Пространственная изомерия

Слева D-глицеральдегид, справа L-глицеральдегид.

Изомерия (от др.-греч.ἴσος — равный, и μέρος — доля, часть) — существование химических соединений (изомеров), одинаковых по составу и молекулярной массе, различающихся по строению или расположению атомов в пространстве и, вследствие этого, по свойствам.

Стереоизомерия моносахаридов: изомер глицеральдегидау которого при проецировании модели на плоскость ОН-группа у асимметричного атома углерода расположена с правой стороны принято считать D-глицеральдегидом, а зеркальное отражение — L-глицеральдегидом. Все изомеры моносахаридов делятся на D- и L- формы по сходству расположения ОН-группы у последнего асимметричного атома углерода возле СН₂ОН-группы (кетозы содержат на один асимметричный атом углерода меньше, чем альдозы с тем же числом атомов углерода). Природныегексозы—глюкоза,фруктоза,маннозаигалактоза— по стереохимической конфигурациям относят к соединениям D-ряда.

Биологическая роль

В живых организмах углеводы выполняют следующие функции:

1. Структурнаяи опорная функции. Углеводы участвуют в построении различных опорных структур. Такцеллюлозаявляется основным структурным компонентомклеточных стенокрастений, хитин выполняет аналогичную функцию угрибов, а также обеспечивает жёсткостьэкзоскелетачленистоногих^[1].

2. Защитная роль у растений. У некоторых растений есть защитные образования (шипы, колючки и др.), состоящие из клеточных стенок мёртвых клеток.

3. Пластическая функция. Углеводы входят в состав сложных молекул (например,пентозы(рибозаидезоксирибоза) участвуют в построенииАТФ,ДНКиРНК)^[7].

4. Энергетическая функция. Углеводы служат источником энергии: при окислении 1граммауглеводов выделяются 4,1 ккал энергии и 0,4 гводы^[7].

5. Запасающая функция. Углеводы выступают в качестве запасных питательных веществ: гликогену животных,крахмалиинулин— у растений^[1].

6. Осмотическая функция. Углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме. Так, вкровисодержится 100—110 мг/% глюкозы, от концентрацииглюкозызависитосмотическое давлениекрови.

7. Рецепторная функция. Олигосахариды входят в состав воспринимающей части многихклеточных рецепторовили молекул-лигандов.

Биосинтез

В суточном рационе человека и животных преобладают углеводы. Травоядныеполучаюткрахмал,клетчатку,сахарозу.Хищникиполучаютгликогенс мясом.

Организмы животных не способны синтезировать углеводы из неорганических веществ. Они получают их от растений с пищей и используют в качестве главного источника энергии, получаемой в процессе окисления:

В зеленых листьях растений углеводы образуются в процессе фотосинтеза— уникального биологического процесса превращения в сахара неорганических веществ —оксида углерода (IV)иводы, происходящего при участиихлорофиллаза счёт солнечной энергии:

Обмен

Обмен углеводов в организме человека и высших животных складывается из нескольких процессов:

1. Гидролиз(расщепление) вжелудочно-кишечном трактеполисахаридовидисахаридовпищи домоносахаридов, с последующим всасыванием из просвета кишки в кровеносное русло.

2. Гликогеногенез(синтез) игликогенолиз(распад) гликогена в тканях, в основном впечени.

3. Аэробный (пентозофосфатный путь окисления глюкозы или пентозный цикл) и анаэробный (без потреблениякислорода)гликолиз— пути расщепления глюкозы в организме.

4. Взаимопревращение гексоз.

5. Аэробное окисление продукта гликолиза — пирувата(завершающая стадия углеводного обмена).

6. Глюконеогенез— синтез углеводов из неуглеводистого сырья (пировиноградная,молочная кислота,глицерин,аминокислотыи другие органические соединения).