SACHARIDY

1

• SACHARIDY
• POJMY
• sacharidy, cukry, aldosy, ketosy
• monosacharidy, oligosacharidy, polysacharidy
• otevrené a cyklické formy monosacharidu,
  pyranosa, furanosa
• stereoisomerie monosacharidu, Fischerovy a
  Haworthovy vzorce
• konfigurace, chiralita, optická aktivita,
  konformace
• optické antipody, enantiomery,
  diastereoisomery, epimery
• ?- a ?-anomery, mutarotace
• poloacetalový hydroxyl, glykosidová vazba (O-,
  N- a S-glykosidy)
• heteroglykosid aglykon glykosyl
• redukující a neredukující sacharid, redukující
  a neredukující konec retezce
• triosy ... heptosy

2
Monosacharidy aldehydy nebo ketony
polyhydroxylových alkoholu se 3 8 atomy
C Odvozeny od glyceraldehydu nebo glyceronu
Centra chirality aldohexosy 4 centra 24
stereoisomeru
3
Konfigurace D- a L-
D resp L sacharidy mají stejnou absolutní
konfiguraci asymetrického centra nejvíce
vzdáleného od karbonyloé skupiny jako má D- resp.
L-glyceraldehyd
4
Ketohexosy pouze 3 centra chirality 8
stereoisomeru
5

• otevrené a cyklické formy monosacharidu,
  pyranosa, furanosa

Fischerova projekce
Haworthova projekce
6
Epimery sacharidy lišící se konfigurací na
jediném atomu uhlíku
Cyklické struktury mají další centrum asymetrie
na C1 - dve anomerní formy a- OH na C1 je v
opacné poloze vzhledem k rovine kruhu než CH2OH a
druhý anomer je oznacován ß Mutarotace ve
vodném roztoku 63,6 ß a 36,4 a anomeru
7
Glykosidická vazba

• R-OH HO-R' ? R-O-R' H2O
• Napr. dva monosacharidy nebo jiný alkohol tvorí
  glykosidy

aglykon
8
Chemické vlastnosti monosacharidu 1

• 1. Redukcní vlastnosti sacharidy se oxidují,
  redukce Fehlingova a Tollensova cinidla, co
  vzniká? Nositelkou redukcních vlastností je
  poloacetalová skupina.
• Pri oxidaci vznikají kyseliny aldonové (napr.
  glukonová), aldarové, alduronové
• Muže probehnout i redukce, z glukosy glucitol
  sorbit

Fehlingovo cinidlo mednatý iont v komplexu
kyseliny vinné Tollensovo cinidlo stríbrný
kationt v komplexu s amoniakem
Cu( -OOC-HCO--HCO--COO- )26-
9
redukující a neredukující sacharid, redukující a
neredukující konec retezce
Aldehydová skupina schopna redukovat slabá
oxidacní cinidla Oligosacharidy a polysacharidy
redukující konec- volná aldehydická skupina
10
Monosacharidy
?-D-glukosa necyklická forma
glukosy ?-D-glukosa
?-D -galaktosa (galaktopyranosa)
?-D-mannosa (mannopyranosa)
11
?-D-fruktosa (fruktofuranosa)
D-glukono-?-lakton
?-D-glukosamin
N-acetyl-?-D-galaktosamin
?-D-galakturonát
Soucást antigenu krevních skupin Strukturní
polysacharidy
?-D-glukosa-6-fosfát
12
OLIGOSACHARIDY
?-D-glukopyranosa ?-D-fruktofuranosa
sacharosa
?-D-galaktopyranosa ?-D-glukopyranosa
?-D-laktosa vazba ?(1?4)
?-D-glukopyranosa ?-D-glukopyranosa
?-D-maltosa vazba
?(1?4)
?-D-glukopyranosa ?-D-glukopyranosa
?-D-cellobiosa vazba ?(1?4)
13
POLYSACHARIDY
ZÁSOBNÍ POLYSACHARIDY - škrob (polyglukan,
vazby ?(1?4)), rostlinný puvod, amylosa
nevetvený lineární polymer, rozp. ve vode,
Mh 40 - 150 kDa, prumerne
20 amylopektin vetvený (vazby ?(1?6)) po 20
- 30 jedn.) prumyslová surovina
(modifikované škroby, dextriny) - glykogen,
"živocišný škrob" podobný amylopektinu, casteji
vetvený jaterní bunky (20 ), svalové (1 ),
rychlý obrat - inulin (polyfruktan, ?(2?1)
vazby), asi 30 jedn. rostlinný zásobní
sacharid (cekanka, topinambur, jiriny)
infuse pro diabetiky - dextrany (polyglukany,
predevším vazby ?(1?6)) puvod
mikroorganismy a rasy využití chromatog.
materiál, infuse - agarosy a carrageenany
(polygalaktany) kultivacní pudy, nosic
pri elektroforese, imobilisace bunek,
potravinárství ,
?
14
Škrob - amylopektin
15
STAVEBNÍ POLYSACHARIDY - celulosa (polyglukan,
vazby ?(1?4)) bunecné steny rostlin a nekterých
mikroorganismu nejrozšírenejší organická látka
na Zemi - hemicelulosy (obsahují glukosu, xylosu,
galaktosu, mannosu, arabinosu, uronové
kys.) "spojovací tmel" stavebního materiálu
rostlinných tel (drevo celulosové fibrily,
hemicelulosy, pektiny, glykoproteiny, lignin
málo definovaná aromatická org. makromolekulární
struktura) - pektiny polygalakturonové
kyseliny, vazby ?(1?4), cástecne methylestery,
prícné vazby pomocí Ca2 nebo Mg2 v ovoci
(džemy, marmelády) - chitin (poly-N-acetylglukosam
in, vazby ?(1?4)) korýši, želvy, hmyz, nekteré
mikroorganismy Glykosaminoglykany
mukopolysacharidy -extracelulární kyselé
polysacharidy hyaluronová kys. (glukuronát),
mureiny (muramát) chondroitinsulfáty,
dermatansulfáty, keratansulfáty, heparona
(sulfát) heparin Glykoproteiny - O- a
N-glykoproteiny
16
Sekundární struktura polysacharidu
helix
Natažený pás
17
Metabolismus sacharidu
Degradace Glykolysa (glykogenolysa) Pentosový
cyklus
Synthesa Glukoneogenese , synthesa
polysacharidu Calvinuv cyklus (temná fáze
fotosynthesy)
18
Katabolismus
proteiny
polysacharidy
lipidy
I. fáze
aminokyseliny
glukosa
Glycerol mastné kyseliny
II. fáze
III. fáze
ETS
19

• Zdroje glukosy
• Zásobní polysacharidy vlastního organismu
• Polysacharidy, oligosacharidy a monosacharidy
  získané potravou
• Štepení glykogenu fosforolyticky
• Štepení škrobu a dalších glykosidasy
• a-amylasa, ß-amylasa, amyloglukosidasa
• odvetvující enyzmy (pullulanasy, R-enzymy)

20
Fosforolytické štepení glykogenu - glykogenolysa
21
Úcinek adrenalinu
22
Hormonální regulace aktivity glykogenfosforylasy
Receptor na plasmatické membráne Aktivace G
proteinu (GTPasa) Aktivace adenylátcyklasy ? cAMP
druhý posel Aktivace proteinkinasy ?
fosforylace (aktivace) fosforylasakinasy fosfo
rylace (aktivace) fosforylasy b Štepení
glykogenu
Amplifikace signálu
23
Amplifikace signálu

• Charakter kaskády jedna molekula vyvolá tvorbu
  velkého poctu dalších složek

24
Glykolýza sumárne
25
I. Cást vyžadující energii (ATP)
Glykolysa Lokalisace cytosol
II. Štepení na 2 triosy
ATP
substrátová fosforylace
III. Cást produkující energii (ATP)
26
Energetická bilance glykolysy v aerobním
chemoorganotrofním organismu
27
Prenos vodíku z cytosolického NADH do
mitochondrií - malát aspartátové kyvadlo
28
Prenos vodíku z cytosolického NADH do
mitochondrií - glycerolfosfátové kyvadlo
(létací sval hmyzu)

1. Glycerol-3-fosfát dehydrogenasa katalysuje
   oxidaci NADH dihydroxyacetonfosfátem
2. Oxidace glycerol-3-fosfátu flavoproteindehydrogena
   sou ? FADH2
3. Reoxidace FADH2 dýchacím retezci ? 2ATP

29
Mlécná fermentace, anaerobní metabolismus
Laktátdehydrogenasa, LDH
30
Ethanolová fermentace
Alkoholdehydrogenasa
31
Porovnání aerobní a anaerobní glykolysy
anaerobní (fermentace) aktivace glc -1
ATP fru 1,6 bis P -1 ATP oxidace GAP (2
NADH H) laktát,etOH substrátová
fosforylace 4 ATP ox.dekarboxylace pyr (2
NADH H) 6 ATP 2 x CKC 24 ATP Celkem
2 ATP
aerobní aktivace glc -1 ATP fru 1,6 bis P
-1 ATP oxidace GAP (2 NADH H) ?
6 ATP 2 x substrátová fosforylace 4
ATP ox.dekarboxylace pyr (2 NADH H) 6 ATP 2
x CKC 24 ATP Celkem 38
ATP Pozor!!! (Glycerol fosfátové kyvadlo 36
ATP)
32
Regulace glykolysy
Enzym Inhibitor Aktivátor
hexokinasa Glc-6-P -
PFK ATP, citrát ADP,AMP,cAMP, fru-1,6-bisP, Fru-2,6-bisP
Pyr kinasa ATP -
33
Katabolismus ostatních sacharidu - vetšina je
premenena na intermediáty glykolysy
34
Glukoneogenese - tvorba glukosy
spotreba16020/den 75 mozek V krvi 20
g Zásoba glykogenu 180 200 g glc
35
(No Transcript)
36
Metabolismus glykogenu
UDP-glc
Glc-1-P

• Aktivní formy monosacharidu pro synthesu
  polysacharidu NDP-x
• prekursor Glc-1-P

37
Coriho cyklus
Coriho cyklem se oznacuje propojení anaerobní
glykolýzy ve svalech s glukoneogenezí v játrech
38
Pentosový cyklus
Jaterní bunky Adipocyty (tukové b.) Erythrocyty
(redukce GSSG)
Sumárne Glc-6-P 12 NADP ? 6 CO2 12
NADPH H
39
Pool hexosafosfátu
40
(No Transcript)
41
(No Transcript)
42
Regulace hladiny krevní glukosy insulinem
43
Regulace hladiny glc v krvi jaterní glukokinasou
Km glukokinasy 10 mM
44
Temná fáze fotosynthesy - Calvinuv cyklus Rovnež
metabolismus sacharidu (již probrán v souvislosti
se svetlou fázi fotosyntézy)