Производные моносахаридов

К производным моносахаридов относят соединения, имеющие моносахаридную природу и содержащие вместо одной или нескольких гидроксильных групп (а также в дополнение к ним) атом водорода или другие функциональные группы, чаще всего аминогруппу или карбоксильную. В отдельную группу выделяют производные моносахаридов называемые гликозидами, которые имеют заместители по полуацетальному гидроксилу (см. раздел «Гликозиды»).

М оносахариды, в которых одна или более гидроксильных групп замещена на атом водорода, называют дезоксисахара. Дезоксисахара встречаются в природных сердечных гликозидах (L-рамноза, D-дигитоксоза, D-цимароза и др.):

В результате окисления первичной спиртовой группы моносахаридов до карбоксильной образуются уроновые кислоты. Из глюкозы образуется глюкуроновая кислота, из галактозы — галактуроновая кислота, из маннозы — маннуроновая кислота. Уроновые кислоты легко образуются в растении и играют в нем большую роль. Они входят в состав пектиновых веществ, некоторых растительных слизей и других сложных полисахаридов.

β-D-глюкуроновая

кислота

α-D-галакуроновая

кислота

β-D-маннуроновая

кислота

Производные моносахаридов содержащие вместо гидроксильной аминогруппу (чаще всего при С-2) называются аминосахарами. Аминосахара редко встречаются в свободном виде, обычно они как мономерные звенья входят в цепочки различных полисахаридов. Важнейшими их них являются 2-аминопроизводные глюкозы и галактозы – глюкозамин и галактозамин. Из остатков глюкозамина построены молекулы хитина и хитозана. Хитин выполняет опорные и механические функции в животных организмах и грибах. Аминогруппа в аминосахарах может быть ацилирована остатками уксусной, иногда серной кислотами.

Полисахариды

Полисахариды (от греч. «poly» — много, «saccharum» — сахар) — это высокомолекулярные продукты конденсации более 5 моносахаридных остатков и их производных, связанных друг с другом О-гликозидными связями. Другими словами полисахариды можно представить как высокомолекулярные углеводы. По химической природе, как было сказано выше, они являются полигликозидами. Моносахариды и их производные входят в состав полисахаридов в пиранозной, реже – фуранозной форме. Образование О-гликозидной связи происходит за счет полуацетального (гликозидного) гидроксила одного моносахарида и водорода гидроксильной группы другого моносахарида, чаще всего при С-4 или С-6. В полисахаридах растительного происхождения в основном осуществляются (14)- и (16)- гликозидные связи.

Полисахариды состоят исключительно из полигидроксикарбонильных соединений (моносахаридов), в их молекулах нет остатков иных соединений, поэтому их относят к гомогликозидам.

Классификация полисахаридов

Классификация полисахаридов проводится по ряду признаков:

• в зависимости от природы входящих в их состав моносахаридов;

• по характеру скелета;

• по кислотности;

• по происхождению;

• по функциям.

Классификация полисахаридов в зависимости от природы входящих в их состав моносахаридов

• гомополисахариды;

• гетерополисахариды.

Биосинтез полисахаридов осуществляется по определенному плану, исключающему хаотичный набор всевозможных гликозидных связей. Молекулы полисахаридов часто построены из остатков одного и того же моносахарида, соединенных, как правило, одним типом связи. Такие полисахариды называют гомополисахаридами. Примером таких типов полисахаридов служат крахмал, клетчатка, гликоген, хитин и др. Другой тип – гетерополисахариды - состоят из нескольких (чаще всего двух, но не более пяти-шести) различных моносахаридных остатков. Но и в этом случае отмечается высокая регулярность строения полимерной цепи, которую схематически можно записать как ...А-В-А-В…, где каждая из связей А-В и В-А имеет строго определенный характер. Примером гетерополисахаридов служат гемицеллюлозы, инулин, пектиновые вещества, слизи, камеди, альгиновая кислота и др.