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Glykogenolyse Ein Ersatzpolysaccharid im menschlichen Gewebe ist Glykogen. Der Prozess des Glykogenabbaus wird als Glykogenolyse bezeichnet. Dieses Verfahren kann entweder durch Hydrolyse oder Phosphorolyse durchgeführt werden.

Die Phosphorolyse ist der Hauptweg des Glykogenabbaus und wird durch das Enzym Glykogenphosphorylase katalysiert, das zur Klasse der Transferasen gehört. Glykogenphosphorylase entfernt Glucosereste vom nicht reduzierenden Ende des Glykogens und überträgt sie auf ein Phosphorsäuremolekül unter Bildung von Glucose-1-phosphat:

Glucose-1-phosphat wird schnell isomerisiert und in Glucose-6-phosphat umgewandelt, das in der Leber von Phosphatasen zu Glucose und Phosphorsäure hydrolysiert wird:

Der Prozess der Phosphorolyse von Glykogen ist fein reguliert. Die Regulation der Glykogenphosphorylase-Aktivität ist kaskadischer Natur, wobei verschiedene Arten der Regulation der enzymatischen Aktivität unterschieden werden können:

1) hormonell (Glukagon in der Leber, Adrenalin in den Muskeln);

3) Proteinkinasereaktionen (in diesem Fall Phosphorylierung des Serinseitenradikals in Glykogenphosphorylase).

Die muskuläre Phosphorylaseaktivität nimmt mit einer bestimmten Konzentration von AMP und Acetylcholin sowie in Gegenwart von Calcium- und Natriumkationen zu.

Die Hydrolyse von Glykogen wird durch Amylaseenzyme katalysiert, die zur Klasse der Hydrolasen gehören. Infolge der Hydrolyse wird Glykogen zu freier Glucose abgebaut:

http://biofile.ru/bio/19977.html

Phosphorolyse

Die Phosphorolyse (Phosphorolyse) ist ein enzymatischer Prozess zur Spaltung glykosidischer Bindungen in Molekülen einiger biologisch wichtiger Verbindungen (Glykogen, Stärke, Disaccharide, Nukleoside) unter Beteiligung von anorganischem Phosphat und der Bildung von Phosphorsäureestern von Monosacchariden [1].

[Bearbeiten] Allgemeine Informationen

Der Name bedeutet Phosphor und griechische Lyse - "Zerstörung, Verfall".

Der Begriff "Phosphorolyse" wurde von Yakub Parnas vorgeschlagen, der 1935 die Phosphorolyse von Glykogen entdeckte.

In tierischen Geweben, Hefen und Bakterien findet eine Phosphorolyse von Nukleosiden statt, die zur Bildung von Phosphorestern von Ribose oder Desoxyribose und den entsprechenden stickstoffhaltigen Basen führt. Bei der Vitalaktivität von Pflanzen und Hefen wird Phosphorolyse durch Spaltung von Stärke und bei Bakterien durch Spaltung von Disacchariden erzeugt.

Nach dem Mechanismus ist die Phosphorolyse der Hydrolyse nur mit dem Unterschied ähnlich, dass während der Phosphorolyse die Spaltung des Substrats unter Beteiligung von Phosphorsäure und während der Hydrolyse unter Beteiligung von Wasser durchgeführt wird.

Enzyme, die die Phosphorolyse katalysieren, werden Phosphorylasen genannt. Unter der Einwirkung von Phosphorylase auf Polysaccharide - Glykogen, Stärke - erfolgt eine sequentielle Eliminierung von Glucoseresten, die sich am Ende der Hauptkette des Polysaccharidmoleküls oder an den Stellen seiner Verzweigung befinden, mit der Übertragung des Glucosylrests auf Phosphorsäure.

Im tierischen Körper ist Phosphorylase-Glykogen die erste Reaktion auf die Umwandlung von Glykogen in Glucose in der Leber und Milchsäure in den Muskeln.

Die Nukleosidphosphorylase verläuft unter Beteiligung von Nukleosidphosphorylaseenzymen.

Phosphorylase-Reaktionen sind leicht reversibel, da sie im Gegensatz zu Hydrolysereaktionen mit einer geringen Änderung der freien Energie ablaufen. Daher kann die In-vitro-Glykogensynthese leicht in einem System durchgeführt werden, das Glucose-1-phosphat, das entsprechende Enzym und Keimmengen eines Polysaccharids enthält. In vivo erfolgt die Glykogenbildung jedoch auf andere Weise - unter Beteiligung des Enzyms Glykogensynthase, das den Transfer des Glucoserestes von Uridindiphosphatglucose auf Glykogen katalysiert.

http://cyclowiki.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%B7

Phosphorolyse

Die Phosphorolyse (Phosphor, Griechisch. Lysezerstörung, Zerfall) ist ein enzymatischer Prozess zur Spaltung von glykosidischen Bindungen in Molekülen bestimmter biologisch wichtiger Verbindungen (Glykogen, Stärke, Disaccharide, Nukleoside) unter Beteiligung von anorganischem Phosphat und der Bildung von Phosphorsäureestern von Monosacchariden. Der Begriff "Phosphorolyse" wurde von Ya. O. Parnas vorgeschlagen, der 1935 das F. glycogen eröffnete (siehe). In tierischen Geweben, Hefen und Bakterien treten F.-Nukleoside auf, die zur Bildung von Phosphorestern der Ribose (siehe) oder Desoxyribose (siehe) und den entsprechenden stickstoffhaltigen Basen (siehe Pyrimidinbasen, Purinbasen) führen. Im Prozess der Vitalaktivität von Pflanzen und Hefen wird F. durch Spaltung von Stärke (siehe) und in Bakterien durch Spaltung von Disacchariden (siehe) durchgeführt.

Auf dem Mechanismus F. ist es der Hydrolyse ähnlich (siehe) mit dem einzigen Unterschied, dass bei F. die Spaltung des Substrats unter Beteiligung von Phosphorsäure zu - Ihnen (siehe Phosphorsäuren) und bei der Hydrolyse - unter Beteiligung von Wasser geschieht. Die Enzyme, die Reaktionen F. katalysieren, erhielten den Namen Phosphorylasen (siehe). Die Wirkung von Phosphorylase auf Polysaccharide (siehe) - Glykogen, Stärke - ist das sequentielle Abspalten von Glucoseresten (siehe), die sich am Ende der Hauptkette des Polysaccharidmoleküls oder an den Stellen seiner Verzweigung befinden, wobei der Glucosylrest auf das Phosphor übertragen wird. Folglich können F. glycogen-Moleküle wie folgt dargestellt werden:

Im tierischen Organismus ist F. glycogen die erste Reaktion auf die Umwandlung von Glycogen in Glucose in der Leber und in Milchsäure (siehe) in den Muskeln (siehe Glycolysis). F. Nucleosid verläuft unter Beteiligung von Nucleosidphosphorylaseenzymen.

Die Reaktionen von F. sind leicht reversibel, da sie im Gegensatz zu Hydrolysereaktionen mit einer geringen Änderung der freien Energie ablaufen. Daher kann die In-vitro-Glykogensynthese leicht in einem System durchgeführt werden, das Glucose-1-phosphat, das entsprechende Enzym und Keimmengen des Polysaccharids enthält. In vivo erfolgt die Glykogenbildung jedoch auf andere Weise - unter Beteiligung des Enzyms Glykogensynthase (EC 2.4.1.11), das den Transfer des Glucoserestes von Uridindiphosphatglucose auf Glykogen katalysiert.

Bibliographie: Parnas Ya. O. Selected Works, M., 1960; B. Stepanenko, N. Carbohydrates, M., 1968; White A. et al., Fundamentals of Biochemistry, trans. mit Englisch, M., 1981.

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Kohlenhydratkatabolismus

Der Kohlenhydratstoffwechsel spielt eine große Rolle in den lebenswichtigen Funktionen des Körpers. Der Kohlenhydratkatabolismus geht einerseits mit der Freisetzung von Energie einher, die sich in den makroergischen Bindungen von ATP ansammeln kann und später zur Synthese der notwendigen molekularen Bestandteile der Zelle und zur Durchführung verschiedener Arten von Arbeiten verwendet werden kann, andererseits dienen die entstehenden Metaboliten als Ausgangsstoffe für die Bildung biologisch wichtiger Verbindungen, wie z wie Aminosäuren, Lipide, Nukleotide.

Ersatzpolysaccharid im menschlichen Gewebe ist Glykogen, Zerfallsprozess, der aufgerufen wird Glykogenolyse. Dieser Vorgang kann entweder von durchgeführt werden Hydrolyse, entweder Phosphorolyse:

Ein weiterer Abbau von Glucose ist auf zwei Wegen möglich. Eine davon ist die Zersetzung eines hexagonalen Glucosemoleküls in zwei dreieckige Moleküle. Dieser Pfad heißt dichotomer Abbau von Glucose.

Wenn der zweite Weg verwirklicht ist, verliert das Glucosemolekül ein Kohlenstoffatom, was zur Bildung von Pentose führt; dieser Weg heißt apotomischer Zerfall.

Grundbegriffe und Begriffe

Aldoz - Monosaccharide, die mehrere Hydroxyl - und Donaldehydgruppen enthalten.

Fermentation - die Spaltung von Monosaccharidmolekülen unter dem Einfluss von Enzymen.

Reduktionsdisaccharide sind Disaccharide, die die Eigenschaften von Reduktionsmitteln aufweisen, die für Aldehyde charakteristische Reaktionen ergeben (Reaktion mit dem Fehling-Reagens, Reaktion des "Silberspiegels").

Glykoside sind Derivate von Monosacchariden, bei denen Wasserstoff in Halbacetalhydroxyl durch einen Rest ersetzt ist.

Glycosidisches Hydroxyl (Hemiacetal) - Hydroxyl, das aus der Bildung der cyclischen Form des Monosaccharids entsteht.

Ketose - Monosaccharide, die mehrere Hydroxyl- und eine Ketogruppe enthalten.

Monosaccharide (einfache Kohlenhydrate, Monosaccharide) sind Kohlenhydrate, die keine Hydrolyse eingehen.

Nichtreduzierende Disaccharide sind Disaccharide, die nicht die Eigenschaften von Reduktionsmitteln aufweisen (nicht mit dem Fehling-Reagens reagieren und keine "Silberspiegel" -Reaktion ergeben).

Oligosaccharide (komplexe Kohlenhydrate) sind Biopolymere, deren Monomere Monosaccharide sind.

Die Tautomerie von Monosacchariden ist ein Phänomen des gegenseitigen Übergangs offener und cyclischer Formen von Monosacchariden in Lösung.

Kohlenhydrate - Polyhydroxycarbonylverbindungen und ihre Derivate.

Fragen und Aufgaben

1. Welche organischen Verbindungen nennt man Kohlenhydrate?

2. Welche funktionellen Gruppen sind Teil der Aldohexose?

3. Wie viele optische Isomere existieren für offene und cyclische Formen von D-Glucose? Was sind α- und β-cyclische Formen von Monosacchariden?

4. Erstellen Sie eine Strukturformel:

5. Erklären Sie das Phänomen der Ketten-Ketten-Tautomerie von Monosacchariden. Schreiben Sie tautomere Formeln für Aldohexose und Ketohexose.

6. Schreiben Sie die Strukturformel des Disaccharids auf, die aus zwei Glucoseresten besteht, die durch eine α-1,4-glycosidische Bindung miteinander verbunden sind. Wie heißt dieses Disaccharid?

7. Welche Homopole und Heteropolysaccharide kennen Sie? Wie ist ihre Struktur? Biologische Rolle?

Testen Sie sich selbst (Express-Test)

1. Zu Monosacchariden gehören:

a) Maltose; b) Fructose; c) Lactose; g) Heparin.

2. Welche Kohlenhydratgruppen sind in funktionelle Gruppen unterteilt?

a) Aldosen und Ketosen; b) Monosaccharide und Disaccharide;

c) Glucose und Fructose; d) Pentosen und Hexosen.

3. α-Glucose und β-Glucose - …….

a) optische Isomere; b) Strukturisomere;

c) Oligosaccharide; d) cis-trans-Isomere.

4. Optische Isomerie von Kohlenhydraten ist mit der Existenz in ihrem Molekül verbunden...

a) mehrere Hydroxylgruppen;

b) asymmetrische Kohlenstoffatome;

c) eine Carbonylgruppe;

d) Chiralitätszentren.

5. Glucose in wässriger Lösung ist...

b) einen sechsgliedrigen (Pyranose) Zyklus, der ein Sauerstoffatom enthält;

c) fünfgliedriger (Furanose) Zyklus, der ein Sauerstoffatom enthält;

d) eine Mischung der aufgeführten Strukturen.

6. Die Bildung von Polysacchariden aus Monosacchariden ist eine Reaktion...

a) Polymerisation; b) Polykondensation;

c) Veresterung; g) Hydrolyse.

7. Die Zusammensetzung von Saccharose umfasst:

a) zwei Glucosemoleküle; b) zwei Fructosemoleküle;

c) Glucose und Fructose; d) Galactose und Glucose.

8. Auf welcher Basis werden Disaccharide in reduzierende und nicht reduzierende unterteilt?

a) durch Umsetzung mit Wasserstoff;

b) durch Umsetzung mit Salpetersäure;

c) durch Umsetzung mit einer Lösung von Hydroxiddiaminsilber;

d) nach Möglichkeit wechselseitige Transformationen von zyklischen und linearen Formen.

9. Das Produkt der Phosphorolyse von Maltose ist:

a) Glucose und Galactose; b) Glucose-1-phosphat und Glucose;

c) Glucose-6-phosphat und Glucose; d) Glucose-1-phosphat und Galactose.

10. Welcher Prozess unter Beteiligung von Kohlenhydraten führt zur Freisetzung der größten Energiemenge?

a) Oxidation durch Luftsauerstoff; c) Fermentation;

b) Wiederherstellung; d) Carboxylierung.

Aufgenommen am: 2015-02-28; Ansichten: 1,435; AUFTRAGSSCHREIBEN

http://helpiks.org/2-83015.html

Phosphorolyse

Phosphorolyse - die Spaltung komplexer Kohlenhydrate unter Einwirkung von Phosphorsäure. Phosphorolyse - der energieeffizienteste Prozess; Dies ist der Prozess der Vorbereitung auf die Teilnahme am Stoffwechsel von Stärke und Glykogen. Durch die Phosphorolyse von Stärke und Glykogen wird nicht nur Glucose gebildet, sondern phosphorylierte Glucose (Glucose-1-phosphat) ist die Ausgangsform für alle Glucose-Transformationen. Um phosphorylierte Glucose aus normaler Glucose zu erhalten, die während der Hydrolyse von Stärke und Glykogen gebildet wird, muss das ATP-Molekül verbraucht werden. Während der Phosphorolyse wird phosphorylierte Glucose ohne zusätzliche Energiekosten gebildet. Die Phosphorolyse findet sowohl in Tieren als auch in pflanzlichen Organismen statt. Es ist jedoch zu beachten, dass auf diese Weise nur die eigenen Kohlenhydrate gespalten werden (zum Beispiel das im menschlichen Körper produzierte Glykogen). Während komplexe Kohlenhydrate aus der Nahrung stammen, werden diese immer durch Hydrolyse unter Beteiligung von hydrolytischen Enzymen des Verdauungssystems gespalten.

Hydrolyse

Wie bereits gezeigt, werden Lebensmittel-Oligosaccharide im Magen-Darm-Trakt durch Hydrolyse in ihre Monomere gespalten, die bereits vom Blut aufgenommen werden können. Die Hydrolyse jedes Disaccharids wird durch sein eigenes Enzym katalysiert, und da nur eine glykosidische Bindung in ihren Molekülen vorhanden ist, ist das Verfahren ziemlich einfach. Die Hydrolyse von Polysacchariden, insbesondere mit hohem Molekulargewicht, verläuft jedoch nach einem mehrstufigen Verfahren. Betrachten Sie diesen Vorgang am Beispiel von Stärke.

Stärke wird von mehreren Enzymen, Amylasen genannt, hydrolysiert. Amylase hydrolysiert nur α-1,4-Bindungen. Es gibt verschiedene Arten von ihnen:

1) α-Amylase - enthalten im Speichel, im Pankreassaft, in keimenden Pflanzensamen, synthetisiert von Pilzen. α-Amylase-Endoenzym, d.h. unterbricht die inneren Bindungen im Stärkemolekül ohne bestimmte Reihenfolge. Infolge der Hydrolyse werden α-Maltose, etwas Glucose und niedermolekulare Dextrine (Stärkehydrolyseprodukte, die mit α-1,6-Bindungen angereichert sind) gebildet.

2) β-Amylase, nur in Pflanzen gefunden. Sie sind Exoenzyme, die äußere Bindungen von der Seite des nicht reduzierenden Endes des Stärkemoleküls hydrolysieren. unter Bildung von β-Maltose, etwas Glucose und hochmolekularen Dextrinen.

3) γ-Amylase (Glucoamylase), gefunden in Pflanzen und Tieren (Teil des Darmsaftes). Es sind Exoenzyme, die α-Glucose aus Dextrinen und Oligosacchariden spalten.

4) α-1,6-Glycosidase, die in verschiedenen Organismen erhältlich ist, hydrolysiert α-1,6-Bindungen in Amylopektin und Glykogen.

Das reduzierende Ende ist das Ende des Polysaccharids, an dem sich das glycosidische (Hemiacetal) hydroxyl im freien Zustand befindet.

Amylase wirkt auf Stärke wie folgt. Zuerst verdünnen sie die Stärke. Ferner haben Amylasen eine dextrinierende Wirkung, d.h. Sie sind in der Lage, Stärke in verschiedene Dextrine umzuwandeln, worauf mit Jod leicht ein Farbwechsel folgt. Und schließlich haben Amylasen eine verzuckernde Wirkung, da sie bei der Einwirkung auf Stärke Zucker (Maltose) produzieren.

Was ist der Unterschied zwischen -Amylase und -Amylase?

Amid-Amylase, die auf Stärke einwirkt, bildet hauptsächlich Maltose und kleine Dextrine; -Amylase spaltet Stärke, um hauptsächlich Dextrine und eine kleine Menge Maltose zu bilden. Ami-Amylase zerkleinert das Stärkemolekül in große Teile, in Dextrine, die gebildet werden. -Amylase scheint ein Stärkepartikel von der Oberfläche abzuplatzen und Maltosemoleküle abzuspalten, und ein Molekül mit hochmolekularem Dextrin, Amylodextrin, bleibt in der Nähe der ursprünglichen Stärke.

Diese beiden Arten von Amylase unterscheiden sich signifikant in ihren Eigenschaften, nämlich: α-Amylase wirkt in einer sauren Umgebung intensiver. Wenn Sie den Teig ansäuern, verliert die -Amylase schnell ihre Aktivität. Dies ist von großer Bedeutung bei der Verarbeitung von Mehl aus gekeimten Körnern, in denen nur viel -Amylase enthalten ist, was die Backeigenschaften beeinträchtigt.

Amylase unterscheiden sich auch in ihrer thermischen Stabilität, Beständigkeit gegen hohe Temperaturen. Getreide-Amylase ist stabiler; Sie kann beim Backen von Brot handeln.

Normales nicht gekeimtes Getreide von Weizen, Roggen und Gerste enthält nur Amylase, es gibt keine -Amylase; im korn dieser kulturen wird α-amylase erst während der keimung gebildet. Einige andere Kulturen, wie Sojabohnen, enthalten nur Amylase in ihren Körnern, und selbst beim Keimen bildet sich keine am-Amylase.

Amylasen sind sehr wichtig für die Beurteilung der Qualität von Getreide und Mehl: Der Prozess der Zuckeranreicherung während der Gärung des Teigs und der Gärprozess selbst hängen von der Geschwindigkeit der Anreicherung von Maltose im Test ab, die wiederum von der Wirkung dieses Enzyms abhängt. Amylasen sind sehr wichtig in der Alkohol- und Brauindustrie, wo Malz verwendet wird, ein gekeimtes und sorgfältig getrocknetes Getreide, das die Quelle für aktive Amylase ist.

Beim Kochen mit Säuren hydrolysieren sowohl Stärke als auch Glykogen: Es entsteht Glucose, nicht Maltose.

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Chemikerhandbuch 21

Chemie und chemische Technologie

Phosphorolyse von Polysacchariden

Während der Phosphorolyse zersetzt sich Glykogen unter Bildung von Glucosephosphorsäureester, ohne dass es zuvor in größere Fragmente des Polysaccharidmoleküls gespalten wird. [c.251]

Wie im Fall der Phosphorolyse von Saccharose ist die Phosphorolyse von Glykogen und Stärke eine reversible Reaktion, d. H. Glykogen und Stärke können aus Glucose-1-Phosphorsäure durch Phosphorylase dieser Polysaccharide unter bekannten Bedingungen synthetisiert werden. Eine dieser Bedingungen ist das Vorhandensein einer kleinen Menge Samen (Polysaccharid oder die Ausgangsprodukte seines Zerfalls). [c.186]

Bei der Spaltung verzweigter Polysaccharide stoppt die Phosphorolyse in der Nähe der Verzweigungspunkte des Reaktionsprodukts, wenn das Dextrin der Phosphorylase ein hohes Molekulargewicht begrenzt. Im Falle von Glykogen hört die Spaltung unter Einwirkung von Phosphorylase nach dem Aufbrechen von etwa 35% der glykosidischen Bindungen auf. Für die vollständige Spaltung von glycosidischen Bindungen ist es notwendig, der Phosphorylase ein Enzym zuzusetzen, das den Abbau von a-1,6-glycosidischen Bindungen, Amylo-1,6-glucosidase, katalysiert. Die Bildung von linearen Dextrinen unter der Wirkung dieses Enzyms schafft wiederum die Bedingungen für die Wirkung von Phosphorylase. Dies führt letztendlich zur vollständigen Spaltung des Polysaccharids unter Bildung eines Gemisches aus Glucose-1-phosphat und Glucose. Die Wirkung von β-Enzym auf die äußeren Ketten eines verzweigten Polysaccharids ist früher beendet als die Wirkung von Phosphorylase: Verschiedene Glykogenproben werden nur zu 3 bis 21% und unter Einwirkung von Phosphorylase zu 14 bis 31% gespalten. [c.617]

Die Phosphorolysereaktion ist leicht reversibel, aber die Position ihres Gleichgewichtspunkts wird stark vom pH-Wert beeinflusst. Die Polysaccharidsynthese wird durch einen sauren pH-Wert erleichtert. Die Änderung der Akzeptorkonzentration beeinflusst in einem weiten Bereich nicht die Lage des Gleichgewichtspunktes der Reaktion. [c.161]

Informationen zu Phosphorylase und Phosphorolyse werden in II h. Polysaccharide angegeben. [c.207]

Derzeit glauben viele Forscher, dass Phosphorylase im tierischen Körper eine viel größere Rolle bei den Prozessen des Zerfalls spielt als bei den Prozessen der Synthese von Polysacchariden. Die Grundlage für eine solche Beurteilung [31] war die Tatsache, dass in lebenden Geweben keine Bedingungen für die synthetisierende Wirkung von Phosphorylase geschaffen werden, da ein notwendiger Faktor für die Verlagerung der Phosphorolyse in Richtung Synthese ein geringes Verhältnis von Orthophosphat zu G-1-F ist. Inzwischen ist die umgekehrte Beziehung in lebenden Geweben zu beobachten, Orthophosphat überwiegt immer G-1-F. Andererseits konnte gezeigt werden, dass die Aktivierung des Glykogenolyseprozesses durch Epine-Frin, Glucagon und andere Substanzen durch [c.74] erfolgt.


Die Reaktion der Phosphorolyse von Polysacchariden ist in der Natur weit verbreitet. Auf diese Weise wird Glykogen abgebaut, wenn es auf den Weg der Glykogenolyse gelangt (siehe unten). In ähnlicher Weise wird durch die Phosphorolysereaktion ein erheblicher Teil der Stärke in Glucose-1-phosphat umgewandelt, indem Stärkebestände für die Bedürfnisse des pflanzlichen Organismus verwendet werden. Über die Phosphorolyse von Disacchariden wurde ebenfalls berichtet. So enthalten einige Bakterien Maltozophos-Forylase, die die Zersetzung von Maltose in Glucose-1-phosphat und Glucose beschleunigt, wenn sie mit H3PO4 wechselwirkt. [c.334]

Diese Reaktion ist Phosphorolyse, d.h. Aufbrechen der glykosidischen Bindung direkt mit Phosphatresten (und nicht mit Wassermolekülen). Anschließend wurde gezeigt (Corey, 1939), dass diese Reaktion reversibel ist, mit anderen Worten, dass ein Polysaccharid als Ergebnis der Wirkung von Phosphorylase auf Glucose-1-phosphat synthetisiert werden kann. Ähnliche Synthesen wurden gleichzeitig von V. Kissling und KS Hanes mit pflanzlicher Phosphorylase (Kartoffeln, Erbsen usw.), dem Enzym P, durchgeführt, dessen Wirkung sich geringfügig von der Wirkung tierischer Phosphorylase unterscheidet. Die Reaktion kann wie folgt dargestellt werden [c.320]

Phosphor. Die Umwandlung von Stärke, Glykogen und ähnlichen Polysacchariden in Glucose-1-phosphat wird durch a-1,4-Glucanphosphorylase (auch einfach als Phosphorylase bezeichnet) katalysiert. Obwohl diese Reaktion reversibel ist, tritt sie anscheinend nur während des intrazellulären Abbaus von Polysacchariden auf, nicht jedoch während ihrer Synthese. Die Phosphorolyse beginnt am freien nichtreduzierenden Ende der Amy-Kette [c.409]

Allgemeine Merkmale des Austauschs, die für Grünpflanzen charakteristisch sind, sind der Grund dafür, dass das von ihren Geweben verwendete Hauptatmungsmaterial Kohlenhydrate sind. Diese Aussage gilt ausnahmslos für alle Mono- und Polysaccharide erster Ordnung sowie eine Reihe von Polyosen zweiter Ordnung (Stärke, Inulin, Hemicellulose). Polymere Formen von Kohlenhydraten werden in der Regel nach ihrer vorläufigen Spaltung durch Hydrolyse oder Phosphorolyse in der Atmung eingesetzt. Die Phosphorolyse von Stärke bildet bekanntlich Glucosephosphatester (Glucose-1-phosphat), d. H. Die Verbindung ist im Vergleich zu freier Hexose im wesentlichen für die Verwendung auf glykolytischem Wege hergestellt. Neben den eigentlichen Kohlenhydraten kann das Atmungssubstrat einer Pflanzenzelle eine Vielzahl von Derivaten der letzteren sein, beispielsweise Glucoside, Pektinsubstanzen. Den oxidativen Umwandlungen dieser Verbindungen sollte ihre hydrolytische Spaltung vorausgehen. [c.275]

Die zweite Art der Zersetzung von Polysacchariden und Oligosacchariden ist die Reaktion der Phosphorolyse. Wenn Sie versuchen, die Phosphorolysereaktion in Form einer chemischen Gesamtgleichung auszudrücken, kommt es auf die Addition von Phosphorsäureelementen (Wasserstoff- und Säurereste) an die Stelle des Aufbrechens der glykosidischen Bindung zwischen Monosaccharidresten in Oligo-oder Polysaccharidmolekülen an

Das obige Verfahren wird viele Male wiederholt, und die schrittweise Zersetzung von a-1,4-Glucan geht mit der Freisetzung einer großen Anzahl von Glucose-1-phosphat-Molekülen einher. Bei einem streng linearen Polyglycosid läuft die Phosphorolyse bis zum Ende, bei verzweigten Polysacchariden bleibt sie an den Verzweigungspunkten der Polysaccharidkette stehen. [c.333]


Austausch von Glucose-6-phosphat. Epokozo-6-phosphat wird auf unterschiedliche Weise im Körper gebildet. Erstens kann es durch Phosphorylierung von Glucose aufgrund seiner Wechselwirkung mit ATP synthetisiert werden. Zum anderen entsteht es durch die Isomerisierungsreaktion von Phosphorsäureestern anderer zu dieser isomerer Hexosophosphorsäureester. Drittens wird es aus Glucose-1-phosphat gewonnen, das ein Produkt der Phosphorolyse von Oligo und Polysacchariden ist. Die ersten beiden Reaktionen wurden im vorherigen Abschnitt behandelt. Die Umsetzung von Glucose-1-phosphat zu Glucose-6-phosphat verläuft in zwei Stufen unter Beteiligung des Enzyms Phosphoglucomutase. Die Molekülmasse des Kaninchenmuskelenzyms beträgt 62.000 Phosphoglucomutase-Moleküls besteht aus zwei Untereinheiten mit jeweils M = 31 OOO. Sein aktives Zentrum enthält in seiner Zusammensetzung einen Phosphoserinrest, aus dem [c.339]

Siehe die Seiten, auf denen der Begriff Phosphorolyse von Polysacchariden erwähnt wird: [c.526] [c.410] [c.571] [c.629] [c.186] Biochemistry Edition 2 (1962) - [c.186]

http://chem21.info/info/1308132/

Überprüfe dich. 1. Zu Monosacchariden gehören:

1. Zu Monosacchariden gehören:

2. Glukose ist:

3. Die Zusammensetzung von Saccharose umfasst:

a) zwei Glucosemoleküle;

b) zwei Fructosemoleküle;

c) Glucose und Fructose;

d) Galactose und Glucose.

4. Das Produkt der Phosphorolyse von Maltose ist:

a) Glucose und Galactose;

b) Glucose-1-phosphat und Glucose;

c) Glucose-6-phosphat und Glucose;

d) Glucose-1-phosphat und Galactose.

5. Reaktion: ATP + Glucose → ADP + Glucose-6-phosphat wird unter Beteiligung von durchgeführt

6. Die Coenzym-Isocitrat-Dehydrogenase ist

7. Reaktion: 6-Phosphogluconat + NADP + → Ribuloso-5-phosphat + CO2 + NADPH + H + ist charakteristisch: a) für die Glykolyse;

b) zur Glukoneogenese

; c) zum apotomischen Abbau von Glucose;

d) zur Phosphorolyse;

e) für den Krebszyklus.

Laborarbeit Nummer 6. Reaktionen auf Kohlenhydrate.

alkalische Lösung von Segnetova-Salz; eine Lösung von 69,26 g Kupfersulfat in 1 Liter Wasser; Glukose; Phenylhydrazinhydrochlorid; Natriumacetat; 10% Essigsäurelösung; Saccharose; 5 n. Lösungen von Salzsäure und Natronlauge; lösliche Stärke; konzentrierte Schwefelsäure; eine Lösung von 0,127 g Jod und 0,2 g Kaliumjodid in 100 ml Wasser; Kohlenstoffkupfer; 25% ige Ammoniaklösung; starke Salpetersäure (sp. in. 1,4); ein Gemisch aus Alkohol und Ether (1: 1).

zwei 100–200 ml-Becher und ein Uhrglas zum Abdecken, ein Glasstab; 10 Reagenzgläser; Asbest Mesh; Mikroskop, Abdeckung und Objektträger; 20 ml Porzellantiegel.

Erfahrung 1. Herstellung von Fehlingflüssigkeit.

Zu 3 ml alkalischer Lösung von Segnetovasalz gießen Sie 3 ml Kupfersulfatlösung. Beschreiben Sie das Aussehen der entstehenden Fehling-Flüssigkeit. Schreiben Sie die Reaktionsgleichung auf, um sie zu erhalten.

Erleben Sie 2. Das Verhältnis von Monosacchariden zu Fehlingflüssigkeit.

Zu 1 ml 0,15% iger Glucoselösung in einem Reagenzglas gießen Sie etwa 2 ml Fehlingsche Flüssigkeit. Die Lösung zum Kochen bringen und 1 Minute kochen lassen. Markieren Sie den Effekt, indem Sie die Reaktionsgleichung angeben.

Erleben Sie 3. Eine Glukosezone bekommen.

Gießen Sie etwa 0,1 ml Glucose, 0,3 ml Phenylhydrazinhydrochlorid, 0,5 ml Natriumacetat und 5 Tropfen einer 10% igen Essigsäurelösung in das Röhrchen. All dies wird in 5-7 ml Wasser gelöst. Tauchen Sie das Reagenzglas in ein kochendes Wasserbad, wo es bis zur Bildung einer Masse gelber Kristalle aufbewahrt wird. Es dauert 15 - 20 Minuten. Beschreiben Sie den Effekt, betrachten Sie die Form der Kristalle unter dem Mikroskop und schreiben Sie die Reaktionsgleichung auf.

Welche Form von Kristallen würde durch Fructose, Mannose, Galactose erzeugt worden sein?

Erleben Sie 4. Das Verhältnis von komplexen Zuckern zu Fehlingflüssigkeit.

In ein Reagenzglas 1 ml 0,15% ige Saccharoselösung gießen. 2 ml Fällflüssigkeit zugeben. Erhitze die Mischung und koche 1 Minute lang, nicht mehr. Markieren und erläutern Sie den Effekt.

Erfahrung 5. Hydrolyse komplexer Zucker.

Diese Arbeit wird nur durch die vorherige Arbeit erledigt! Gießen Sie 1 ml 0,15% ige Saccharoselösung in das Röhrchen und 3 Tropfen 5N. Salzsäurelösung. Erhitze die Mischung zum Kochen, kühle sofort ab und gieße 3 Tropfen 5 N hinein. Natronlauge, 1 ml Fehlingflüssigkeit, zum Kochen bringen und 1 Minute kochen lassen. Markieren Sie den Effekt, erklären Sie ihn mit Reaktionsgleichungen, vergleichen Sie ihn mit dem Effekt früherer Erfahrungen, erklären Sie den Unterschied.

Erleben Sie 6. Die Hydrolyse von Stärke.

Gießen Sie 20 ml 1% ige Stärkelösung und 6 Tropfen konzentrierte Schwefelsäure in ein Glas, bedecken Sie es mit einem Uhrglas und kochen Sie den Inhalt. Pipettieren Sie alle 10 Minuten 1 ml Lösung in ein sauberes Röhrchen. Die Probe abkühlen lassen und 1-2 Tropfen Jodlösung hinzufügen. Fahren Sie also fort, bis der Test mit Jod negativ ist. Beschreibe die Ergebnisse und erkläre sie. Schreiben Sie die Gleichung für die entsprechenden Reaktionen. Vergleichen Sie diese chemische Hydrolyse mit der biochemischen.

Zu 3 - 5 ml 1% iger Stärkelösung in einem Reagenzglas geben Sie die gleiche Menge Ihres Speichels, klemmen Sie das Reagenzglas in Ihre Faust (zum Erhitzen) und nehmen Sie alle 5 Minuten etwa 1 ml für Reaktionen mit Jod. Markieren Sie den Effekt, erklären Sie ihn, vergleichen Sie die Geschwindigkeit der biochemischen (enzymatischen) Hydrolyse mit der Chemikalie. Schreiben Sie die Gleichung für die Reaktion der enzymatischen Stärkehydrolyse auf. Welches Enzym wirkte hier (sein Name)?

Erleben Sie 7. Die Auflösung von Ballaststoffen im Reagenz Schweitzer.

Ca. 0,5 g Kupfercarbonat und 5-6 ml 25% ige Ammoniaklösung in ein Glas geben.

Man erhält eine dunkelblaue Lösung (Schweitzer-Reagenz). Watte hineinwerfen und mit einem Glasstab umrühren. Es sollte eine dicke Lösung (dunkelblaues Gelee) ergeben. Ohne die Stäbchen herauszunehmen, aber mit dem Rühren aufzuhören, fügen Sie 10% ige Salz- oder Schwefelsäurelösung hinzu, bis eine deutlich saure Reaktion eintritt. Wenn Sie jetzt den Glasstab aus dem Glas nehmen, wird ein transparenter Beutel mit einer blauen, dicken Lösung herauskommen. Erklären Sie den Effekt, wie praktisch diese Reaktion ist.

Was ist die Formel von Ammoniakseide? Vata löst sich möglicherweise nicht auf, wenn die Ammoniaklösung nicht stark genug ist. In diesem Fall muss der Zylinder durch Eintauchen von Ammoniak in Eis oder Schnee mit Ammoniak gesättigt werden, was durch Alkalisierung und Kochen der vorhandenen Ammoniaklösung oder Ammoniumcarbonatlösung erreicht werden kann.

Erleben Sie 8. Collodion bekommen.

In einen trockenen 10-ml-Zylinder 4 ml konzentrierte Schwefelsäure und 2 ml konzentrierte Salpetersäure geben (nach 1.4). Erhitzen Sie die zu gießende Mischung leicht in einem kleinen Porzellantiegel, legen Sie ein Bündel Watte hinein und verwenden Sie einen Stab, um sicherzustellen, dass sie vollständig mit einer Nitriermischung befeuchtet ist. 10 bis 20 Minuten einweichen lassen, den Überschuss der Nitriermischung abtropfen lassen, die kolloidale Watte 2-3 Mal mit Wasser abwaschen und jedes Mal mit einem Stock andrücken. Trocknen Sie dann die Watte zwischen zwei Bögen Filterpapier, wischen Sie den Tiegel ab, werfen Sie die Watte hinein und gießen Sie eine kleine Mischung aus Alkohol und konzentrierter Schwefelsäure (2: 1) ein, bis sich eine dicke Lösung bildet. Wird diese Lösung auf Glas gegossen, so bildet sich nach dem Verdampfen des Lösungsmittels ein dünner Kollodiumfilm. Schreiben Sie die Reaktionsgleichung.

Laborarbeit 7. Bestimmung von wasserlöslichen Kohlenhydraten nach Bertrand.

Marmelade, alkalische Lösung von Segnevatsalz zur Herstellung von Fehling-Flüssigkeit (eine Lösung von 173 g Segnevitsalz in 400 ml Wasser mit einer Lösung von Ätznatron in 100 ml Wasser mischen); 10% ige Lösungen von Bleiacetat und Natriumsulfat; Sulfateisenoxid; konzentrierte Schwefelsäure; 0,1 N Kaliumpermanganatlösung; 25% ige Salzsäurelösung; 20% ige Natronlauge; Filterpapier.

2 Messkolben: für 100 und 250 ml; 4 Erlenmeyerkolben pro 250 ml; Pipette für 10 ml,

20 ml, 50 ml Messzylinder, Uhrglas zum Abdecken des Erlenmeyerkolbens;

Glasstab; Trichter; Bürette mit Glashahn. Eine Eisensulfatlösung kann wie folgt hergestellt werden. 50 g Fe (SO & sub4;) & sub3; und 200 g (100 ml) konzentrierte Schwefelsäure sollten in 500 ml destilliertem Wasser verdünnt werden. Füge der Lösung Wasser bis zu einem Volumen von 1 l hinzu. Es ist zu prüfen, ob in der zubereiteten Lösung keine durch Kaliumpermanganat oxidierbaren salpetrigen Verbindungen enthalten sind. Zu diesem Zweck wird in eine 20-30 ml Lösung 1 Tropfen 0,1 N KMnO & sub4; -Lösung gegossen. Wenn die rosa Farbe 10-20 Sekunden lang anhält, kann die Lösung verwendet werden. Wenn der Tropfen verfärbt ist, tropfenweise eine 0,1 N KMnO-Lösung zu der gesamten Lösung geben, bis eine schwache rosa Farbe auftritt, die 10-20 Sekunden lang nicht verblasst. Einen Teil der Marmelade in 2 g mit Wasser mischen und in einen 250-ml-Messkolben überführen, 5 ml 10% ige Bleiacetatlösung zugeben; Lautstärke zur Marke bringen. Filtriere die Lösung. 80 ml des Filtrats werden in einen 100-ml-Messkolben gefüllt und mit 8 ml 10% iger Natriumsulfatlösung versetzt. Das Volumen der Lösung in einem Messkolben auf 100 ml bringen. Herausfiltern Filtriere 20 ml Filtrat in reine Erlenmeyerkolben, um einfache 10 ml-Zucker zu bestimmen und die Summe aus einfachen und komplexen Zuckern zu bestimmen. Um die einfachen Zucker zu bestimmen, wählen Sie die Filtratmenge, die 3 Minuten lang mit 40 ml Fehling-Flüssigkeit gekocht wurde. Filtern Sie das Kupferoxid durch einen glatten, gut sitzenden Filter in den Trichter. Den Niederschlag und das Becherglas mit heißem Wasser abspülen, bis farbloses Waschwasser erscheint. Setzen Sie einen Erlenmeyerkolben unter den Trichter, in dem die Fehlingsche Flüssigkeit gewonnen wurde, und gießen Sie 30 ml Eisensulfatlösung auf den Filter. Spülen Sie den Filter 2 bis 3 Mal mit kaltem Wasser. Das Filtrat mit einer 0,1 N Kaliumpermanganatlösung titrieren, bis eine rosa Farbe auftritt, die nicht innerhalb von 10-20 Sekunden verschwindet. 10 ml des Filtrats, das zur Bestimmung der Menge an einfachen und komplexen Zuckern entnommen und mit einem gleichen Volumen Wasser verdünnt wurde, werden mit 2 ml 25% iger Salzsäurelösung versetzt. Decken Sie den Kolben mit einem Uhrglas ab und stellen Sie ihn 2 Stunden lang in ein kochendes Wasserbad. Kühle die Lösung und neutralisiere sie mit 20% iger Natriumhydroxidlösung. Die hierfür erforderliche Alkalimenge wird am besten durch folgende Erfahrung bestimmt: 20 ml Wasser mit 2 ml einer 25% igen Salzsäurelösung verdünnen und mit einer angegebenen Menge 20% iger Natriumhydroxidlösung auf dem Indikator wie Methylorange neutralisieren. Nach dem Neutralisieren der Lösung werden 40 ml Fehlingsche Flüssigkeit hinzugefügt. Beenden Sie die Analyse auf die gleiche Weise wie die Definition von einfachen Zuckern. 1 ml 0,1 N KMnO & sub4; -Lösung entspricht 6,36 mg Kupfer. Durch die Zuckermenge in Bezug auf Glucose (siehe Bertrand-Tabelle).Erläutern Sie die Essenz der beschriebenen Methode zur Bestimmung von Kohlenhydraten unter Angabe der erforderlichen Reaktionsgleichungen.

Nach der Titration soll der Gehalt an einfachen und komplexen Kohlenhydraten in der Marmelade berechnet werden.

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HAUPTWEGE DES KOHLENHYDRATKATABOLISMUS

Der Abbau von Kohlenhydraten bei Mensch und Tier beginnt im Mund. Polysaccharide und Oligosaccharide werden durch Reaktionen zweier Arten in einfache Verbindungen zerlegt: Hydrolyse und Phosphorolyse.

Die Hydrolyse (oder die Spaltung eines Makromoleküls in Gegenwart von Wasser) von Stärke wird durch spezifische Enzyme beschleunigt - Amylasen, die zur Klasse der Hydrolasen gehören. Je nach Art des Enzyms kann es vor Glucose, Maltose oder Oligosacchariden zu einem hydrolytischen Abbau der Esterbindungen zwischen α-D-Glucopyranoseresten im Stärkemolekül kommen.

In der Natur wurden verschiedene Amylasen gefunden: a-Amylase, b-Amylase, g-Amylase (Glucoamylase) und Amylo-1,6-glucosidase.

a-Amylase (a-1,4-Glucan-4-Glucanohydrolase) beschleunigt die Hydrolyse interner a-1,4-glycosidischer Bindungen im Stärkemolekül. Als Hauptendprodukt der Stärkehydrolyse unter Beteiligung von a-Amylase wird Maltose in a-Form gebildet. A-Amylase kommt in allen Arten von Pflanzen und Tieren vor.

b-Amylase (a-1,4-Glucan-Maltohydrolase) beschleunigt die Hydrolyse von a-1,4-glycosidischen Bindungen ausgehend vom nichtreduzierenden Ende des Stärkemoleküls und spaltet nacheinander die Maltosereste. Maltose, die durch Stärkehydrolyse unter Einwirkung von b-Amylase freigesetzt wird, fällt in b-Form an. Die Bildung der letzteren erfolgt zum Zeitpunkt der Hydrolyse der a-glycosidischen Bindung aufgrund einer Änderung der räumlichen Konfiguration der am ersten Kohlenstoffatom des Glucoserestes gebildeten glycosidischen Hydroxylgruppe. b-Amylase kommt nur in höheren Pflanzen vor.

g-Amylase (a-1,4-Glucanglucohydrolase, Glucoamylase) beschleunigt die Hydrolyse von a-1,4-glycosidischen Bindungen im Stärkemolekül oder den Oligosacchariden und spaltet nacheinander die Glucosereste vom nichtreduzierenden Ende des Moleküls ab.

Amyl-1,6-glucosidase (Amylo-6-glucanhydrolase) beschleunigt die Hydrolysereaktion von 1,6-Bindungen im Stärkemolekül (Amylopektin), d.h. an den Verzweigungspunkten der polyglucosidischen Kette und bildet Oligosaccharide mit einer bestimmten Anzahl von Resten von a-D-Glucose und in Abhängigkeit von der Länge der gespaltenen Seitenkette. Das Enzym ist für tierische Gewebe charakteristisch, kommt aber auch in Pflanzen und Mikroorganismen vor. Ein charakteristisches Merkmal aller Amylasen ist das Fehlen einer absoluten Spezifität der Wirkung. Sie beschleunigen die Hydrolyse verschiedener Verbindungen: Amylose, Amylopektin, Glykogen und Oligosaccharide.

In ähnlicher Weise hydrolysieren Stärke und Glykogen andere natürliche Polysaccharide: Cellulose - unter Beteiligung des Enzyms Cellulase, Chitin-Chitinasen, Heparin-Heparinasen usw. Disaccharide, die manchmal bei der Hydrolyse von Polysacchariden (z. B. Maltose und Cellobiose) auftreten oder im Körper beim Einfrieren vorkommen (Lactose, Saccharose, Trehalose usw.) werden durch katalytische Wirkung von a- und b-Glycosidasen zu einzelnen Monosacchariden hydrolysiert.

Eine andere Art der Zersetzung von Polysacchariden und Oligosacchariden - die Phosphorolyse - ist für Glykogen am charakteristischsten. Die Reaktion der Phosphorolyse ist die Zugabe von Phosphorsäure am Punkt des Aufbrechens der glykosidischen Bindung zwischen den Resten der Monosaccharide in den Molekülen der Oligo-oder Polysaccharide.

Phosphorolysereaktionen werden durch bestimmte Enzyme beschleunigt - Phosphorylasen (Glycosyltransferasen), und nur 1,4-glycosidische Bindungen unterliegen einer phosphorolytischen Spaltung. Im Falle der Phosphorolyse, beispielsweise von Amidopektin, stoppt die Zersetzung daher an den Verzweigungspunkten des Moleküls, wo 1,6 Bindungen vorliegen. Eine weitere Phosphorolyse erfolgt erst nach der Spaltung der 1,6-Bindungen im restlichen Dextrin durch Amylo-1,6-glycosidase.

So entstehen beim Abbau von Oligo- und Polysacchariden freie Monosaccharide oder deren Phosphorsäureester. Am weiteren Austausch von Monosacchariden sind nur deren Phosphatester beteiligt, während freie Monosaccharide phosphoryliert werden und zu Phosphatestern werden, die viel reaktivere Verbindungen sind als freie Monosaccharide.

Die Phosphorylierung von Monosacchariden erfolgt in Wechselwirkung mit ATP und wird durch Enzyme - Phosphotransferasen, sogenannte Kinasen - beschleunigt. Die Phosphorylierung von Glucose erfolgt beispielsweise nach dem Schema: Glucokinase

Glucose + ATP ® Glucose-6-phosphat + ADP.

In der Natur wurden etwa zwei Dutzend einzelne Phosphotransferasen gefunden, die Phosphorsäurereste von ATP tragen. Der Prozess des Kohlenhydrataustauschs verläuft über einige ihrer Formen, die Schlüsselpositionen einnehmen (z. B. Glucose-6-phosphat und Ribulose-5-phosphat).

Glucose-6-phosphat wird im Körper auf unterschiedliche Weise gebildet, unter anderem durch Phosphorylierung von Glucose und durch Isomerisierung (unter Beteiligung des Enzyms Phosphoglucomutase) von Glucose-1-phosphat, das wiederum während der Phosphorolyse von Oligo-und Polysacchariden gebildet wird.

Glucose-6-phosphat unterliegt verschiedenen Umwandlungen. Bei der oxidativen Zersetzung wird Energie in den makroergischen Bindungen von ATP gespeichert. Darüber hinaus werden viele der beim Austausch von Glucose-6-phosphat gebildeten Zwischenprodukte zur Synthese von Aminosäuren, Nukleotiden, Glycerin, höheren Fettsäuren usw. verwendet.

Der Glucose-6-Phosphat-Abbau erfolgt hauptsächlich auf zwei Wegen: dichotom (Glykolyse), wenn das Molekül zu einem bestimmten Zeitpunkt in zwei Hälften zerfällt, und apotomisch (Pentose-Phosphat-Weg), wenn das Molekül das erste Kohlenstoffatom verliert.

Abbildung 4.6 zeigt ein Diagramm, in dem die wichtigsten Arten des Kohlenhydratabbaus zusammengefasst sind.

Abbildung 4.6 - Schematische Darstellung der Arten des Katabolismus

Polysaccharide

Die Wechselbeziehungen zwischen dem Abbau von Kohlenhydraten sind komplex und werden sowohl von den Artenbesonderheiten als auch von den Lebensbedingungen der Organismen bestimmt. Selbst in verschiedenen Geweben und Organen desselben Organismus können die Verhältnisse des Kohlenhydratabbaus unterschiedlich sein. In den allermeisten Organismen überwiegt der aerobe Abbau von Kohlenhydraten im Allgemeinen gegenüber dem anaeroben und die Atmung unterdrückt die Glykolyse und Fermentation.

Organisation des Oberflächenwasserabflusses: Die weltweit größte Menge an Feuchtigkeit verdunstet von der Oberfläche der Meere und Ozeane (88).

Mechanische Rückhaltung von Erdmassen: Die mechanische Rückhaltung von Erdmassen an Hängen bietet Gegenkraftstrukturen in verschiedenen Ausführungen.

Die Papillarmuster der Finger sind ein Indikator für sportliche Fähigkeiten: Dermatoglyphensymptome bilden sich im Alter von 3 bis 5 Monaten nach der Schwangerschaft, ändern sich jedoch nicht im Laufe des Lebens.

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Testen Sie sich selbst (Express-Test)

1. Zu Monosacchariden gehören:

a) Maltose; b) Fructose; c) Lactose; g) Heparin.

2. Welche Kohlenhydratgruppen sind in funktionelle Gruppen unterteilt?

a) Aldosen und Ketosen; b) Monosaccharide und Disaccharide;

c) Glucose und Fructose; d) Pentosen und Hexosen.

3. α-Glucose und β-Glucose - …….

a) optische Isomere; b) Strukturisomere;

c) Oligosaccharide; d) cis-trans-Isomere.

4. Optische Isomerie von Kohlenhydraten ist mit der Existenz in ihrem Molekül verbunden...

a) mehrere Hydroxylgruppen;

b) asymmetrische Kohlenstoffatome;

c) eine Carbonylgruppe;

d) Chiralitätszentren.

5. Glucose in wässriger Lösung ist...

b) einen sechsgliedrigen (Pyranose) Zyklus, der ein Sauerstoffatom enthält;

c) fünfgliedriger (Furanose) Zyklus, der ein Sauerstoffatom enthält;

d) eine Mischung der aufgeführten Strukturen.

6. Die Bildung von Polysacchariden aus Monosacchariden ist eine Reaktion...

a) Polymerisation; b) Polykondensation;

c) Veresterung; g) Hydrolyse.

7. Die Zusammensetzung von Saccharose umfasst:

a) zwei Glucosemoleküle; b) zwei Fructosemoleküle;

c) Glucose und Fructose; d) Galactose und Glucose.

8. Auf welcher Basis werden Disaccharide in reduzierende und nicht reduzierende unterteilt?

a) durch Umsetzung mit Wasserstoff;

b) durch Umsetzung mit Salpetersäure;

c) durch Umsetzung mit einer Lösung von Hydroxiddiaminsilber;

d) nach Möglichkeit wechselseitige Transformationen von zyklischen und linearen Formen.

9. Das Produkt der Phosphorolyse von Maltose ist:

a) Glucose und Galactose; b) Glucose-1-phosphat und Glucose;

c) Glucose-6-phosphat und Glucose; d) Glucose-1-phosphat und Galactose.

10. Welcher Prozess unter Beteiligung von Kohlenhydraten führt zur Freisetzung der größten Energiemenge?

a) Oxidation durch Luftsauerstoff; c) Fermentation;

b) Wiederherstellung; d) Carboxylierung.

Abschnitt 3. Lipide

Lipide umfassen Fette und fettähnliche Substanzen pflanzlichen und tierischen Ursprungs, die in Wasser unlöslich, jedoch in unpolaren Lösungsmitteln (Ether, Chloroform, Benzol usw.) löslich sind. Strukturell sind alle Lipide Ester von Fettsäuren und verschiedenen Alkoholen.

Fettsäuren sind Carbonsäuren mit einer langen aliphatischen Kette. Höhere Fettsäuren (IVH) sind die wichtigsten hydrophoben Bestandteile von Lipiden.

Die meisten IVH sind Monocarbonsäuren mit langen linearen Kohlenwasserstoffketten mit einer geraden Anzahl von Kohlenstoffatomen (C12 - Mit20) werden ungesättigte Säuren mit einer oder mehreren Doppelbindungen gefunden (Tabelle 2).

Die häufigsten hohen Fettsäuren

Unter den gesättigte Fettsäuren besonders häufig Palmitin- und Stearinsäure, Sie kommen in allen tierischen und menschlichen Geweben vor, die vom gesamten Körper als energetisches Material verwendet werden. Ihre am meisten in tierischen Fetten zum Beispiel: Rindfleisch und Schweinefleisch - 25% Palmitinsäure, 20% bzw. 13% Stearinsäure. Diese Säuren können im Körper teilweise aus Kohlenhydraten (und sogar aus Proteinen) synthetisiert werden. Exzess gesättigte Fettsäuren führen in der Ernährung häufig zu Verletzung des Fettaustausches, Erhöhen Sie den Cholesterinspiegel im Blut.

Ungesättigte Fettsäuren unterteilt in einfach ungesättigte und mehrfach ungesättigte. Die häufigsten einfach ungesättigten Fettsäuren sind Ölsäure, die reichlich in Olivenöl (65%), Schmalz (43%), Rindertalg (37%) und Butter (23%) enthalten ist.

Von besonderer Bedeutung sind mehrfach ungesättigte Fettsäuren - Linolensäure, Linolsäure und Arachidonsäure -, die Teil der Zellmembranen sind und eine Reihe wichtiger Funktionen im Körper erfüllen, darunter die Gewährleistung eines normalen Wachstums und Stoffwechsels, der Elastizität der Blutgefäße usw.

Solche mehrfach ungesättigten Fettsäuren kann nicht synthetisiert werden beim Menschen und deshalb sind unersetzlich (wie einige Aminosäuren und Vitamine). Bei völliger Abwesenheit dieser Säuren in der Nahrung wurde ein Wachstumsstillstand, nekrotische Hautläsionen, Veränderungen der Kapillarpermeabilität beobachtet.

Linolsäure, die in Sonnenblumenöl besonders häufig vorkommt (60%), hat eine ziemlich hohe biologische Aktivität, 1/10 der biologischen Aktivität von Linolsäure ist Linolensäure.

Die höchste biologische Aktivität ist charakteristisch für Arachidonsäure, ihr Gehalt in Lebensmitteln ist jedoch sehr gering: im Gehirn - 0,5%, in Eiern - 0,1%, in der Schweineleber - 0,3%. Im Körper Linolsäure unter Beteiligung von Vitamin B6 verwandelt sich in Arachidonsäure, und dies wiederum verwandelt sich in sehr wichtige intrazelluläre Hormone - Prostaglandine.

Mehrfach ungesättigte Fettsäuren, anders als gesättigt, hilft, Cholesterin aus dem Körper zu entfernen.

Lipidklassifikation und -funktion

Je nach Struktur werden die Lipide unterteilt in einfach (Zweikomponenten) und kompliziert (Mehrkomponenten). In der Gruppe der einfachen Lipide werden Fette, Wachse und Steride freigesetzt. Komplexe Lipide werden in Phospholipide, Glycolipide und Sphingophospholipide unterteilt.

Zu die Haupt biologisch funktionen Lipide umfassen die folgenden:

§ Energie - während der Oxidation von Lipiden im Körper wird Energie freigesetzt (1 g Lipide - 39,1 kJ);

§ Transport - Teilnahme am Transport von Substanzen durch die Lipidschicht der Biomembran;

§ mechanisch - Lipide des Bindegewebes, die die inneren Organe und die subkutane Fettschicht umgeben, schützen die Organe vor Schäden, die durch äußere mechanische Einflüsse verursacht werden;

§ Wärmedämmung - Aufgrund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit speichert der Körper die Wärme.

In den letzten Jahren wurde die äußerst wichtige Rolle komplexer Lipide für die Funktion von Zellmembranen entdeckt. Alle Zellmembranen enthalten neben Protein und Polysacchariden 20 bis 75% polare und neutrale Lipide. Lipide bilden eine etwa 5 nm dicke bimolekulare Schicht mit polaren Gruppen auf beiden Seiten der Schicht, in die Proteinuntereinheiten und strukturiertes Wasser eingebettet sind. Diese Schicht reguliert den Stoffwechsel in den Zellen und bestimmt die Permeabilität der Membranen für Ionen, Nichtelektrolyte und Wasser.

Einfache Lipide (Fette)

Fette (Triglyceride) sind Ester von hohen Fettsäuren und dreiwertigem Alkoholglycerin.

Natürliche Fette sind eine Mischung verschiedener Triglyceride, in denen gemischte Triglyceride überwiegen.

Steride sind Ester hoher Fettsäuren und polycyclischer Alkohole (Sterole).

Freie Sterole und verwandte Verbindungen machen einen großen Teil der Naturstoffe aus. Beim Menschen sind nur 10% der Sterine Steroide, 90% befinden sich in einem freien Zustand.


Sterol-Cholesterin (Cholesterin) ist das wichtigste funktionelle für den menschlichen Körper:

Cholesterin ist ein normaler struktureller Bestandteil aller Zellen und Gewebe, ist am Metabolismus von Gallensäuren, einer Reihe von Hormonen und Vitamin D beteiligt. Der normale Cholesteringehalt im Blut beträgt 150-220 mg. Mit einem Anstieg dieses Indikators steigt das Risiko für das Auftreten und die Entwicklung von Arteriosklerose. Der Hauptteil des Cholesterins (ca. 70-80%) im Körper wird aus Fettsäuren (gesättigt) und Kohlenhydraten gebildet. Ein Teil einer Person bekommt es aus dem Essen. Das meiste Cholesterin kommt in Eiern (0,57%), Käse (0,28-1,6%), Butter (0,21%) und Nebenprodukten (bis zu 0,3%) vor.

Beim Kochen ist Cholesterin relativ stabil - etwa 20% der ursprünglichen Menge gehen verloren. Ältere Menschen und Personen, die für Arteriosklerose prädisponiert sind, sollten einen Cholesterinüberschuss in der Nahrung vermeiden und Produkte, die diesen Stoff enthalten, nicht vollständig ausschließen.

Die Hauptmenge an Cholesterin wird in der Leber aus anderen Bestandteilen der Nahrung gebildet. Je mehr Cholesterin aus der Nahrung stammt, desto weniger wird es in der Leber synthetisiert und umgekehrt.

In der üblichen täglichen Diät zur Vorbeugung von Arteriosklerose können bis zu 300 mg Cholesterin enthalten sein. Fast eine Tagesdosis (230 mg) ergibt ein Ei oder 500 g fettiges Fleisch oder 50 g holländischen Käse oder 130 g Butter.

Bei Tieren und Menschen werden Sterole oxidiert, um Derivate mit dem gemeinsamen Namen Steroide zu bilden, darunter Cholsäuren (Inhaltsstoffe der Galle, die die Absorption von Fettsäuren im Darm fördern) und Steroidhormone.

Von den höheren Fettsäuren wurden Palmitin-, Stearin- und Ölsäure in der Zusammensetzung der Steride gefunden. Bei der Sterinveresterung entstehen Steride:


Wachse sind Ester von höher gesättigten oder ungesättigten Säuren mit höher einwertigen Alkoholen (C16 - Mit36).

Wachse sind unterteilt in Gemüse und Tier. In Pflanzen spielen Wachse die Rolle einer Schicht aus Blättern, Früchten, Stängeln, Wachsüberzug schützt Pflanzen vor Schädlingen und Krankheiten sowie vor übermäßigem Wasserverlust.

Von der pflanzliches Wachs Carnaubawachs - Palmblattwachs (Brasilien), Flachsstielwachs, Candelillawachs.

Zu tierisches Wachs bezieht Spermaceti, das aus Spermacetiöl gewonnen wird, das in der Schädelhöhle des Pottwals enthalten ist. Cetylester der Palmitinsäure überwiegt in der Spermacete (C15H31SOOS16H33).

Bienenwachs enthält Alkohole C24 - Mit34, verestert mit höheren Säuren (z. B. Palmitinsäure - Mericylester C15H31SOOS31H63), Kohlenwasserstoffe (bis zu 17%), Cerotinsäure C25H51COOH.

Wachse werden häufig zur Herstellung von Cremes, Salben, als Zusatz zu Seifen, Pflastern, Lippenstiften usw. verwendet.

Fetteigenschaften

Fette halten in der Regel der Destillation nicht stand und zersetzen, auch wenn sie unter vermindertem Druck destilliert werden.

Schmelzpunkt und Textur fett abhängig von der Struktur der Säuren, in ihrer Zusammensetzung enthalten. Feste Fette, Das heißt, Fette, die bei hohen Temperaturen schmelzen, bestehen aus Glycerid-Grenzsäuren (Stearinsäure, Palmitinsäure) und Öle, die bei einer niedrigeren Temperatur schmelzen und leere Flüssigkeiten sind, enthalten erhebliche Mengen Glyceride ungesättigter Säuren (Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure).

Da natürliche Fette komplexe Gemische von Glyceriden sind, schmelzen sie nicht bei einer bestimmten Temperatur, sondern in einem bestimmten Temperaturbereich und erweichen vorher.

Zur Charakterisierung von Fetten angewendet Erstarrungstemperatur, was nicht mit dem Schmelzpunkt übereinstimmt - es ist etwas niedriger. Darüber hinaus ist die Erstarrungstemperatur von Fett aufgrund der Art seiner Säurebestandteile: Je höher, desto höher ist der Gehalt an gesättigten Säuren.

Fett auflösen in Luft, Schwefelkohlenstoff, in aromatischen Kohlenwasserstoffen und Benzin. Unlöslich Fette in kaltem Alkohol und Wasser, obwohl sie Emulsionen bilden können, die sich in Gegenwart von Tensiden wie Proteinen, Seifen stabilisieren. Milch ist eine natürliche Fettemulsion, die durch Proteine ​​stabilisiert wird.

Hydrolyse von Fetten. Unter den Reaktionen von Fetten ist die Hydrolyse von besonderer Bedeutung, die sowohl mit Säuren als auch mit Basen durchgeführt werden kann (die alkalische Hydrolyse wird als Verseifung bezeichnet):

Durch diese Reaktion wird die Struktur der Lipide festgestellt und es werden wertvolle Produkte erhalten. Die Hydrolyse ist die erste Stufe der Verwertung und des Stoffwechsels von Nahrungsfetten im Körper.

Reaktionen verbinden. Die Doppelbindungen der ungesättigten Säuren, aus denen das Fett besteht, können katalytisch hydriert werden, sie fügen Brom und Jod hinzu.

Aufgrund der Tatsache, dass feste Fette für technische Zwecke und Lebensmittelzwecke nicht ausreichen, ist die Umwandlung billigerer flüssiger Fette in feste Fette wichtig. Diese Umwandlung erfolgt durch katalytische Hydrierung der Doppelbindungen der Säuren flüssiger Fette, wobei die flüssigen ungesättigten Fette fest gesättigt werden. Als Rohstoffe werden Meeressäugeröl und pflanzliche Öle (Sonnenblumen, Baumwollsamen, Sojabohnen usw.) verwendet:

Also künstliches Öl oder Margarine, ist eine Emulsion von gehärtetem Pflanzenfett in Milch; es hat das Aussehen, die Textur, den Geruch und den Geschmack von Butter. Der Geruch und Geschmack wird durch die vorläufige Fermentation der Milch mit speziellen Milchsäurebakterien hervorgerufen, die eine partielle Oxidation verursachen und Diacetyl - den Hauptduftstoff der Butter - synthetisieren. Zur Stabilisierung der Emulsion werden natürliche Emulgatoren in Margarine sowie aus Eigelb oder Soja isoliertes Eigelb oder Lecithin eingebracht.

Ranzig Viele der Fette werden ranzig, wenn sie in der Luft stehen - entwickeln einen unangenehmen Geschmack und Geruch. Unterscheiden Sie zwischen hydrolytischer und oxidativer Ranzigkeit.

Hydrolytische Fettveränderungen treten unter Einwirkung von Enzymen oder Mikroorganismen auf und führen zur Bildung von freien Fettsäuren. Haben diese Säuren eine kurze Kette (Buttersäure), so bekommen die Fette einen ranzigen Geschmack und Geruch. Diese Art ist charakteristisch für Kuhmilch.

Die Oxidation des Fettmoleküls führt zur Bildung einer Reihe von Aldehyden und kurzkettigen Ketonen, die auch einen unangenehmen Geruch und Geschmack haben. Dieser Prozess erfordert den Sauerstoff der Luft, und eine Erhöhung der Temperatur, des Lichts und der Luftfeuchtigkeit beschleunigt diesen Prozess.

Komplexe Lipide

Die komplexen Lipide umfassen Phospholipide, Sphingolipide und Glycolipide.

Phospholipide sind Lipide, die bei Hydrolyse neben Glycerin und höheren Carbonsäuren Phosphorsäure und Aminoalkohole (oder andere Ester) ergeben. Phospholipide werden in Abhängigkeit vom Alkohol in seiner Zusammensetzung unterteilt in Phosphatide und Sphingophosphodipide.

Sie unterscheiden sich durch höhere Fettsäuren und zusätzliche Verbindungen, die die Zusammensetzung ausmachen. In Abhängigkeit von der Additivverbindung werden Phosphatidylcholin (Lecithin), Phosphatidylcolamin (Kefalin), Phosphatidylserin usw. unter den Phosphatiden unterschieden.

Lecithine wurden zuerst im Eigelb gefunden, von dem ihr Name abstammt (griechisches Lekithos - Eigelb).

Kefalina - Glycerinester, die nach dem gleichen Prinzip wie Lecithine aufgebaut sind, jedoch anstelle von Cholin Colamin (oder Ethanolamin: BUT - CH2 - CH2 - NH2). Kefaline (aus dem Griechischen. Kephale - Kopf) wurden zunächst aus Hirngewebe isoliert.

Sphingolipide. Diese Verbindungen sind Strukturanaloga von Phospholipiden, in denen anstelle von Glycerin enthalten ist Blutdrucksenker.

Als Ergebnis der Hydrolyse von Sphingolipiden wurden 4 Säuren erhalten: Palmitinsäure, Stearinsäure, Lignocerinsäure und Nervensäure:

Lignocerinsäure-Nervonsäure

Eine große Anzahl von Sphingolipiden wurde im Nervengewebe und im menschlichen Blut gefunden. Plasma-Blut enthält 8-15% Sphingolipide in Erythrozytenmembranen - 30-40% aller Lipide.

Glykolipide. Die Zusammensetzung der Glykolipide beinhaltet Sphignozin, IVH, Kohlenhydratkomponente (D-Galactose, D-Glucose), Glucosamin, Galactosamin und deren Acetylderivate), jedoch ohne Phosphorsäure.

Die folgenden Fettsäuren, die Teil von Glykolipiden sind, sind bekannt: Lignocerinsäure, Cerebronsäure (α-Oxylignocerinsäure), Nerven- und α-Oxeneronsäure.

Diese komplexen Lipide wurden zunächst aus der grauen Substanz des Gehirns isoliert.

Fettstoffwechsel

In den Geweben des Körpers gibt es eine kontinuierliche Aktualisierung der Lipide. Der Hauptteil der Lipide des menschlichen Körpers sind Triglyceride, die besonders reich an Fettgewebe sind. In Form von Einschlüssen kommen Triglyceride in den meisten Geweben und Organen vor.

Da Lipide eine Energiefunktion ausüben, sind ihre Erneuerungsprozesse mit ihrer Mobilisierung und Ablagerung im Prozess der Energieerzeugung verbunden.

Der Austausch von Phosphodipiden ist nur unzureichend untersucht, aber es besteht die Ansicht, dass ihre Aktualisierung in erster Linie mit dem Prozess der Wiederherstellung der Membranstruktur zusammenhängt.

Lipiderneuerung von Geweben und Organen des Körpers erfordert vor intrazelluläre enzymatische Hydrolyse.

Die Hydrolyse von Triglyceriden (Lipolyse) erfolgt in zwei Stufen. In der ersten Stufe findet die Hydrolyse externer Esterbindungen statt, die durch das Enzym Lipase beschleunigt wird:

β-Monoglycerid wird in der zweiten Stufe durch unspezifische Esterase weiter zu Glycerin und hohen Fettsäuren hydrolysiert:

Durch die Hydrolyse von Triglyceriden entstehen Glycerin und drei Moleküle mit hohem Fettsäuregehalt.

Der Austausch von Glycerin kann auf verschiedene Arten durchgeführt werden. Ein erheblicher Teil des während der Lipidhydrolyse gebildeten Glycerins wird für die Resynthese von Triglyceriden verwendet. Der zweite Weg für den Glycerinstoffwechsel ist die Einbeziehung seines Oxidationsprodukts in die Glykolyse oder Glukoneogenese.

IVH in Mitochondrien unterliegen einer Oxidation, bei der eine Abnahme von zwei Kohlenstoffatomen vom Carbonsäureende eines IVH auftritt. Der Mechanismus dieser Oxidation wurde benannt β - Oxidation von hohen Fettsäuren und es ist eine der Energiequellen für die ATP-Synthese in einer tierischen Zelle.

Fettstoffwechselstörungen begleitet von der Anreicherung von Acetessig - und β - Hydroxybuttersäure im Blut.

Acetoessigsäure ist das Produkt der Oxidation von β-Hydroxybuttersäure und kann nach dem folgenden Schema in Aceton umgewandelt werden:

Als Acetessig werden β-Hydroxybuttersäure und Aceton bezeichnet Ketonkörper. Gestärkte Bildung nennt man sie Ketose. Der Zustand des Körpers, in dem es zu einer übermäßigen Anreicherung von Ketonkörpern im Blut kommt, wird als Ketonämie bezeichnet, und ihre Ausscheidung im Urin wird als Ketonämie bezeichnet Ketonurie.

Unter den vielen Ursachen für die pathologische Anreicherung von Ketonkörpern werden Kohlenhydrate (relativ oxidierte Lipide) sowie Kohlenhydrat- und Fettsäuremetabolismusmangel mit Insulinmangel als besonders wichtig angesehen.

Grundbegriffe und Begriffe

Glykolipide sind die Ester von Fettsäuren mit hohem Fettsäuregehalt und Sphygnosin, zu denen die Kohlenhydratkomponente gehört.

Fette (Triglyceride) sind Ester von hohen Fettsäuren und Glycerintriatomalkohol.

Ketonämie - ein Zustand des Körpers, in dem es zu einer übermäßigen Anhäufung von Ketonkörpern kommt.

Ketonurie - ein Zustand des Körpers, in dem die Freisetzung von Ketonkörpern mit Urin.

Lipide sind natürliche unpolare Verbindungen, die in Wasser unlöslich, in unpolaren Lösungsmitteln jedoch löslich sind.

Lipolyse - der hydrolytische Abbau von Fetten.

Steride - Ester von hohen Fettsäuren und polycyclischen Alkoholen.

Sphingolipide sind die Ester von Sphingosid mit hohem Fettsäuregehalt, die einen Phosphorsäurerest und die zugehörige Verbindung enthalten.

Phospholipide sind hohe Fettsäuren und Glycerinester, die einen Phosphorsäurerest und die zugehörige Verbindung enthalten.

Fragen und Aufgaben

1. Welche organischen Substanzen nennt man Lipide?

2. Schreiben Sie die Strukturformeln für Tripalmitin, Palmitodyluryl und Palmitostearoolein auf. Welche Triglyceride gehören zur einfachen Gruppe und welche sind gemischte Triglyceride?

3. Geben Sie das Hydrolyseschema für Triolein an.

4. Stellen Sie die Gleichung für die Hydrierung von Triolein auf und nennen Sie das Endprodukt.

5. Welche chemischen Komponenten sind Bestandteil von Phosphatiden? Sphingolipide? Glykolipide?

6. Schreiben Sie die Strukturformel von Lecithin und sein Hydrolyseschema auf.

7. Führen Sie aus Glycerin, Palmitin-, Stearin- und Ölsäure die Triglyceridsynthese durch.

8. In einem Komplex mit welchen Substanzen sind Lipide Bestandteil biologischer Membranen?

9. Was sind die Stoffwechselstörungen?

10. Führen Sie die wichtigsten biologischen Funktionen von Lipiden auf.

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