju u organizmu u dovoljnim količinama, oni moraju doći iz hrane kao ključna komponenta. Ime je dobila od latinske vitamina. Vita - život.
Trenutno postoji više od 30 spojeva koji se odnose na vitamine.

Istakne vitamina i vitamina poput (puno neophodnost nisu uvijek dokazano) supstance. U nekim hrana sadrži provitamina, odnosno spojevi sposobni razvijanja vitamina u organizmu.

Na primjer, u-karotena u vitamin A prihoda, ergosterola pod djelovanjem ultraljubičastih zraka u ljudskom organizmu pretvaraju u vitamin D.

U isto vrijeme postoji grupa spojeva, često blizu vitamina u strukturi, koja je, u konkurenciji sa vitaminima, može se odvijati u enzimskog sistema, ali nije u stanju da obavlja svoje funkcije. Nazivaju se antivitamin.

Od kada je kemijski prirode vitamina otvoren nakon uspostavljanja svoje biološke uloge, njihov konvencionalno određenih latinicom (A, B, C, D, i tako dalje. D.), koja se održala do danas informacije o osnovnim oblicima i funkcije vitamina su u tabeli 1.

Tabela 1. Glavne vrste i funkcije vitamina

SV Makarov, TE Nikiforov, NA Kozlov

Udio u društvenim mrežama:

Povezani