Какие углеводы содержатся в клетках животных
Анонимный вопрос · 6 сентября 2018
4,0 K
Глюкоза — универсальный углевод для живых организмов, производимый растениями
Растительные углеводы:
Крахмал-запасное вещество
Целлюлоза — основной полисахарид, из которого состоит клеточная стенка растений
Животные :
Гликоген- запасное вещество
В процессе пищеварения у животных из полисахаридов образуются олигосахариды, а из них различные дисахариды:
-мальтоза(глюкоза +глюкоза)
-сахароза (фруктоза+глюкоза)
-лактоза (галактоза+глюкоза)
Что преобладает в животных клетках среди органических веществ?
Углеводороды. То есть, в животных клетках преобладают жиры, углеводы, витамины, белки (их можно рассматривать как углеводороды, содержащие азот), в «меньшинстве» — азотистые соединения, в т.ч. нуклеотиды, фосфатиды (АТФ-АДФ и пр.), сероорганика, кремнийорганика.
Где накапливаются про запас белки, жиры и углеводы?
Пишу, фотографирую, рисую
Белки не накапливаются в организме, но могут превратиться в жир.
Жиры накапливаются под кожей — в сальнике и подкожной прокладке. Заметны на бедрах или животе в последствии.
Излишки углеводов остаются в организме в виде жира или гликогена.
А если говорить про клеточный уровень — то в мешочках Гольджи.
Прочитать ещё 2 ответа
Какие вещества из продуктов растительного происхождения могут оказывать противораковую активность, и какой их принцип действия?
Традиционно противораковые препараты, именно старые, которые цитостатики, они тем или иным образом нарушают деление клеток или синтез/копирование ДНК.
То есть принцип максимально грубый — цитотоксический. А потому цель — убить опухоль препаратом прежде чем пациента побочным эффектами этого препарата (которые суть следствие механизма его дейтсвия). А так как опухолевые клетки это практически наши же, то задача далеко не из простых.
Вполне себе существуют в качестве противоопухолевых соединения барвинка, тисового дерева, подофилла. Думаю, достаточно открыть раздел противоопухолевых препаратов в учебнике фармакологии (лучше зарубежном или переводном) и станет ясно, что многие из них растительного или микробного происхождения.
В чем отличие животной клетки от растительной?
Странное, но симпатичное существо.
Из учебника биологии:
- Растительная клетка имеет в клеточной оболочке клеточную стенку, а животная клетка ее не имеет.
- Животные клетки имеют гликокаликс.
- Животные клетки имеют центриоли. Среди растений центриоли имеются только у водорослей.
- Дочерние клетки после деления ядра отделяются у животных перетяжкой, у растений — перегородкой.
- Запасной углевод у растений — крахмал, а у животных — гликоген.
- Растительные клетки способны к фотосинтезу, животные — гетеротрофы.
- Растительные клетки имеют пластиды.
- Растительные клетки имеют в клеточной оболочке целлюлозу.
- Растительные клетки имеют центральную вакуоль.
- Животные клетки могут иметь органеллы (реснички и жгутики).
В чём достоинство медленных углеводов?
Врач-педиатр, диетолог. Работаю в клинике Doc+. Стаж по педиатрии с 2009 года. Дополнител… · health.yandex.ru
«Медленные» и «быстрые углевода» имеют одну характеристику. Она называется гликемический индекс (ГИ). ГИ отражает скорость усвоения глюкозы из углеводов. Продукты с низким ГИ («медленные углеводы») постепенно отдают глюкозу, энергия расходуется в течение длительного времени. Нет резких скачков инсулина, необходимого для усвоения глюкозы. Поэтому усвоенная глюкоза расходуется постепенно, не превращаясь в жир. К таким продуктам относятся цельнозерновые продукты, крупы (кроме белого риса, манной крупы), орехи, овощи, несладкие фрукты. Такие продукты не приводят к быстрому возникновению голода после еды.
Продукты с высоким ГИ («быстрые углеводы») быстро распадаются на глюкозу. Резко повышается уровень инсулина. Если в этот момент энергия, получаемая из глюкозы не нужна, глюкоза преобразуется в жир и откладывается. Высокий уровень инсулина в этот момент способствует этому. К таким продуктам относятся продукты из белой муки, соки, сладости, белый рис, манная крупа, сухофрукты, сладкие фрукты, например финики, виноград.
Прочитать ещё 2 ответа
Углеводы очень широко распространены в природе, особенно в растительном мире, где составляют 70-80% массы сухого вещества клеток. В животном организме на их долю приходится всего около 2% массы тела, однако и здесь их роль не менее важна.
Рассмотрим основные функции углеводов
1.Энергетическая функция. Углеводы являются одним из основных источников энергии для организма, обеспечивая не менее 60% энергозатрат. Для деятельности мозга, клеток крови, мозгового вещества почек практически вся энергия поставляется за счет окисления глюкозы. Углеводы способны окисляться с образованием АТФ в анаэробных условиях, что отличает их от других питательных веществ.
2.Структурная функция.
Во всех клетках организма обнаруживаются углеводы и их производные. Они входят в состав биологических мембран и органелл клетки, участвуют в образовании ферментов, нуклеиновых кислот, гликопротеинов, протеогликанов.
3.Защитная функция. Вязкие секреты (слизь), выделяемые различными железами, богаты углеводами и их производными (мукополисахаридами и др.) Они защищают внутренние стенки полых органов ЖКТ, воздухоносных путей и др., от механических и химических воздействий, проникновения патогенных микробов.
4.Регуляторная функция. Пища человека содержит значительное количество клетчатки, грубая структура которой вызывает механическое раздражение слизистой оболочки желудка и кишечника, стимулируя, таким образом, перистальтику кишечника. Кроме того, многие растительные углеводы способны удерживать воду и таким образом, увеличивая объем каловых масс, способствуют его опорожнению.
5.Резервная функция. Углеводы способны откладываться в виде гликогена. Эти запасы расходуются по мере надобности. В организме человека углеводы откладываются в основном в печени и мышцах, которые являются его депо. Так, в печени гликоген может накапливаться до 6 % , а в мышцах до 1% массы ткани. Гликоген используется в промежутках между приемами пищи и во время выполнения физической работы.
6.Специфические функции. Углеводсодержащие соединения служат маркерами в процессах узнавания молекулами друг друга, определяют антигенную специфичность, обусловливают различие групп крови. Некоторые углеводсодержащие полимеры являются рецепторами для связывания различных токсинов, бактериальных клеток, вирусов, гормонов. Гепарин является физиологическим антикоагулянтом. Некоторые углеводы являются витаминами (витамин С), антибиотиками (стрептомицин), выполняют другие специфические функции.
К основным углеводам тканей человека относятся:
из полисахаридов — гликоген, глюкозамингликаны
из дисахаридов — лактоза
из моносахаридов- глюкоза, фруктоза, галактоза, рибоза, дезоксирибоза
из нуклеозиддифосфат-сахаров — УДФ-глюкоза, УДФ-галактоза, УДФ-глюкуроновая кислота.
П Е Р Е В А Р И В А Н И Е У Г Л Е В О Д О В. Переваривание углеводов пищи заключается в ферментативном гидролитическом расщеплении поли- и дисахаридов до моносахаридов. Организм человека не вырабатывает ферментов, способных расщеплять клетчатку.
Переваривание углеводов начинается в ротовой полости под действием a-амилазы слюны. Крахмал частично расщепляется до декстринов и мальтозы. Этот процесс не играет важной роли в организме из-за кратковременности действия фермента на полисахариды.
В желудке вследствие отсутствия собственных гликозидаз переваривание углеводов под действием a-амилазы слюны возможно только в глубине пищевого комка.
Основное переваривание крахмала и гликогена происходит в просвете кишечника (полостное переваривание) под действием a-амилазы поджелудочной железы с образованием мальтозы, а дисахаридов на ворсинках эпителия слизистой кишечника (мембранное пищеварение).
Н2О
Мальтоза — Глюкоза + глюкоза
мальтаза
Н2О
Сахароза Глюкоза + Фруктоза
сахараза
Н2О
Лактоза Глюкоза + Галактоза
лактаза
Гликоген, строение, биороль , синтез, мобилизация. Строение. Гликоген — главная форма запасания углеводов у животных, в растениях эту функцию выполняет крахмал. Наибольшие запасы гликогена имеются в печени (до 6% массы печени или 80-110 г.) и в мышцах (до 1% мышечной массы или 350 г.). Продолжительность использования гликогена зависит от степени физической активности. В покое запас гликогена расходуется примерно за 18-20 часов, при выполнении физической работы за 2-4 часа. Практически не имеют гликогена клетки нервной ткани. Они целиком зависят от циркулирующей в крови глюкозы.
Гликоген представляет собой разветвленный гомополисахарид, построенный из сотен тысяч остатков Д-глюкозы, соединенных в полисахаридные цепи.
Биороль. Функции гликогена печени и других органов существенно отличаются. Гликоген мышц является легкодоступным источником глюкозы, которая используется в самой мышце для покрытия энергетических нужд. Гликоген печени используется главным образом для поддержания физиологических концентраций глюкозы в крови в промежутках между приемами пищи.
Биосинтез. Синтез гликогена происходит в два этапа. Первый этап это образование активной формы глюкозы, второй этап наращивание цепей ²затравочного² гликогена. В ходе реакций первого этапа глюкоза сначала фосфорилируется за счет фосфатной группы АТФ с образованием гюкозо-6-фосфата. Реакция обеспечивает захват глюкозы из кровотока так как фосфорилированная глюкоза не может покинуть клетку. Затем с участием УТФ происходит образование активной формы глюкозы – УДФ-глюкозы. На втором этапе под действием фермента гликогенсинтазы глюкоза из состава УДФ-глюкозы присоединяется к остаточному количеству гликогена.
Распад гликогена происходит под действием фермента гликогенфосфорилазы, катализирующего фосфоролитическое отщепление остатка глюкозы с образованием фосфорилированной формы глюкозы. При интенсивной мобилизации гликогена образующий глюкозо-6-фосфат подавляет фосфорилирование свободной глюкозы и таким образом ограничивается использование глюкозы крови.
АНАЭРОБНЫЕ ПУТИ ПРЕВРАЩЕНИЯ УГЛЕВОДОВ. ГЛИКОЛИЗ. Гликолиз или молочнокислое брожение — анаэробный распад глюкозы до лактата ради энергии. Гликолиз является наиболее древним биохимическим процессом, так как первичная атмосфера земли не содержала кислорода.
Совершается в тканях животных в условиях кислородной недостаточности. В эритроцитах, где отсутствуют митохондрии, гликолиз является единственным процессом обеспечивающим образование АТФ. Высокая интенсивность гликолитического распада углеводов отмечается в эмбриональной и опухолевой ткани. В мышцах этот процесс активен при выполнении ими работы. Причем наиболее высокая активность гликолиза отмечается вначале работы, так как система циркуляции не может увеличить подачу кислорода к работающей мышце одновременно с началом сокращения. Кроме того высокая активность процесса имеет место при выполнении работы субмаксимальной мощности. Гликолиз более активен в мышечных волокнах 2 типа (быстросокращающихся). Гликолиз представляет собой линейную последовательность 11 реакций, протекающих в цитозоле клеток. Гликолиз состоит из двух этапов: первый этап является подготовительным, в ходе которого глюкоза дважды фосфорилируется и подвергается расщеплению с образованием двух молекул глицеральдегид-3-фосфата. Фосфорилирование глюкозы требует расхода 2 молекул АТФ.
Второй этап это гликолитическая оксидоредукция. В ходе реакций этого этапа происходят реакции, приводящие к накоплению в метаболитах энергии в виде макроэргических связей, за счет разрыва которых происходит образование 4 молекул АТФ. Таким образом энергетическая ценность гликолиза составляет 2 АТФ на каждую молекулу глюкозы.
Конечным продуктом гликолиза является молочная кислота. Накопление молочной кислоты в мышцах приводит к снижению величины рН до 6,5 и ниже ( в норме рН=7,1). Это является причиной снижения активности ферментов гликолиза и уменьшения скорости ресинтеза АТФ. Раздражение нервных окончаний лактатом вызывает болевые ощущения во время выполнения интенсивной работы. В восстановительный период лактат утилизируется в печени в процессе глюконеогенеза. В течение 1-1,5 часа печень способна превратить лактат в глюкозу. Если после интенсивной нагрузки выполняется работа умеренной мощности часть лактата может окисляться в мышцах или сердце, что является важным фактором ускорения устранения лактат крови.
В гликолизе могут использоваться глюкозные остатки, запасенные в молекулах гликогена. Именно мобилизациия гликогена является основным источником глюкозы для гликолиза. В этом случае процесс называется гликогенолизом. Гликогенолиз отличается двумя первыми реакциями, направленными на отщепление глюкозы от гликогена. При этом фосфорилирование глюкозы требует лишь одной молекулы АТФ, поэтому энергетическая ценность процесса составляет 3 АТФ.
В энергетическом отношении путь малоэффективен, но в то же время это единственный путь дающий энергию в анаэробных условиях.
Пластическое значение гликолитической цепи заключается в том, что некоторые метаболиты могут использоваться в реакциях синтеза. Например, дигидроксиацетонфосфат – на синтез липидов, пируват на образование аланина.
Гликолитическая цепь до стадии образования пирувата представляет собой первый этап дихотомического распада углеводов.
Рекомендуемая литература
| Михайлов С. С . Спортивная биохимия : учебник для студентов высших и средних специальных учебных заведений, обучающихся по направлению 032100 — «Физическая культура», специальности 032101 — «Физическая культура и спорт» и специальности 050720 — «Физическая культура» / С. С. Михайлов .— 4-е изд., стер. — М. : Советский спорт, 2007 .— 256, |
| Артемова Э. К. Биохимия: пособие для самостоятельной работы студентов институтов физической культуры / Э. К. Артемова .— М. : Физкультура и спорт, 2006 .— 71 с. |
| Проскурина И. К. Биохимия: учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Педагогическое образование», профиль «Физическая культура» [квалификация «бакалавр»] / И. К. Проскурина .— Москва : Академия, 2012 .— 333. |
| Биохимия мышечной деятельности : Учебник для студентов высш. учеб. заведений физ. воспитания и спорта / Н. И. Волков, Э. Н. Несен, А. А. Осипенко, С. Н. Корсун .— Киев : Олимп.лит., 2000 .— 502с. |
| Биохимия витаминов : учебно-методическое пособие / И. [! Н] П. Баранов, Ю. А. Старых, И. В. Ушканова и др. ; Министерство образования Российской Федерации, Сургутский государственный университет .— Сургут : Издательство СурГУ, 2003 .— 73 с |
| Мохан Р. Биохимия мышечной деятельности и физической тренировки / Р. Мохан, ; Пер. с англ. В. Смульский .— Киев : Олимп.лит., 2001 .— 294с. |
| Джалилов П.Б. Михайлов С.С.Словарь терминов по биохимии спорта (глоссарий) Изд-во «Советский спорт»: 2013, 40 с. <URL: https://e.lanbook.com/ |
| Старых Ю. А . Основы нейроэндокринной регуляции обмена веществ [Электронный ресурс] : учебно-методическое пособие / Ю. А. Старых, И. В. Ушканова ; ГБОУ ВПО «Сургутский государственный университет Ханты-Мансийского автономного округа — Югры», Кафедра физиологии .— Сургут : Издательский центр СурГУ, 2012<URL:https://lib.surgu.ru/fulltext/umm/100502 |
| Старых Ю. А . Обмен углеводов [Электронный ресурс] : учебно-методическое пособие для самостоятельной работы студентов / Ю. А. Старых, Н. П. Баранов ; ГБОУ ВПО «Сургутский государственный университет ХМАО — Югры», Медицинский институт, Кафедра физиологии .—— Сургут : Сургутский государственный университет, 2014 . <URL:https://lib.surgu.ru/fulltext/umm/107824>. |
| Старых Ю. А . Химия белков и пептидов [Электронный ресурс] : учебно-методическое пособие для самостоятельной работы студентов / Ю. А. Старых ; ГБОУ ВПО «Сургутский государственный университет ХМАО — Югры» .Сургут : Сургутский государственный университет, 2014 . <URL:https://lib.surgu.ru/fulltext/umm/107825 |
| Старых Ю. А . Обмен липидов [Электронный ресурс] : учебно-методическое пособие для самостоятельной работы студентов / Ю. А. Старых, Н. П. Баранов ; ГБОУ ВПО «Сургутский государственный университет ХМАО — Югры», Медицинский институт, Кафедра физиологии .— Сургут : Сургутский государственный университет, 2014 <URL:https://lib.surgu.ru/fulltext/umm/108904 |
Углеводы представляют собой соединения с общей формулой $mathrm{C_nH_{2m}O_m}$ или $mathrm{C_n(H_2O)_m}$, то есть условно состоящие из углерода и воды — отсюда их название. Содержание углеводов в живых клетках различно. В животных клетках содержание углеводов колеблется от 1 до 5 %. В растениях содержание углеводов заметно выше — до 70 % в некоторых запасающих органах, например в клубнях картофеля. Кроме высокого содержания углеводов для растений характерно и большее их разнообразие.
классификация углеводов
Углеводы делятся на две группы — простые углеводы, или моносахариды, и сложные углеводы, которые, в свою очередь, включают в себя дисахариды, олигосахариды и полисахариды.
моносахариды
Простые углеводы, как правило, представляют собой многоатомные спирты, содержащие ОН-группу у каждого атома углерода, кроме одного, несущего альдегидную или кетогруппу. Это видно на примере глюкозы, которая имеет 6 атомов углерода, при этом первый — в составе альдегидной группы, а остальные несут ОН-группы.
Наиболее распространенными моносахаридами являются глюкоза, или виноградный сахар, и фруктоза, или фруктовый сахар. Они являются изомерами и имеют одну и ту же общую формулу $mathrm{C_6H_{12}O_6}$.
Пентозы и гексозы способны замыкаться в 5- или 6-членные кольца, переходя в циклическую форму.
Линейная и циклическая формы глюкозы
Длина углеродной цепи в моносахаридах, встречающихся в живых организмах, колеблется от 3 до 8 атомов, хотя большинство из них содержит 3, 5 или 6 атомов углерода. В зависимости от количества атомов углерода моносахариды разделяют на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы, гептозы, октозы. Моносахариды хорошо растворимы в воде, образуют кристаллы и имеют сладкий вкус.
Большое биологическое значение имеют пентозы рибоза и дезоксирибоза, которые входят в состав РНК и ДНК соответственно.
Структура глюкозы и других гексоз
Многообразие моносахаридов связано в основном с оптической изомерией (см. тему «Хиральность и оптическая изомерия биомолекул»). Так, глюкоза, манноза и галактоза имеют одну и ту же брутто-формулу $mathrm{C_6H_{12}O_6}$, но отличаются расположением функциональных групп в пространстве. Розовым на рисунке выделены группы с отличающейся от глюкозы ориентацией.
Альдегидная или кетонная группа обычно взаимодействует с одной из спиртовых групп молекулы, образуя циклическую форму. Процесс циклизации глюкозы показан на рисунке. Циклическую форму изображают стандартным способом, в виде плоского кольца. Устойчивы 5-членные и 6-членные циклы. Обратите внимание, что одним из атомов в кольце является кислород, а один из углеродных атомов (6-й) оказывается вне кольца. Глюкоза в основном присутствует в растворе в виде 6-членного кольца.
При изображении циклических сахаров ОН-группы в D-ориентации (те, что смотрят вправо в линейной формуле) оказываются под плоскостью кольца, а ОН-группы в L-ориентации (влево в линейной формуле) — над плоскостью кольца, то есть линейную формулу нужно повернуть вправо, как показано в анимации.
Фруктоза замыкается в 5-членное кольцо, т. к. имеет кетогруппу, расположенную при 2-м атоме, которая взаимодействует с гидроксильной группой при 5-м атоме. Линейная и циклическая формулы фруктозы:
альфа- и бета-изомеры сахаров
При циклизации моносахаридов возникает оптическая изомерия по тому атому углерода, который содержался в составе альдегидной или кетогруппы (они не имеют оптической изомерии, т. к. в них атом С не тетраэдрический — есть двойная связь, и заместителя всего три). После замыкания в цикл этот С становится тетраэдрическим, и при нем появляется ОН-группа (у глюкозы это атом 1, у фруктозы — 2). Данная ОН-группа называется гликозидным гидроксилом. В какой оптической конфигурации — D или L — этот гидроксил будет находиться? Это происходит случайным образом, поэтому возможны оба варианта, и эти изомеры превращаются друг в друга через линейную форму. Изомер, в котором ОН-группа оказывается в D-ориентации и, соответственно, под плоскостью кольца, называется $alpha$-изомером. Изомер, в котором та же группа оказывается в L-ориентации и над плоскостью кольца — $beta$-изомером. Между собой эти изомеры называются $alpha$- и $beta$-аномерами. Процесс взаимного перехода этих форм друг в друга называется муторотацией.
В свободном моносахариде они переходят друг в друга, но при образовании связи фиксируется тот или иной вариант, то есть различают $alpha$- и $beta$-связи в олиго- и полисахаридах.
Структура дезоксирибозы и рибозы
Дезоксирибоза отличается от рибозы отсутствием одного кислорода при 2-м атоме С («дез» — без, «окси» — указывает на кислород). Атомы этих сахаров в составе ДНК и РНК нумеруют со штрихами, чтобы в нуклеотидах была сквозная нумерация атомов (без штрихов нумеруют атомы в другой части нуклеотида — азотистом основании).
дисахариды
Молекулы моносахаридов могут образовывать связи между собой с потерей молекулы воды. В результате образуются олиго- и полисахариды. К олигосахаридам относят растворимые в воде полимеры моносахаридов.
Дисахариды широко распространены в живой природе.
Сахароза (свекловичный, тростниковый сахар), представляющая собой соединение глюкозы и фруктозы, играет важную роль в растениях, где она служит транспортируемой формой углеводов во флоэме. Кроме того, она часто накапливается в качестве запасного вещества. Особенно много ее в сахарном тростнике и свекле, откуда ее получают для использования в пищу.
Другой важный дисахарид — лактоза (или молочный сахар) содержащаяся в молоке млекопитающих. Она состоит из остатков глюкозы и галактозы.
Мальтоза, образованная двумя остатками глюкозы, образуется при расщеплении крахмала и гликогена в пищеварительном тракте животных или при прорастании семян растений.
В природе встречается много других дисахаридов, кроме того, известны олигосахариды, содержащие 3 и 4 остатка моносахаридов.
При описании структуры ди- и полисахаридов существенным является:
полисахариды
Полисахариды нерастворимы в воде и не имеют сладкого вкуса. Так как к одному остатку моносахарида может быть присоединено несколько других остатков, полисахариды могут иметь разветвленную структуру. В живых организмах наиболее широко распространены полимеры глюкозы — крахмал, гликоген и целлюлоза.
Одними из важнейших полисахаридов являются полимеры из остатков глюкозы — крахмал, гликоген и целлюлоза.
Крахмал состоит только из остатков глюкозы. В состав крахмала входят два компонента — линейный компонент, называемый амилозой, и разветвленный — амилопектин. Амилоза имеет спиральную пространственную структуру. Внутрь спирали способны встраиваться молекулы йода, поэтому качественная реакция на крахмал — образование синего йодкрахмального комплекса. Молекулы амилозы и амилопектина содержат несколько тысяч остатков глюкозы. Крахмал служит основным запасным веществом у растений.
У животных и грибов резервную (запасающую) функцию выполняет гликоген — полисахарид, похожий на амилопектин, но отличающийся большей разветвленностью. Крахмал и гликоген накапливаются в клетках в виде гранул.
Целлюлоза представляет собой линейный неветвящийся полимер, содержащий примерно 10 000 остатков глюкозы. Молекулы целлюлозы располагаются параллельно друг другу и образуют между собой множество водородных связей. Таким образом формируются прочные пучки молекул — мицеллы, которые объединяются в волокна (микрофибриллы). Такое строение придает целлюлозе высокую механическую прочность. Целлюзоза встречается в основном у растений, где составляет основу клеточных стенок. Помимо растений целлюлоза обнаружена у оомицетов (группа, которую обычно относили к грибам) и у асцидий. Целлюлоза — самое распространенное на земле органическое вещество.
Близок по строению к целлюлозе хитин. В нем мономерной единицей является N-ацетилглюкозамин — азотсодержащий моносахарид, производное глюкозы. Хитин служит основой клеточных стенок грибов и образует наружный скелет у членистоногих.
Клеточную стенку бактерий образует соединение муреин (от лат. murum — стена). Оно состоит из полисахаридных цепочек, сшитых между собой пептидными мостиками. Поэтому его еще называют пептидогликаном (гликаны — другое название сложных углеводов). Полисахаридные цепочки муреина образованы двумя чередующимися остатками азотсодержащих моносахаридов. Пептидные мостики муреина содержат D-изомеры аминокислот, что является редкостью в живом мире.
Крахмал.
Крахмал включает в себя два компонента: линейный (неветвящийся) — амилозу — и ветвящийся — амилопектин. Цепочки амилозы состоят из остатков глюкозы, соединенных $alpha$-(1-4)-связями. Так как в случае $alpha$-связи каждый следующий мономер поворачивается относительно предыдущего на один и тот же (тетраэдрический) угол, возникает спиральная структура.
Амилопектин включает в себя цепочки, подобные амилозе, которые дополнительно ветвятся за счет $alpha$-(1-6)-связей.
Гликоген.
Устроен подобно амилопектину, с большой частотой ветвления. Пространственная структура напоминает плоскую ветвящуюся спираль.
Центром организации гликогеновой гранулы служит белок гликогенин (на рисунке цветной).
Целлюлоза.
Неветвящийся (линейный) полимер из остатков глюкозы. Остатки глюкозы соединены между собой $beta$-(1-4)-связями. Поскольку $beta$-связь находится над плоскостью глюкозного кольца, а ОН-группа при 4-м атоме глюкозы смотрит вниз (в D-конфигурации), то каждый следующий остаток глюкозы переворачивается «вверх ногами». В результате образуется не спиральная пространственная структура, как в крахмале и гликогене, а линейная.
Часто структуру целлюлозы изображают так, но данная форма записи связи не отражает реального расположения мономеров в пространстве.
Линейные цепочки целлюлозы взаимодействуют друг с другом (за счет образования водородных связей между ОН-группами) и образуют пучки, из которых строится клеточная стенка растений и некоторых других организмов.
Хитин. Линейный $beta$-(1-4)-полимер азотсодержащего моносахарида N-ацетилглюкозамина (производное глюкозы с модификацией у 2-го атома С).
Муреин.
функции углеводов
Функции углеводов в живых организмах многообразны.
Углеводы являются первичными продуктами фотосинтеза, на основе их углеродного скелета образуются практически все другие вещества в клетках автотрофов. Гетеротрофы потребляют эти вещества в качестве пищи.
Энергетическая функция: углеводы являются наиболее удобным источником энергии. Основные пути получения энергии у всех живых организмов рассчитаны на использование глюкозы и фруктозы.
Структурная функция: полисахариды, например целлюлоза и хитин, входят в состав клеточных стенок, хитинового панциря членистоногих. Также полисахариды являются неотъемлемыми компонентами соединительной ткани животных (хрящи, сухожилия и др.).
Запасающая (резервная) функция. Важнейшие резервные углеводы — крахмал (у растений) и гликоген (у животных и грибов).
Транспортная функция: в форме углеводов осуществляется основной транспорт веществ в многоклеточных организмах, например в крови животных (глюкоза) или в флоэме высших растений (сахароза).
Остатки олигосахаридов, находящиеся на поверхности клеток в составе гликопротеинов и гликолипидов, играют важную роль в межклеточном взаимодействии и адгезии — организации клеток в ткани.