Протеогликаны, гликопротеины

Тема: Обмен и функции углеводов.

Занятие №1.

Актуальность темы.

Углеводы широко распространены в природе. Они входят в состав живых организмов и вместе с белками, липидами

и нуклеиновыми кислотами определяют специфичность их строения и функционирования. Углеводы участвуют во

многих метаболических процессах и прежде всего они являются основными поставщиками энергии, выполняют

структурную роль. Из них в процессе метаболизма образуется большое число органических соединений, которые

служат исходными субстратами для синтеза липидов, аминокислот, нуклеотидов. Производные углеводов участвуют

в детоксикации ксенобиотиков и инактивации веществ эндогенного происхождения. Углеводы могут

синтезироваться с использованием других метаболитов: некоторых аминокислот, глицерина, молочной кислоты.

2.1. Понятие об углеводах, биологическая роль и химическое строение отдельных представителей

(моносахаридов, дисахаридов).

2.2. Протеогликаны, гликопротеины.

2.3. Переваривание и всасывание углеводов в желудочно-кишечном тракте. Роль клетчатки. Непереносимость

углеводов. Мальабсорбция дисахаридов.

 

2.1. Понятие об углеводах, биологическая роль и химическое строение отдельных представителей

(моносахаридов, дисахаридов).

 

Углеводы вместе с белками, липидами и нуклеиновыми кислотами входят в состав живых организмов и определяют специфичность их строения и функционирования. На долю углеводов приходится около 75% массы пищевого рациона и более 50% от суточного количества необходимых калорий. Углеводы являются поставщиками энергии и выполняют структурную роль. Из углеводов в процессе метаболизма образуются вещества, которые служат исходными субстратами для синтеза липидов, аминокислот, нуклеотидов.

Углеводы – это альдегидо- или кетоноспирты.

Функции углеводов:

1. Энергетическая;

2. Углеводы ( рибоза, дезоксирибоза) входят в состав нуклеиновых кислот, свободных мононуклеотидов (АТФ, ГТФ, цАМФ и др.), коферментов (НАД, НАДФ, ФАД);

3. Структурная: гликопротеины – коллаген; белки-рецепторы; гликокаликс, белки определяющие принадлежность к группе крови; факторы свертывания крови; ферменты, гормоны; гликозаминогликаны и др;

4. Защитная: иммуноглобулины, интерферон, муцины, фибриноген, гликозаминогликаны и др.;

5. Дезинтоксикационная - входят в состав ФАФС (фосфоаденозинфосфосульфат) и УДФГК (уридиндифосфоглюкуроновая кислота).

Суточная потребность – 500 грамм.

 

Классификация:

 

1. Моносахариды – производные многоатомных спиртов, содержащих альдегидную или кетонную группу. В

зависимости от количества углеродных атомов моносахариды делятся на:

Истинные:

- триозы

- тетрозы

- пентозы (рибоза, дезоксирибоза)

- гексозы (глюкоза, галактоза, фруктоза) и др.

Производные моносахаридов:

- уроновые кислоты – если вместо СН₂ОН группы в 6 положении – СООН группа (у глюкозы – глюкуроновая

кислота; у галактозы – галактоуроновая кислота). Они входят в состав гликозаминогликанов;

- аровые кислоты – если в 6 и 1 положениях – СООН группы (у глюкозы – глюкаровая, у галактозы –

галактаровая);

- аминосахара – если во 2 положении – NН₂группа (у глюкозы – глюкозамин, у галактозы – галактозамин). Они

входят в состав гликозамингликанов;

- N-гликозиды (рибоза, дезоксирибоза, соединенные с азотистым основанием в нуклеотиде - N-гликозидной

связью). Входят в состав РНК, ДНК, АТФ, НАД, ФАД и др.;

- фосфорные эфиры моносахаридов – замещение атомов Н на остатки фосфорной кислоты: глюкозо-6-фосфат;

фруктозо-1,6-дифосфат; рибозо-5-фосфат и др.

2. Олигосахариды (в их состав входят от 2 до 10 остатков моносахаридов)

Дисахариды:

 

- мальтоза состоит из 2 молекул α-Dглюкозы, соединенных α-1,4-гликозидной связью. Она имеет свободный

полуацетальный гидроксил, обладает восстанавливающими свойствами;

- лактоза (молочный сахар) состоит из β-Dгалактозы и α-Dглюкозы соединенные β-1,4-гликозидной связью.

Имеет свободный полуацетальный гидроксил и обладает восстанавливающими свойствами.

- сахароза состоит из α-Dглюкозы и β-Dфруктозы, соединенные α-1,2-гликозидной связью. Свободного

полуацетального гидроксила не имеет, поэтому не обладает восстанавливающими свойствами.

3. Полисахариды:

- гомополисахариды (крахмал, клетчатка, гликоген);

- гетерополисахариды (гликопротеины, протеогликаны, гликолипиды).).

Протеогликаны, гликопротеины.

 

Протеогликаны – это сложные белки, состоящие из белков и углеводов. Углеводы, входящие в состав

протеогликанов называются глкозаминргликанами.

 

Классификация гликозаминогликанов:

1. гиалуроновая кислота

2. хондроитин-4-сульфат

3. хондроитин-6-сульфат

4. дерматансульфат

5. кератансульфат

6. гепарин.

Они широко распространены в организме человека: кожа, сухожилия, хрящи, кости, синовиальная жидкость,

стекловидное тело, роговица, пупочный канатик, слизистые рта, носа, бронхов, кровеносных сосудов.

 

Функции гликозаминогликанов:

1. защитно-механическая;

2. гиалуроновая кислота является «биологическим цементом» т.е. заполняя межклеточное вещество, укрепляет соединительную ткань, тем самым препятствует проникновению в организм болезнетворных микроорганизмов;

3. обладают высокой гидрофильность, т.е. удерживают воду и катионы, принимая участие в регуляции водно-солевого обмена;

4. обладают высокой вязкостью – участвуют в формировании пищевого комка, облегчая процессы проглатывания;

5. гепарин – естественный антикоагулянт (предотвращает процессы свертывания крови).

Строение гликозаминогликанов:

1. в структуру мономера гиалуроновой кислоты входят: глюкуроновая кислота, соединенная с N-

ацетилглюкозамином;

2. в структуру мономера гепарина входят: глюкуроновая кислота, N-ацетилглюкозамин и 2 остатка серной

кислоты.