Predstavljaju veliku grupu jedinjenja koja zajedno sa proteinima i lipidima ine osnovne komponente biolokih sistemaPredstavljaju rezervne izvore energije u metabolikim procesima; osnovne strukturne elementeUlaze u sastav niza bioloki vanih jedinjenjaIme su dobili na osnovu opte formule Cn(H2O)nUgljeni hidrati su polihidroksilni aldehidi ili ketoni ili supstance koje hidrolizom daju takva jedinjenja

PODELAMonosaharidiOligosaharidiPolisaharidiAldozeKetozeTriozeTetrozePentozeHeksozeHeptoze(Prosti eeri, niz 3-7 C-atoma)(2-10 molekula monosaharida)(vei broj monosaharida)Monosaharidi

OligosaharidiPolisaharidiRedukujuiStrukturaPorekloHem. sastavFunkcijaDisaharidiNeredukujuiTetrasaharidiTrisaharidi Zoopolisaharidi Fitopolisaharidi Homopolisaharidi Heteropolisaharidi Prosti Sloeni Strukturni Skladini

Primarni oksidacioni proizvodi polihidroksilnih alkohola, kod kojih se primarna hidroksilna grupa (-OH) dehidrira u karbonilnu aldo- (-HC=O) ili keto-grupu (>C=O). Po hemijskom sastavu su bifunkcionalna jedinjenja: polihidroksi-aldehidi (aldoze ) i polihidroksi-ketoni (ketoze). Svi monosaharidi su lako rastvorljivi u vodi, to je uslovljeno prisustnim -OH grupama i imaju sladak ukus. U prirodi se ree nalaze slobodni, a ee su sastojci oligo- i polisaharida. Svi monosaharidi imaju nerazgranat ugljovodonikov lanac.

MONOSAHARIDINajprostiji monosaharidi imaju tri C-atoma Uvoenjem CHOH grupe izmeu aldehidne grupe gliceraldehida i susednog hiralnog centra izvode se dve serije enantiomernih eera aldoza. Uvoenjem CHOH grupe izmeu keto grupe dioksiacetona i susednog C-atoma izvode se dve serije enantiomernih eera ketoza.

ALDOZE

KETOZE

Njihove strukture se odnose kao predmet i lik u ogledalu.

MONOSAHARIDISvakom monosaharidu D-serije odgovara enantiomer iz L-serije.

D-alozaL-alozaD-(+)-glukozaL-(-)-glukozaMONOSAHARIDIBroj opt. izomera = 2nn-broj C*Pripadnost D-seriji odreuje poslednji hiralan C-atom tj. onaj koji je najblii primarnoj OH-grupi

MONOSAHARIDI

MonosaharidiAldozeKetozeBroj hiralnih C-atomaAldozeKetozeTrioze (X=3)Aldotrioze-1-Tetroze (X=4)AldotetrozeTetruloze21Pentoze (X=5)AldopentozePentuloze32Heksoze (X=6)AldoheksozeHeksuloze43

DIASTEREOIZOMERIJASvi stereoizomeri koji nisu enantiomeriPoseban vid epimerija.D-glukozaD-manozaD-glukozaD-galaktozaC2-epimeriC4-epimeri

PISANJE FORMULAFischer-ove projekcione formule karbonilna grupa se nalazi na vrhu, hidroksimetil grupa na dnu, a OH i H su rasporeeni sa leve i desne strane.Pentoze i heksoze se preteno javljaju u ciklinom obliku.D-ribozaD-ribofuranozafuran(Fischer-ova)(Tollens-ova) jo jedan hiralan C-atom1414

PISANJE FORMULAHeksoze nastaje estolani prstenD-glukozaD-glukopiranozapiran1155

PISANJE FORMULANovoformirani hiralni C-atom prelazi iz trigonalnog u tetraedarski tj. ciklizacijom nastaju 2 diastereoizomera.Ovi diastereoizomeri se nazivaju anomeri i razlikuju se po fizikim osobinama. a-D-glukopiranozab-D-glukopiranozaD-glukoza

PISANJE FORMULAKod ketoza, prsten se obrazuje reakcijom karbonilne grupe na drugom C-atomu i OH-grupe sa petog C-atomaa-D-fruktofuranozab-D-fruktofuranoza5522D-fruktoza

a-D-glukopiranozab-D-glukopiranozaHAWORTH-OVE PROJEKCIONE FORMULE

a-D-glukopiranozab-D-glukopiranozaHAWORTH-OVE PROJEKCIONE FORMULEPoluacetalna grupa - aPoluacetalna grupa - bD-manopiranozaD-galaktopiranoza

PISANJE FORMULAa-D-fruktofuranozab-D-fruktofuranoza

HAWORTH-OVE PROJEKCIONE FORMULEPoluacetalna grupa - aPoluacetalna grupa - ba-D-fruktofuranozab-D-fruktofuranozaa-D-sorbofuranozab-D-sorbofuranoza

MUTAROTACIJAa-D-glukopiranozaa-D-glukopiranoza (36%)b-D-glukopiranoza (63,98%)

a-D-glukofuranozab-D-glukofuranoza[a]D=+112,20t.t.=1460C[a]D=+18,70t.t.=148-1550C0,02%

FIZIKE OSOBINENajee su bele, vrste kristalne supstance.Ponekad se javljaju kao guste sirupaste tenostiZbog velikog broja OH-grupa grade veliki broj vodoninih veza, pa imaju visoke t.t.Lako se rastvaraju u H2O HEMIJSKE OSOBINEZavise od funkcionalnih grupa

OKSIDACIJABlagim oksidacionim sredstvimaD-glukozaNa-glukonat1,5-glukonolaktonGlukonska kiselina

FehlingC6H12O6 + 2 Cu2+ + 5 OH C6H11O7 + Cu2O + 3 H2OTollens C6H12O6 + 2[Ag(NH3)2]+ + 3OH C6H11O7 + 2Ag + 4NH3 + 2H2ONylander3C6H12O6 + 2 Bi(OH)2+ + 5OH 3C6H11O7 + 2Bi + 6H2OBenedictC6H12O6 + 2 Cu2+ + 5 OH C6H11O7 + Cu2O + 3 H2O

OKSIDACIJAJakim oksidacionim sredstvimaUronskekiselineOnskekiselineAldarne kiseline

OKSIDACIJAEnzimska oksidacijaGlukuronska kiselinaD-glukozaD-glukopiranoza

REDUKCIJAPolihidroksilni alkoholiD-glukopiranozaLinearni oblikD-sorbitol

D-glukopiranozaD-manitolD-sorbitolD-manopiranozaLinearni oblikD-sorbitolD-manitolb-D-fruktofuranozaREDUKCIJA

GRAENJE OZAZONAD-glukozaD-manozaD-fruktozaHidrazonKetofenil hidrazonOzazon

SKRAENJE NIZAD-glukozaD-arabinozaOksimPolioksinitril

PRODUENJED-glukozaD-manozaD-arabinozaD-glukocijanohidrinD-manocijanohidrinNIZAH2/PdH2/Pd

REAKCIJA SA KISELINAMAD-glukozafurfuralD-ksiloza2,5-anhidro-D-ksiloze5-hidroksimetil furfural2,5-anhidro-D-glukoze

REAKCIJAD-glukozaD-manozaD-fruktozan-diolSA BAZAMA

ESTERIFIKACIJAD-glukopiranozaTetra-O-acetil D-glukopiranoza

D-gliceraldehid-3-fosfatdihidroksiaceton-3-fosfatNuberg-ov estarHarden-Yang-ov estarRobinson-ov estarCori-ev estarESTRI SA H3PO4

KONDENZACIJAa-D-glukofuranoza1,2,5,6-O-izopropilidena-D-glukofuranoza

ALKILACIJAD-glukopiranoza2,3,4,6-tetrametil-D-glukozid

GRAENJE GLIKOZIDAGlikozidi su ciklini acetali nastali reakcijom izmeu:

CIKLINI OBLIK MONOSAHARIDA + ALKOHOL GLIKOZID (poluacetalna struktura) (acetalna struktura)D-glukopiranozaa-D-metilglukozid(70%)b-D-metilglukozid(30%)

ZNAAJNIArbutin glukoza + hidrohinonantiseptik ARBUTINhidroliza SALICIN GLIKOZIDISalicin glukoza + salogeninU kori vrbehidroliza

ZNAAJNIVanilija glukoza + vanilin

VANILIJAhidroliza AMIGDALIN GLIKOZIDIAmigdalin 2 C6H12O6 + C6H5CHO + HCNU gorkom bademu - otrovanhidroliza

OLIGOSAHARIDIUgljeni hidrati koji hidrolizom daju 210 monosaharidnih jedinica. Mogu biti disaharidi, trisaharidi, tetrasaharidi...Maltozni tip veze (redukujui tip veze) - reaguje poluacetalna grupa jednog monosaharida sa hidroksilnom grupom drugog monosaharida (najee na C1 i C4, ree na C6).a-D-glukozab-D-glukozaglikozidna veza

Trehalozni tip veze (neredukujui tip veze) - reaguje poluacetalna grupa jednog monosaharida sa poluacetalnom grupom drugog monosaharida.obe poluacetalne grupe blokirane disaharid ne pokazuje osobine svojstvene poluacetalnoj grupi. a-D-glukozab-D-glukozaTrehalozna vezaTrehaloza

REDUKUJUI DISAHARIDIO-a-D-glukopiranozil (14) a(b)-D-glukopiranozaMALTOZA - nastaje razlaganjem skroba; u prirodi zastupljenija maltozabela kristalna supstanca, rastvorljiva u vodi, manje slatka od saharozene nalazi se slobodna, ali je ima dosta u proklijalom jemu i sladu Slobodna poluacetalna grupa

REDUKUJUI DISAHARIDIO-b-D-glukopiranozil (14) a(b)-D-glukopiranozaCELOBIOZA - prisustvo (1 4) glikozidne veze ini je nesvarljivom za vie organizmebela kristalna supstanca, rastvorna u vodi, nema sladak ukusne nalazi se slobodna, ve nastaje razlaganjem celuloze

Slobodna poluacetalna grupa

REDUKUJUI DISAHARIDIO-b-D-galaktopiranozil (14) a(b)-D-glukopiranozaLAKTOZA (Mleni eer) - nalazi se u mleku sisara (majino mleko 6%; kravlje 4,5%)Slobodna poluacetalna grupa

NEREDUKUJUIO-b-D-fruktofuranozil (21) a(b)-D-glukopiranozidSAHAROZA (trani eer) - dobija se iz eerne repe i eerne trskeKristalna supstanca, lako rastvorna u vodi, slatkog ukusaupotrebljava se u domainstvu.DISAHARIDI

INVERZIJA SAHAROZEInverzija saharoze je fizika pojava koja se ogleda u promeni veliine i smera ugla skretanja ravni polarizovane svetlosti. Rastvor saharoze skree za + 66o, a rastvor glukoze i fruktoze za 20o. Inverzijom nastaje invertni eer koji ima redukcione osobine!Prirodni invertni eer je med.

Saharoza D-glukoza + D-fruktoza = + 66o = + 52o = 92o

srednja vrednost = 20o

POLISAHARIDISastavljeni od vie od 10 monosaharidnih jedinkirazlika u:duini i razgranatosti lanacavrsti monosaharidnih jedinkitipu (nainu vezivanja) porastom duine lanca smanjuje se rastvorljivost i nestaje sladak ukushemijski neaktivnimaterijal za izgradnju vezivnih tkivadeponovanje rezervne hrane

PolisaharidiStrukturaPorekloHem. sastavFunkcija Zoopolisaharidi Fitopolisaharidi Homopolisaharidi Heteropolisaharidi Prosti Sloeni Strukturni Skladini

SKROBPolisaharid (homoglukan) sastavljen samo od -D-glukoznih jedinkiBiljke u obliku granula karakteristinih za svaku biljnu vrstuKrompir elipsaste; kukuruz i penica sferne; pirina heksaedar. U tim granulama je prisutan i protein ekstenzin, koji ima funkciju biolokog lepka, a tu su i enzimi za razlaganje skroba.Depo rezervne hrane za biljke i izvor hrane za ivotinjski svetSkrob = amiloza + amilopektin.

AMILOZA ( 20%)-D-glukozne jedinice povezane (1 4) glikozidnom vezomLinearna makromolekula (250-300 glukoznih jedinki).Ima redukujui kraj (slobodna poluacetalna grupa poslednjeg glukoznog ostatka), ali nije redukujui polisaharid jer je udeo ovih OH grupa u rastvoru amiloze veoma mali.Amiloza Maltoza D-glukozahidrolizapotpuna hidrolizaMaltozna jedinica

AMILOPEKTIN ( 80%)1000-5000 molekula glukoze; grananje posle svakih 25-30 glukoznih jedinicaSkrob Dekstrani Maltoza D-glukozahidrolizahidrolizahidroliza

POLISAHARIDIDEKSTRANI - Produkt su delimine hidrolize skroba, ali i nastaju delovanjem bakterija na saharozu, tako to hidrolizuju saharozu do glukoze i fruktoze. Fruktozu koriste za metabolike potrebe, a glukozu polimerizuju u dekstrane.Bacillus mesenteroides osnova za dobijanje molekulskih sita (preiavanje u biohemiji).Streptococcus mutans normalno prisutan u flori usne duplje i uzronik je pojave karijesa. Razlae saharozu (unetu putem hrane), nastalu glukozu polimerizuje u dekstrane naslaga na zubima. Ispod tih naslaga, metabolie se fruktoza do mlene kiseline koja nagriza gle i otvara put za prodor bakterija koje dovode do karijesa.

POLISAHARIDIGLIKOGEN: ivotinjski skladini polisaharid (jetra, miii).Sastavljen od D-glukoze, kao i skrob, ali je vei (25000-95000 jedinica).Lanac je razgranat, vie nego kod skroba (grananje na 12-18 jedinica).

POLISAHARIDICELULOZA - Najrasprostranjeniji polisaharid u prirodi. Prisustvo (1 4) glikozidne veze ini celulozu nesvarljivom za vie organizme.Preivari u predelucu imaju mikroorganizme koji razlau celulozu.Gradivna materija u biljkama strukturni polisaharid (velika vrstoa i elastinost).

HEMICELULOZA: Biljni polisaharid.Sem glukoze sadri i galaktozu i heksauronske kiseline POLISAHARIDIAGAR-AGAR: Polisaharid sastavljen od D- i L-galaktoze i veoma malog procenta ksiloze i arabinoze.U mikrobiologiji za pravljenje podloga (sa vodom daje pihtijastu masu koja iznad 40oC postaje tena i transparentna)

INULIN: Biljni polisaharid dalija, artioka, meksika biljka topinambur.Sastavljen od fruktoze ( (1 2) veza) i 2-3% glukopiranoze koja se nalazi na krajevima niza.Primena u mikrobiologiji.Priprema hrane za dijabetiare POLISAHARIDIMANAN: Polisaharid sastavljen od molekula manoze.Gljivice, kvasci.

HETEROPOLISAHARIDI (HETEROGLIKANI): Jedinjenja koja hidrolizom daju vie vrsta monosaharida. Iz ove grupe najvaniji su oni koji ulaze u sastav vezivnog tkiva, i oni su vezani za proteine izgraujui tzv. glikoproteine. Nazivaju se jo i mukopoli-saharidi, Linearne su strukture, najee su sastavljeni od uronskih kiselina i N-acetil-heksozamina. Najtipiniji predstavnici su hondroitin-sulfat, hijaluronska kiselina i heparin.POLISAHARIDI

HIJALURONSKA KISELINAUlazi u sastav sloenih proteina, glikoproteina.Izgradnja sluznice, vezivnog tkiva, koe i staklastog dela okab(14)b(13)

HONDROITIN-SULFATUronska kiselina + D-galaktozamin (pojedine OH grupe esterifikovane sa H2SO4)Koa, hrskavica, tetive, krvni sudovi, zglobne tenosti. b(13)

HEPARIN: Glukuronska kiselina + glukozamin (na vie mesta sulfonovani)Zbog prisustva velikog broja ostatka sumporne kiseline izrazito kiseo karakter!U medicini za spreavanje koagulacije krvi (antikoagulans).Sa proteinima gradi asocijate (proteoglikane) velikog negativnog naelektrisanja spreavanje graenja tromba, odnosno pojave embolije i modanog udara.POLISAHARIDI

PEKTIN: Jagodiasto i bobiasto voe.ak i vrlo razblaeni rastvori veoma viskozni.Pri zagrevanju i kasnijem hlaenju dolazi do eliranja.Priprema sokova i demova POLISAHARIDIHITIN: ivotinjski strukturni polisaharid Izgradnja zatitnog oklopa kod ljuskara i insekata