Изомерия моносахаридов. Стереоизомерия. L- и Д- ряды. Диастереомеры, энантиомеры, эпимеры. Значение отдельных представителей

Триозы.

Существуют три триозы: энантиомеры D- и L-глицериновый альдегид и их структурный изомер диоксиацетон.

 

СНО СН2 ОН СНО

| | |

Н—С—ОН С=О НО—С—Н

| | |

СН2 ОН СН2 ОН СН2 ОН

D- глицериновый альдегид диоксиацетон L-глицериновый альдегид

В животных и растительных клетках образуется и участвует в обмене веществ только

D- глицериновый альдегид. Моносахариды с большим числом атомов углерода( 4, 5, 6 и так далее) в растительных и животных клетках сохраняют конфигурацию этого атома, большинство природных моносахаридов животных клеток относятся D- стереоряду

В растительной клетке происходит

присоединение СО2 и увеличение

числа атомов в моносахариде

СНО

|

Н—С—ОН D- конфигурация у последнего асимметрического

| центра сохраняется

СН2 ОН

D- глицериновый альдегид

 

Тетрозы С 4 ( Н 2О)4 содержат два хиральных атома углерода и существуют в виде

4 стереоизомеров. В свободном состоянии в клетках человека не встречаются и

образуются в качестве промежуточных соединений при метаболизме глюкозы в пентозофосфатном цикле( см. задания в конце лекции ).

Пентозы.

Состав пентозы С5(Н 2О)5, или С5 Н10 О5. Различают два вида: альдозы и кетозы. Альдозы содержат три хиральных атома, и образуют 8 стереоизомеров ( четыре принадлежат D- ряду, четыре L – ряду ).

В организме человека встречаются D- рибоза, D- ксилоза, в небольшом количестве

D- арабиноза и дезоксиальдопентоза - D - 2- дезоксирибоза.

Кетоза D- рибулоза содержит во втором положении оксо-группу. Большинство природных кетоз содержит оксо-группу в положении 2 углеродного скелета. Это вызвано тем, что альдозы и 2- кетозы могут превращаться друг в друга в процессе изомеризации.

¹СНО СНО СНО СНО СН2 ОН

| | | | |

Н –С-ОН d Н –С-ОН d НО –С-Н l Н –С –Н С=О

| | | | |

Н-С-ОН d НО-С-Н l Н-С-ОН d Н-С-ОН d Н- С-ОН d

| | | | |

Н-С-ОН d Н-С-ОН d Н-С-ОН d Н-С-ОН d Н-С-ОН d

| | | | |

⁵ СН2 ОН СН2 ОН СН2 ОН СН2 ОН СН2 ОН

D-рибулоза(d d)

D - рибоза ( d d d) D- ксилоза ( d l d ) D- арабиноза(d d l ) D - 2- дезоксирибоза

Две пентозы D- Рибоза ( d d d ) и D-арабиноза(d d l ) в растворе взаимно превращаются друг в друга. Промежуточным соединением является D-рибулоза. (d d). В точности также в процессе изомеризации D- рибулоза может превращаться в оба углевода- D-рибозу и D-арабинозу.

Два природных углевода, которые имеют общую кетозу, являются эпимерами , в слабо щелочном растворе превращаются друг в друга; процесс превращения называется - эпимеризацией ( в терминах стереоизомерии- эпимеры- диастереомеры)

D- Рибоза ( d d d ) < ——> D-рибулоза(d d) < ——> D-арабиноза(d d l )

В более широком понимании- эпимеры- диастереомеры, отличающиеся конфигурацией только одного хирального центра.

 

 

Гексозы

Состав гексозы С6(Н 2О)6 или С6 Н12 О6.

Различают два вида гексоз: альдозы и кетозы

Альдозы содержат четыре хиральных атома, и образуют 16 стереоизомеров.( восемь принадлежат D- ряду, восемь L – ряду )

В биологическом отношении наиболее важное значение для организма человека имеют три альдозы D- стереоряда: D- глюкоза ( d d l d ), D- манноза ( d d l l ),

D – галактоза. ( d l l d ) икетоза D – фруктоза (d d l ).

¹СНО СНО СНО СН2 ОН

| | | |

Н –С-ОН d НО –С-Н l Н –С-ОН l С=О

| | | |

НО-С-Н l НО-С-Н l Н-С-ОН d НО- С- Н l

| | | |

Н-С-ОН d Н-С-ОН d НО-С- Н l Н-С-ОН d

| | | |

Н- С-ОН d Н- С-ОН d Н- С-ОН d Н- С-ОН d

| | | |

⁶СН2 ОН СН2 ОН СН2 ОН СН2 ОН

 

D- глюкоза( d d l d) D- манноза ( d d l l ) D– галактоза( d l l d) D– фруктоза (d d l ).

Все перечисленные три альдогексозы- диастереомеры ( эпимеры).

 

Изомеризация, эпимеризация

Две альдогексозы связаны взаимными неферментативными превращениями в растворе ( способствует слабощелочная среда ): эпимеры глюкоза и манноза отличаются конфигурацией у второго атома углерода и превращаются друг в друга и в общую кетозу - фруктозу.

D- глюкоза ( d d l d ) < ——> D – фруктоза (d d l ) < ——> D- манноза ( d d l l )

В организме эти превращения катализируются ферментами.

Превращение двух других эпимеров: глюкозы и галактозы, которые отличаются конфигурацией третьего атома углерода, спонтанно невозможно.

 

галактоза ( d l l d) < —Х—> глюкоза ( d d l d)

Это сложный ферментативный процесс и в растворе углеводов in vitro не происходит.

Аминосахара

Наибольшее значение имеют D- 2- глюкозамин и D- 2- галактозамин, которые встречаются в природе в виде аминопроизводных или N- ацильных производных и находятся в составе гетерополисахаридов. В биохимических реакциях образуются из моносахаридов с участием амида глутаминовой кислоты( глутамина)

 

 

СНО

|

H –C- NН2 d

|

НО-С-Н l

|

Н-С-ОН d

|

Н-С-ОН d

| D- 2- глюкозамин

СН2 ОН

⇐ Предыдущая19202122232425262728Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Альдозы. Изомерия. Генетические ряды
2. В какие организации направляются материалы расследования Н.С. на производстве, в отдельных отраслях и организациях.
3. В ОТДЕЛЬНЫХ СФЕРАХ ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
4. В отношении отдельных категорий лиц
5. Вторая (эмпирическая) глава (в отдельных случаях при необходимости выделяют три главы)
6. Гидроксисоединения. Спирты, их классификация, номенклатура, изомерия, применение
7. Глава 12. Правовое регулирование отдельных видов сельскохозяйственной деятельности
8. Глава IV. Применение полицией отдельных мер государственного принуждения
9. Единый налог на вмененный доход для отдельных видов деятельности (понятие и элементы)
10. ИЗОМЕРИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
11. Классификация взрывоопасных зон для отдельных производств и установок