рации белка. Нарушение нативной конформации белка может быть обратимым (если изменение структуры легко устранимо и нативная структура восстанавливается легко) и необратимым (особенно выражено при повышении температуры, лучевом воздействии, обработках сильными кислотами и щелочами). Денатурация белка сопровождается снижением гидрофильности белковых молекул, уменьшением стабильности растворов белка в изоэлектриче-ской точке, повышением реакционной способности таких функциональных групп молекулы, как -SH, -NH2, -С6Н4ОН, -СООН и др. Большинство белковых молекул проявляют специфическую функциональную активность только в узком интервале значений рН и температуры (физиологические значения). В результате изменений указанных параметров белок теряет активность из-за денатурации. Денатурированные белки существуют в виде случайных хаотических петель и клубков, форма которых подвержена изменениям.

2.2. Углеводы 2.2.1. Простые углеводы

Группу соединений, относимых к углеводам, разделяют на простые углеводы {моносахариды) и сложные углеводы (полисахариды). Моносахариды, или монозы, имеют молекулярную формулу Сп(Н20)п, которая и послужила основой для образования названия этого класса соединений (углерод, + вода). По своей структуре углеводы относятся к оксиальдегидам и оксикетонам, в молекулах которых все атомы углерода, не входящие в карбонильную группу, связаны с гидроксильными группами. Поэтому их называют также полиоксиальдегидами, или олъдозоми, и полиоксикетонами, или кетозоми. В зависимости от числа атомов углерода монозы делят на триозы (три

72

атома), тетрозы (четыре атома), пентозы (пять атомов), гексозы (шесть атомов) и гептозы (семь атомов). В зависимости or строения карбонильной группы каждая из таких моноз обозначается как альдотриоза, альдогексоза, кетогексоза и т.п.

Классификация и стереохимия моноз полностью отражены стереохимическим рядом моноз, начинающимся от глицеринового альдегида (представляющего собой простейший по-лиоксиальдегид) для альдоз и диоксиацетона (представляющего собой простейший полиоксикетон) для кетоз. Стереохи-мический ряд моноз основан на реакции удлинения цепи монозы путем ционгидринного синтеза, известного также как синтез Кшиани-Фишера. Нуклеофильное присоединение цианид-иона к карбонильной группе приводит к возникновению нового асимметрического атома углерода, причём из-за планарности группировки >С=0 вероятность возникновения обеих возможных конфигураций нового хирального центра близка, т.е. образуются два новых стереоизомера:

Н-

-ОН

„он и ! -он не н-

-он

сн2он сшон СН2ОН

Циангидрин (2 стереоизомера)

1-

>о с^н=о

Н~С?Ч)Н

н-|—он

СН2ОН

у-Лактон Альдоза (2 стереоизомера) (2 стереоизомера) * - новый хиральный центр

Два новых стереоизомера, образовавшиеся в результате циангидринного синтеза, содержат на один атом С больше, чем исходное соединение, но являются так же альдозами; это означает, что с каждым из них можно вновь осуществить описанную серию превращений, что в конечном счёте приводит к получению всего стереохимического ряда моноз.

73

Альдотриоза

сн-о

н-

-он-

н-н-

-он

-он

\

СН-О

(R-конфигурация) НО—(—Н _

-ОН

СН—О СН2ОН

D-Глицериновый альдегид

\

н-

CH2OH CH2OH D-Эритроза ^—Альдотетрозы —> D-Треоза с одинаковой конфигурацией трального центра, несущего СН2ОН V

дн-о сн-о Чн=о сн=о

н-н-н-

-он не -он н--он н-

-он -он

н-но-н-

-онно--н но--он н-

-н -н~

-он

сн2он сн2он сн2он сн2он

D-Рибоза D-Арабиноза D-Ксилоза D-Ликсоза

---------_ >^ ^--^

Альдопентозы

одинаковой конфигурацией хирального центра, несущего СН20Н

сн=о

СН-О

н-

Н-

он но--он н-

сн2он

D-Аллоза

СН2ОН D-Глюкоза

сн=о

-он н-

-QH НО--н НО--он н-

-он -н -н -он

сн-о

НСН

н-

сн-о

-он -он -он

но-но-н-н-

сн2он

D-Альтроза

сн2он сн2он

D-Гулоза D-Галактоза СН-О сн=о

-н

-он

-он

сн2он

D-Манноза

СН3ОН D-Талоза

Альдогексозы

с одинаковой конфигурацией хирального центра, несущего СН2ОН

Все монозы, образованные из D-глицеринового альдегида (имеющего R-конфигурацию по системе Кана-Ингольда-Пре-лога), получены в результате превращений, не затрагивающих асимметрический атом, несущий группу СН2ОН, поэтому все эти соединения также считаются принадлежащими к D-ряду моносахаридов. Установлено, что все природные монозы относятся к D-ряду.

Химические свойства моноз отражают одновременное присутствие в молекуле карбонильной и оксигрупп, которые могут реагировать либо по отдельности (только гидроксильной или только карбонильной группой), либо обеими группами одновременно.

1. Мутаротация моноз - явление изменения вращения водного раствора монозы во времени до достижения определённого равновесного значения (у D-глюкозы от +111° до +52,5°). Это превращение связано с тем, что в водных растворах монозы существуют в виде оксо-циклотаутомеров:

(СНОШз-^Н^) (СНОН)з—СН—Ое (СНОН)з—СН

^h-ohJ _ fH-j^v y-V4OH

6СН2ОН СН.О