Szénhidrátok Flashcards
A szénhidrátok
A szénhidrátok a növények által, fotoszintézis során termelt szén-, oxigén- és
hidrogéntartalmú szerves vegyületek. Az élet szempontjából nélkülözhetetlenek, és a
bioszféra szerves anyagainak a fő tömegét adják.
Szénhidrátok biológiai jelentősége
A sejtek elsődleges energiaforrásai, a GLÜKÓZ révén.
Tartaléktápanyagok, a növényekben, mint keményítő, az állatokban, mint glikogén.
Vázanyagok is lehetnek, mint a cellulóz, kitin vagy pektin. Más vegyületekkel
összekapcsolódva fontos makromolekulák pl. DNS, RNS (nukleinsavak) alkotórészei.
Szénhidrátok általános képlete
CnH2nOn . A név onnan ered, hogy a bennük lévő atomok aránya miatt azt
hitték, a szén vizes formái, innen a „szén hidrátjai” kifejezés.
Monoszacharidok
egyetlen molekulából állnak
Funkciós csoport alapján: Aldózok: aldehid csoport: CHO
Ketózok: ketocsoport: C=O
Szénatomszám szerint: Triózok: 3 C atom
Pentózok: 5 C atom
Hexózok: 6 C atom
Diszacharidok
2 monoszaharidból állnak
Oligoszacharidok
néhány monoszacharidból állnak (3,4,5…)
Poliszacharidok
sok monoszacharid egységből állnak (több száz, több ezer)
Monoszacharidok jellemzése
cukorszerű szénhidrátok, édes ízűek, fehér, kristályos anyagok,
polárosak, vízben jól oldódnak. A dihidroxi-acetonon kívül minden monoszaharidban van
királis C atom (olyan C atom, amihez 4 különböző csoport kapcsolódik), ezért különböző
sztereoizomerek léteznek: D, L izomerek.
Triózok
legegyszerűbb monoszacharidok (glicerinaldehid, glicerinaldehid-
foszfát, dihidroxi-aceton). Az élő sejtekben fontos anyagcsere köztes termékek
(intermedierek). A sejtekben elsősorban foszforsavval létesített észterek formájában
fordulnak elő, ami akadályozza a sejthártyán való átjutásukat és ilyen formában
nagyobb energiát képesek tárolni.
Pentózok
D-ribóz, D-dezoxiribóz. A különbség, hogy a dezoxiribóz 2.
szénatomjához nem kapcsolódik oxigén, csak hidrogén. A DNS és RNS molekulák
építőkövei.
Hexózok
Hat szénatomból állnak, fontos nyíltláncú és gyűrűs molekulák
tartoznak ebbe a csoportba.
D-glükóz C6H12O6:
Az energiatermelés és -raktározás szempontjából a
legfontosabb monoszacharid. A magyar neve szőlőcukor. Poliszacharidok
(keményítő, glikogén, cellulóz) monomerje. Az idegsejtek kizárólagos
energiaforrása. Vizes oldatban 1%-a nyíltláncú, a többi gyűrűvé záródik. Az utolsó
előtti C atomon lévő OH csoportban lévő H és O között szakad fel a kötés, közben
az 1. C atomon lévő oxocsoport (=O) pi kötése is felszakad. Az utolsó előtti C
atomról leszabadult H hozzáköt az 1. C atom oxigénjéhez → kialakul a glikozidos
hidroxilcsoport. Az utolsó előtti C atomon maradt O pedig gyűrűt képez az 1. C
atommal. Két gyűrűs izomer létezik: 63% béta-D-glükóz (glikozidos OH csoport
ekvatoriális állású) és 37% alfa-D-glükóz (glikozidos OH csoport axiális állású).
D-fruktóz, gyümölcscukor C6H12O6:
Főleg gyümölcsökben (innen az elnevezés),
mézben fordul elő. A legédesebb ízű monoszacharid. Összegképlete megegyezik a glükózéval, konstitúciós izomerek, aldehid csoport helyet keto-csoportot tartalmaz
nyílt láncú formában.
Galaktóz
A laktóz (tejcukor) alkotója a glükózzal együtt. A galaktozémia egy
olyan betegség, ahol hiányzik az az enzim, amely a galaktózt glükózzá alakítja, így
az a bélben felhalmozódik. (Tünetei hasmenés, hányás illetve ha nem ismerik fel
korai stádiumban, akkor mentális retardációt okoz.)
Diszacharidok
Két monoszacharid kondenzációja révén jönnek létre. Olyan glükozidok,
amelyekben a glikozidos OH csoport H-atomját egy másik monoszacharid helyettesíti. A két
monoszacharid közötti éterkötést glikozidos kötésnek nevezzük.
Cellobióz
Két β-D-glükózból
épül fel. A cellulóz felépítő
egységének tekinthető, mivel
szabad állapotban nem fordul
elő, csak ott, ahol előzőleg
cellulóz bontása folyt. Egyenes
alak, redukáló cukor.
Maltóz
Két α-Dglükózból épül
fel, 1-4 kötéssel. A természetben
szabad állapotban is előfordul,
elsősorban olyan növényi részekben
ahol előzőleg keményítő bontása
folyt, így pl. csírázó magvakban. A
glikogén bontásakor is keletkezik. A
maltóz a keményítő építő egysége.
Hajlott alak. Redukáló cukor.
Laktóz
β-D-galaktózból és α-D-
glükózból 1-4 kötéssel jön létre. Amennyiben a tejcukor a vékonybélben nem tud monoszacharidokká bomlani a laktózt bontó enzim, a laktáz hiánya miatt
tejcukorérzékenység alakul ki. A bélben maradó laktóz erősen növeli a béltartalom
ozmotikus szívóerejét, rontva a vízvízfelszívódás hatékonyságát, ami a széklet
hígulását és hasmenést eredményez.
Szacharóz
A szacharóz egy α-D-glükózból és egy β-D-fruktózból 1-2 kötéssel jön
létre. Nem redukáló cukor. Az emberi táplálkozás és élelmiszer-előállítás
szempontjából a legjelentősebb szénhidrát, az emberi étrendben a legfontosabb
természetes édesítőszer, az étkezési cukor alapanyaga.
Poliszacharidok
A poliszacharidok monoszacharidokból kondenzációval felépülő
óriásmolekulák, polimerek. Sok száz, vagy akár több ezer egység kapcsolódhat egymáshoz
glikozidos 1-4 éterkötéssel. Hidrolízissel általában előbb diszacharidokká, majd
monoszacharidokká bonthatók. A legelterjedtebb szénhidrátok.
Keményítő
A keményítő több száz α-D-glükóz molekulából épül fel, melyek 1-4
kötéssel kapcsolódnak össze. Emészthető, emésztése már a szájüregben
megkezdődik az alfa-amiláz által (pH: 6,7-7 az optimális), majd a vékonybélben
fejeződik be enyhén lúgos környezetben, ahol ugyancsak van alfa-amiláz. Ez az
enzim a keményítőt maltózra bontja, majd a maltózt a maltáz nevű diszacharidáz (mellette van még a bélben pl.: szacharáz, laktáz) glükózra hidrolizálja. A
keményítő 20%-ban spirálisan feltekeredett amilóz láncból (1-4 kötés) és 80%-ban
elágazó (1-6 kötés) amilopektinből áll. Keményítő kimutatása Lugol-oldattal
színreakció alapján). Növényekben keményítőszemcseként (keményítőzárványok)
raktározódnak akár színtestekben, de főleg a raktározó alapszövetekben.
Glikogén
A heterotróf szervezetek, állatok, gombák tartalék szénhidrátja. Állati
szervezetben elsősorban a májban és az izomban fordul elő. Vízben rosszul
oldódik. Emészthető, amiláz hatására hidrolizál maltózzá.
Cellulóz
A növényi sejtfal szilárdító anyaga. Óriás molekula, sok ezer β-D-
glükóz molekulából áll. A cellulózban a glükóz molekulák 1-4 kötéssel
kapcsolódnak össze, és egy elágazásmentes (egyenes) polimert hoznak létre. A
glükóz gyűrűk egymáshoz képest felváltva 180 fokkal elfordulnak. A cellulóz
molekula rendkívül stabil, egyenes, szálas szerkezetű. Vízben nem oldódik. A
cellulózt a legtöbb élőlény nem képes lebontani. A bontó enzime a celluláz, amely
csak baktériumokban, illetve egyes gombákban fordul elő. Bontásakor cellobióz,
majd glükóz keletkezik.
Kitin:
Nitrogén tartalmú poliszacharid. Ízeltlábúak kültakarójában és gombák
sejtfalában fordul elő. Rendkívül ellenálló, nem emészthető.
A szénhidrátok (a glükóz) lebontása
Központi jelentőségű anyagcsere-folyamat, mert az aerob energiatermelés a
leghatékonyabban a glükózból kiindulva zajlik. Emellett a szénhidrátok a növényekben
elsődleges, állatokban másodlagos tartalék tápanyagok. A növények tartalék tápanyaga a
keményítő, míg az állatoké a glikogén. Mindkettő glükózból épül fel. A glükóz lebontásának
2 útja van, a biológiai oxidáció és az erjedés.
a biológiai oxidáció
akkor játszódik le, ha a glükóz lebomlása oxigén jelenlétében
folyik, aerob körülmények között. A glükóz lebomlásának ez a leghatékonyabb módja,
végterméke a széndioxid, víz és rengeteg ATP-energia. Három fő szakaszra osztható, a
glikolízisre, a citrát-körre és a terminális oxidációra.
