14. predavanje - ogljikovi hidrati Flashcards
1
Q
Povej nekaj vlog ogljikovih hidratov.
A
- opora in zaščita živim bitjem
- sestavljajo lepiva in maziva za sklepe
- ključni pri celičnem signaliziranju in sporočanju
- metabolično gorivo
2
Q
Ogljikovi hidrati imajo enega/več kiralnih centrov?
O čem odloča konfiguracija funkcionalnih skupin okoli C atomov?
A
- več
- odloča o tem, kako bo sladkor sodeloval z drugimi biomolekulami
3
Q
Večina sladkorjev je L/D stereoizomerov?
Na kaj to vpliva?
A
- večina je D stereoizomerov
- na encime: encimi so večinoma stereospecifični
4
Q
V čem se pri zaznavanju razlikujejo sladkorji in sladila?
A
Receptorji za zaznavanje sladkega okusa:
a) naravni sladkorji: vežejo jih na obe podenoti
b) umetna sladila: vežejo se na eno podenoto
- signalna pot naprej, do zaznavanja sladkega okusa, je enaka
5
Q
Peptid aspartam v obliki L,L deluje prek receptorjev za zaznavanje ……………………. okusa.
Peptid aspartam v obliki D,L deluje prek receptorjev za zaznavanje …………………… okusa.
A
- sladkega
- grenkega
6
Q
Ali imajo vsi monosaharidi enega ali več kiralnih ogljikovih atomov.
Kaj iz tega sledi?
A
- vsi, razen dihidroksiacetona
- pojavljajo se v optično aktivnih izomernih oblikah
7
Q
Kateri je najenostavnejši aldozni sladkor?
Koliko ima optičnih izomer?
Kako drugače rečemo optičnemu izomeru?
A
- gliceraldehid
- eno kiralno središče = dva različna optična izomera = enantiomera
- optični izomer = stereoizomer
* - na podlagi gliceraldehida se določa relativna konfiguracija drugih optično aktivnih molekul (zasuk linearno polarizirane svetlobe)
8
Q
Kaj je fizikalna lastnost spojin s kiralnimi centri?
A
- sukajo ravnino polarizirane svetlobe
= uklonijo monokromatsko svetlobo v levo ali desno
9
Q
Kaj so diasteroizomeri?
A
- stereoizomeri, ki niso zrcalne slike druga druge
- imajo drugačno prostorsko razporeditev atomov na vsaj enem kiralnem centru
- npr. D-aldoze z enakim številom C atomov
10
Q
Kaj so epimeri?
Primera.
A
- sladkorja, ki se razlikujeta po konfiguraciji okoli enega C-atoma
*
1. D-glukoza in D-manoza: razlikujeta se po stereokemiji na C-2
2. D-glukoza in D-galaktoza: razlikujeta se na C-4
11
Q
Ketoze z enakim številom C-atomov:
ali imajo več/manj kiralnih C atomov od aldoz?
ali imajo več/manj stereoizomer od aldoz?
A
- manj
- manj
12
Q
Kaj so anomere?
A
- izomere, ki se razlikujejo v novonastalem asimetričnem C atomu ob ciklizaciji
- npr. alfa/beta konfiguracija
13
Q
Monosaharidi se nahajajo pretežno v cikličnih oblikah. Katere skupine se povežejo med seboj?
A
- nukleofilna -OH
- karbonilna C=OK
14
Q
Kako nastanejo ciklični hemiacetali?
Kako nastanejo ciklični hemiketali?
A
- reakcija med alkoholom in aldehidom znotraj iste molekule
- reakcija med alkoholom in ketonom znotraj iste molekule
-> neciklični hemiacetali/hemiketali nastanejo na enak način, razen tega, da ni povezave znotraj iste molekule
14
Q
Kako imenujemo novi kiralni center ciklične molekule?
V kakšnem položaju je lahko novonastala -OH skupina?
A
- anomerni C-atom
- alfa ali beta položaj = anomeri! -> 2 različni konfiguraciji, optični izomeri
15
Q
Kako imenujemo izomerne oblike monosaharidov, ki se razlikujejo le po konfiguraciji okoli hemiacetalnega ali hemiketalnega C-atoma?
Kako imenujemo karbonilni ogljikov atom?
A
- anomeri
- anomerni ogljik
16
Q
Kaj je mutarotacija?
A
- spontano pretvarjanje iz ene anomerne oblike v drugo (prosta OH skupina na anomernem C atomu) preko aciklične oblike
17
Q
Kako lahko delujejo vsi monosaharidi s prosto -OH skupino na anomernem C-atomu?
A
- kot reducenti
- reducirajoči sladkorji
18
Q
Pri monosaharidnih sladkorjih, kdaj ni več mogoča mutarotacija?
A
- če se -OH skupina pretvori v -OR
- dobimo acetal
- mutarotacija ni več mogoča
19
Q
S čim lahko spremljamo mutarotacijo?
Opiši-
A
- s polarimetrijo
1. svetlobo spustimo čez filter - polarizator - čez raztopino glukoze
2. svetlobo spustimo čez drugi filter - analizator
3. analizator obračamo
-> svetloba pride do očesa takrat, ko sta oba filtra vzporedna
4. odčitamo kot (alfa), za katerega smo morali zavrteti analizator = SUČNOST
20
Q
Kakšno je po navadi razmerje med alfa in beta obliko?
A
- alfa = 38%
- beta = 62%
21
Q
Kakšen obroč tvori fruktoza?
Kateri je najpogostejši anomer fruktoze?
Kateri je pogost metabolit fruktoze?
A
- furanozni obroč
- beta-D-fruktofuranoza
- fruktoza 6-fosfat
22
Q
Kako imenujemo monosaharide s šestčlenskimi obroči?
Kateri sta sistematični imeni za obročni obliki D-fruktoze?
A
- piranoze
1. alfa-D-glukopiranoza
2. beta-D-glukopiranoza
23
Q
Katera monosaharida sta v nukleotidih v obliki furanoze?
A
- riboza in 2’-deoksi riboza
- sestavni del v nukleotidih, tudi v RNA in DNA
- večinoma furanoza = omogoča povezavo v nukleotide
24
Ali so šestčlenski obroči sladkorjev planarni?
Ali se za prehod iz ene konformacije v drugo prekine kovalentna vez (Hawartova formula)
V kateri konformaciji so najbojl stabilne piranoze?
NE -> običajno zavzame eno izmed dveh konformacij stola
- za prehod iz ene konformacije v drugo se ne prekine nobena kovalentna vez
- piranoze so najbolj obstojne v konformaciji stola
25
Kateri 2 vrsti derivatov sladkorjev poznaš?
1. hidroksilna skupina je zamenjana z drugim substituentom
2. ogljikov atom oksidiran v karboksilno skupino
26
Kateri derivati monosaharidov:
hidroksilna skupina je zamenjana z amino skupino
- glukozamin
- galaktozamin
- manozamin
27
Amino skupina se pogosto kondenzira z ocetno kislino. Kateri takšen derivat je značilen za bakterijsko celično steno?
- N-acetilglukozamin
28
Kako nastaneta L-fruktoza in L-ramnoza?
- nadomeščanje hidroksilne skupine z vodikom
29
Katera skupina se najlažje oksidira pri aldozah?
Do česa privede oksidacija karbonilnega ogljika glukoze do karboksilne skupine?
- aldehidna skupina - C1
- glukonska kislina (večinoma v aciklični obliki)
30
Kako dobimo uronsko kislino?
- oksidacija ogljika na C-6 pri glukozi, galaktozi, manozi
- glukuronska, galakturonska in manuronska kislina
31
Kaj tvorijo aldonske inuronske kisline?
- stabilne intramolekularne estre - LAKTONE
32
Kakšno je IUPAC ime za sialično kislino?
Katero družino predstavlja?
- N-acetilneuraminska kislina
- družina kislih sladkorjev
-
33
Kakšne so karboksilne skupine pri kislih derivatih sladkorjev pri pH 7?
Kako se zaradi tega imenujejo?
- pri pH 7 so ionizirane
- karboksilati = glukuronat, galakturonat
34
Redukcije monosaharidov so ................... katalizirane.
Pogosto se pojavljajo v posebnih fizioloških pogojih, npr. ?
- encimsko katalizirane
- fiziološki pogoji: osmotska regulacija, patološka stanja, npr. DIABETIČNA KATARAKTA -> presežek glukoze se pretvori v sorbitol
35
Kaj se zgodi pri izomerizaciji monosaharidov?
- to so encimsko katalizirani procesi
- monosaharidi se pretvorijo v strukturne ali stereokemijske izomere
36
Pri presnovi ogljikovih hidratov so intermediati fosforilirani.
1. V prvi reakciji glikolize nastane .................... (sklopljena reakcija)
2. Z izomerizacijo iz (prejšnje spojine) nastane ...................
3. Ker ima fruktokinaza visoko Vmax, se fruktoza, ki vstopi v celice, hitro fosforilira v ........................ V tej obliki se običajno kopiči v .................. dokler je ne pretvori .....................
4. z izomerizacijo .................... nastane .................... (končni produkt)
1. glukoza-6-fosfat
2. iz glukoza-6-fosfat nastane glukoza-1-fosfat
3. fruktoza-1-fosfat, kopiči se v jetrih, dokler je ne pretvori aldolaza
4. iz glukoze-6-fosfata nastane fruktoza-6-fosfat
37
Test za reducirajoče sladkorje:
1. koncentracijo glukoze merimo v .......... ali ..............
2. kapljico krvi dodamo na testni listič, ki vsebuje encim ....................., ki pretvori glukozo v .....................
3. pri tem se tvori ....................., ki z encimom ...................... tvori obarvan produkt
4. koncentracijo tega produkta izmerimo s ..........................
1. krvi ali urinu
2. glukoza oksidaza pretvori glukozo v glukonolakton
3. tvori se vodikov peroksid, ki z encimom peroksidazo tvori obarvan produkt
4. s spektrofotometrom
38
Kaj nam pove količina glikiranega hemoglobina - GHB?
- povprečno koncentracijo glukoze v krvi v času življenjske dobe eritrocitov
39
S katerimi vezmi so povezani oligosaharidi?
Oligosaharidi, sestavljeni iz treh ali več podenot, običajno ne obstajajo v prosti obliki. Kako pa?
- glikozidna vez
*
- povezani so z lipidi ali beljakovinami in tvorijo GLIKOKONJUGATE
40
Za kaj celice uporabljajo oligosaharide?
- informacija o medceličnem transportu proteinov
- interakcije med celicami
- diferenciacija, razvoj
- zunajcelična signalizacija
41
Kaj je sladkorni kod?
- prostorska informacija, ki jo prečitajo proteini (receptorji) in nanjo ustrezno odgovorijo
- informacija je značilna za celico, tkivo, čas
- je ena od NE-genetskih informacij, ki določa kje in kdaj se bo vezal ligand, življenjsko dobo proteina, celice...
42
Kako nastanejo disaharidi?
S kakšno vezjo so povezani?
Kako nastane ta vez?
- s kondenzacijo dveh monosaharidov
- povezni so z O-glikozidno vezjo
- za kondenzacijo je potrebna AKTIVACIJA
-> monosaharidi se aktivirajo z dobrimi izstopajočimi skupinami
-> kondenzacija: substitucija nukleofilne O-skupine z izstopajočo skupino
43
Ali imata maltoza in trehaloza reducirajoče lastnosti?
- maltoza DA
- trehaloza NE
44
Kako nastanejo
a) O-glikozidne vezi
b) N-glikozidne vezi
a) O-glikozidne vezi:
- kondenzacija -OH skupin med dvema monosaharidoma (ali med enim monosaharidom in eno biomolekulo)
- npr. AK, ki imajo OH skupino v radikalu = serin, tirozin, treonin
b) N-glikozidne vezi:
- kondenzacija -OH skupine enega monosaharida in NH2 skupine, ki je lahko npr. na AK, ali pa z obročnim dušikom pri purinskih in pirimidinskih bazah (sladkor+baza = nukleozid)
- potrebna je AKTIVACIJA: substitucija nukleofilne N-skupine z izstopajočo skupino
45
Kako pri nukleotidih nastane N-glikozidna vez?
Kako se pirofosfat uvede na ribozo?
- substitucija pirofosfata (PPi), ki je dobra izstopajoča skupina
- pirofosfat se uvede na ribozo z ATP
46
S kakšno vezjo so povezani polisaharidi?
Kako jih ločimo?
- O-glikozidna vez
1. Homopolisaharidi:
- enake monosaharidne enote
- npr. škrob, glikogen, celuloza, hitin
2. Heteropolisaharidi:
- različne monosaharidne enote
47
Kakšna je splošna formula za polisaharide?
V čim se razlikujejo?
- Cx(H2O)y
- razlikujejo se v zaporedju monomerov, načinu O-glikozidnih povezav, dolžini in razvejanosti verige, prisotnosti derivatov
- so mešanice polimerov različnih dolžin in imajo različne molekulske mase
48
Ali imajo polisaharidi določeno dolžino? Zakaj?
Od česa je odvisna sinteza polisaharidov?
- nimajo določene dolžine, ker za njihovo sintezo ni nobene matrice (npr. za proteine je matrica mRNA)
- sinteza odvisna od dostopnosti encimov, ki katalizirajo polimerizacijo monosaharidov
- ni nobene kontrole, kdaj naj se sinteza ustavi
49
Kaj imata skupnega glikogen in škrob?
Razlika?
- najpomembnejši molekuli za shranjevanje energije pri rastlinah = škrob, pri živalih = glikogen
- oba sta sestavljena iz glukoz, povezanih z alfa(1-4) n alfa(1-6) O-glikozidnimi vezmi
- oba polisaharida sta močno hidrirana zaradi številnih prostih hidroksilnih skupin
- glikogen je bolj razvejan
50
1. D-glukoza z O-glikozidnimi vezmi ............... in ..............
- amilopektin: razvejitev alfa1 -> 24-30 enot
2. Kakšna je hidratacija? Močna ali šibka?
3. .................. kota v O-glikozidnih povezavah ................... zavzemata takšne vrednosti, da se polimer zvije v obliko ..............
-> stabilizacija z .................... vezmi
1. alfa(1-4) in alfa(1-6)
2. močna
3. dihedralna kota
povezave amiloze
oblika vijačnice
vodikovimi
51
Glikogen:
1. ............. polisaharid
2. ........... hidracija
3. D-glukoza z O-glikozidnimi povezavami ........... in ............
4. razvejitev ................ na ........... enot
1. razvejan
2. močna
3. alfa(1-4) in alfa (1-6)
4. alfa(1-6) ma 8-12 enot
52
Sinteza glikogena:
1. glukoza aktivira tako, da iz ................. nastane ..................
2. encim ................. glukozo prenese na nastajajočo verigo glikogena
3. odcepi se ..............
4. Kako poteka kondenzacija?
1. iz glukoza-6-fosfat nastane uridin-difosfat glukoza (UDP-glukoza)
2. encim glikogen sintaza
3. odcepi se UDP
4. kondenzacija poteka kot substitucija nukleofilne OH skupine z izstopajočo skupinu (UDP). Nastane O-glikozidna vez
53
Razgradnja glikogena:
1. Poteka iz .................. koncev.
2. Encim .............. ima tako n mest za napad na molekulo glikogena
1. nereducirajočih
2. glikogen fosforilaza
54
Kaj je reducirajoči konec sladkorja?
Kaj je nereducirajoči konec sladkorja?
A) REDUCIRAJOČI KONEC:
- v neciklični obliki prosta aldehidna (ciklična: polacetalna) ali ketonska (ciklična: polketalna) skupina
- te funkionalne skupine sodelujejo v oksidoredukcijskih reakcijah
B) NEREDUCIRAJOČI KONEC:
- ne vsebuje aldehidne ali ketonske funkcionalne skupine
- vsebuje hidroksilno skupino
- ne sodeluje v redoks reakcijah
55
Zakaj shranjujemo glukozo v obliki glikogena?
1. glukoza je topna v vodi:
- celica postane hipertonična
-> to bi povzročilo vstop molekul vode v celice in povzročilo njeno lizo
2. monomeri glukoze izvajajo večji osmotski tlak kot glikogen
-> presežek vode v celici
3. glikogen ni topen v voden
- ostane inerten
- ne povzroča neravnovesja osmotskega tlaka
56
Celuloza:
1. D-glukoza z O-glikozidnimi povezavami .....................
2. verige se med seboj povežejo v vlakna: intra- in intermolekularne ................. vezi
3. človek presnavlja celulozo? da/ne
1. beta(1-4)
2. vodikove
3. ne presnavlja
57
Hitin:
1. nerazvejani homopolisaharid iz .....................
2. ..................... vez
3. podoben je celulozi v obliki raztegnjenih verig, le da je namesto ............. skupine na C2 mestu acetilirana ...................... skupina
1. N-acetilglukozamina
2. beta(1-4)
3. namesto OH skupine je na C2 mestu acetilirana amino skupina
58
Dekstrani:
1. mikrobni ..................
2. vez je ............... O-glikozidna, z ..................... razvejitvami ali ............. / ................ razvejitvami
3. del ...................
1. mikrobni homopolisaharid (D-glukoza)
2. vez je alfa(1-6) O-glikozidna
alfa(1-3) razvejitve ali alfa(1-2) / alfa(1-4) razvejitve
3. del zobnih oblog
59
Drugi homopolisaharidi:
1. Hitozan:
- ................ povezan z .............. glikozidno vezjo
- pridobivamo ga z ......................
2. Inulin:
- homopolisaharid .................... (česa) povezane z .............. glikozidnimi vezmi
3. pektin:
- ................. z O-glikozidnimi povezavami ................
1. Hitozan:
- glukozamin povezan z beta(1-4) glikozidno vezjo
- pridobivamo ga z DEACETILACIJO HITINA
2. Inulin:
- homopolisaharid D-FRUKTOZE (česa) povezane z BETA(2-1) glikozidnimi vezmi
3. pektin:
- D-GALAKTURONSKA KISILNA z O-glikozidnimi povezavami ALFA(1-4)
60
Kako poteka zvijanje homopolisaharidov?
- podobno kot pri proteinih
- podenote monosaharidov (povezanih s kovalentnimi vezmi) tvorijo 3D-makromolekularne strukture
- stabilizirane so s šibkimi interakcijami
- zaradi OH skupin imajo H-vezi še posebej pomemben vpliv na strukturo homopolisaharidov
61
Katera je najbolj stabilna 3D struktura za zvijanje glikogena in škroba (alfa1-4 verige)?
Opiši jo.
- tesno zvita vijačnica, stabilizirana z medmolekulskimi vodikovimi vezmi
- okoli glikozidnih C-O-C vezi, ki povezujejo podenote, je rotacija OMEJENA -> sterično oviranje substituentov
- omejujeta tudi dihedralna kota
62
Kdaj je celuloza najbolj stabilna?
Opiši zvijanje.
- celuloza je najbolj stabilna, kadar je vsak piranozni obroč zasukan za 180° glede na svojega soseda = ravna, raztegnjena veriga
*
- -OH skupine so na voljo za tvorbo vodikovih vezi
- nizka vsebnost vode, saj je veliko H-vezi in za vodo ni prostora
63
a) prebavljivi polisaharidi?
b) neprebavljivi polisaharidi?
a) PREBAVLJIVI:
- škrob
- glikogen
- maltoza (tanko črevo)
- maltitroza
- oligosaharidi
- glukoza (debelo črevo)
b) NEPREBAVLJIVI:
- celuloza
- inulin
- hitin
- pektin
