Важнейший природный моносахарид, D-глюкоза, является алифатическим альдегидом, содержащим шесть углеродных атомов, пять из которых имеют гидроксильные группы (1). Поскольку атомы C-2 —C-5 являются хиральными центрами (см. Углеводы), кроме D-глюкозы существует 15 изомерных альдогексоз, лишь немногие из которых встречаются в природе (см. Ферментативный катализ). У большинства природных моносахаридов C-5 имеет конфигурацию D-глицеринового альдегида.
В нейтральном растворе менее 0,1 % молекул глюкозы находятся в ациклической форме (1). Подавляющая часть глюкозы присутствует в форме циклического полуацеталя (2) (см. Биомолекулы), образованного в результате взаимодействия карбонильной группы с одной из гидроксильных групп. В альдогексозах реакция идёт главным образом по гидроксильной группе C-5 с образованием шестичленного пиранового цикла. Сахара с шестичленным циклом называются пиранозами. Замыкание кольца с участием гидроксильной группы C-4 даёт фурановый цикл, а сахара с таким циклом называются фуранозами. В растворе все три формы, пиранозная, фуранозная и ациклическая находятся в динамическом равновесии.
Циклические формы моносахаридов принято изображать в виде проекционных формул (2), где цикл представлен в перспективе (проекции Хеуорса). Заместители при хиральных атомах углерода располагаются над или под плоскостью кольца в зависимости от их конфигурации. OH-Группы, которые в фишеровской проекции (1) находятся справа, в проекции Хеуорса располагаются под плоскостью кольца, а группы, находящиеся слева, — над плоскостью кольца.
При образовании полуацеталей в молекуле появляется дополнительный асимметрический центр C-1, что делает возможным существование двух стереоизомеров. Соответствующие связи на схеме указаны волнистыми линиями.
В проекциях Хеуорса не учитывается тот факт, что в действительности пиранозный цикл не плоский, а имеет форму кресла. В представленной на схеме конформации D-глюкопиранозы (1C4-конформация, 3) большинство OH-групп (как и в проекции Хеуорса) располагаются перпендикулярно плоскости кольца (аксиально, а-положение). Единственное исключение составляет полуацетальная OH-группа при C-1, которая занимает экваториальное (е) положение.
В нейтральном растворе менее 0,1 % молекул глюкозы находятся в ациклической форме (1). Подавляющая часть глюкозы присутствует в форме циклического полуацеталя (2) (см. Биомолекулы), образованного в результате взаимодействия карбонильной группы с одной из гидроксильных групп. В альдогексозах реакция идёт главным образом по гидроксильной группе C-5 с образованием шестичленного пиранового цикла. Сахара с шестичленным циклом называются пиранозами. Замыкание кольца с участием гидроксильной группы C-4 даёт фурановый цикл, а сахара с таким циклом называются фуранозами. В растворе все три формы, пиранозная, фуранозная и ациклическая находятся в динамическом равновесии.
Циклические формы моносахаридов принято изображать в виде проекционных формул (2), где цикл представлен в перспективе (проекции Хеуорса). Заместители при хиральных атомах углерода располагаются над или под плоскостью кольца в зависимости от их конфигурации. OH-Группы, которые в фишеровской проекции (1) находятся справа, в проекции Хеуорса располагаются под плоскостью кольца, а группы, находящиеся слева, — над плоскостью кольца.
При образовании полуацеталей в молекуле появляется дополнительный асимметрический центр C-1, что делает возможным существование двух стереоизомеров. Соответствующие связи на схеме указаны волнистыми линиями.
В проекциях Хеуорса не учитывается тот факт, что в действительности пиранозный цикл не плоский, а имеет форму кресла. В представленной на схеме конформации D-глюкопиранозы (1C4-конформация, 3) большинство OH-групп (как и в проекции Хеуорса) располагаются перпендикулярно плоскости кольца (аксиально, а-положение). Единственное исключение составляет полуацетальная OH-группа при C-1, которая занимает экваториальное (е) положение.
Статьи раздела «Углеводы»:
- Углеводы
- А. Биологические функции углеводов
- Б. Структура моносахаридов
Структура:
Списки:
Сложность материала:
Величины и единицы:
Книги Список книг
Микроэлементы в окружающей среде. Биогеохимия, биотехнология и биоремедиация Книга посвящена анализу роли микроэлементов (металлов и металлоидов) в ...
История биологической химии. Формирование биохимии Книга посвящена истории формирования классической биохимии в период с середины ...
Asphaltenes: Chemical Transformation during Hydroprocessing of Heavy Oils (Chemical Industries) During the upgrading of heavy petroleum, asphaltene is the most problematic impurity since it is the main cause of catalyst deactivation and sediments ...
Biomolecular Crystallography: Principles, Practice, and Application to Structural Biology Synthesizing over thirty years of advances into a comprehensive textbook, Biomolecular Crystallography describes the fundamentals, practices, and ...