Полисахаридтер.
Полисахаридтерге молекулалары жүздеген немесе мыңдаған моносахаридтерден тұратыцн органикалық заттар жатады. Олардың жалпы формуласы (С6Н10О5)n. Полисахаридтердің ішінде крахмал мен клетчатканың немесе целлюлозаның практикалық маңызы зор.
Крахмал. Крахмалдың химиялық формуласы (С6Н10О5)n. көп болады. Мысалы, картоп түйінінің 20% -і, бидай дәнінің 70%-і, күріш дәнінің 80%-і крахмалдан тұрады. Крахмал адам тамағының аса маңыздыларының бірі.
Крахмал жасыл өсімдіктердің жапырақтарында түзіледі. Жапырақтардаға жасыл пигменттер – хлорофил дәндері күн сәулесі энергиясын сіңіріп, су мен көміртек (IV) оксидінен глюкоза түзеді
6СО2 + 6Н2О → С6Н12О6 + 6О2
Глюкозаның синтездік жолмен крахмал түзіледі:
nC6H12O6 → (C6H10O5) n + nH2O
Крахмалдың маңызды химиялық қасиеттеріне қышқылдың немесе адам және жануарлар денесіндегі ферменттердің әсерінен гидролиздену жатады. Гидролиздің ақырғы заты глюкоза болады:
(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6
Бақылау сұрақтар:
1.Дисахаридтер: сахароза, мальтоза, лактоза. Олардың құрылымы, қасиеттері: гидролиздеу, тірі организмде атқаратын ролі
2. Полисахаридтер: крахмал, клетчатка және гликоген. Олардың құрылымы, қасиеттері: гидролиздеу
3.Гликогеннің биосинтезі
4. Гликогеннің организмде ыдырау процесі
Дәріс №22
Тақырып : Сахаридтердің алмасуы.
Жоспар:
1. Ағзадағы полисахаридтердің деструкциялану жолдары:
а) гидролиз;
б) фосфоролиз.
2. Моносахаридтердің айналуы.
Дәріс мақсаты:Сахаридтер липидтер, ақуыздар және нуклеин қышқылдары биосинтезі үшін бастама болып табылатын көптеген органикалық қосылыстардың көзі екендігін түсіндіру
Дәріс мәтіні (қысқаша)
Көмірсулар ыдырағанда ағзада энергия босайды. Осы энергия АТФ-тың макроэргиялық байланыстарда жинақталады.
1. Ағзадағы полисахаридтердің деструкциялану жолдары
Полисахаридтер мен олигосахаридтер қарапайым қосылыстарға дейін екі реакция типі: гидролиз және фосфоролиз жолымен ыдырайды.
Бірінші типті ыдыраудың мысалы крахмал гидролизі, екінші типтікі- гликоген фосфоролизі болып табылады. Крахмал гидролизі ферменттер-амилазалармен жылдамдатылады. Бұл ферменттер гидролазалар класына жатқызылады.
Ферменттің сипатына қарай крахмал молекуласындағы глюкоза қалдықтары арасындағы гликозидтік байланыстардың үзілуі мен байланыстың үзілу орны бойынша су молекуласының қосылуы әртүрлі жағдайда жүре алады. Осыған сәйкес крахмал гидролизінің соңғы өнімдері не глюкоза, не мальтоза немесе олигосахаридтер болып шығады.
Табиғатта бірнеше әртүрлі амилазалар табылған: глюкоамилаза немесе g-амилаза крахмал молекуласындағы 1,4 – байланыстардың немесе олигосахаридтердің гидролиз реакцияларын молекуланың тотықсызданбайтын шетінен бастап глюкоза қалдықтарын біртіндеп үзу арқылы жылдамдатады.
Механизмі келесідей:
|
Тотықсызданбайтын шет
|
a-глюкоза
g-амилаза жануарлар ұлпасында және зең саңырауқұлақтарда болады. b-амилаза крахмал гидролизі реакциясын 1,4-байланыстар бойынша, крахмал молекуласының редуцияланбайтын шетінен бастап мальтоза қалдықтарын біртіндеп үзе отыра жылдамдатады.
b-амилаза
Крахмал b-амилаза әсерінен гидролизденгенде, b-түрде мальтоза түзіледі.
a-мальтоза b-мальтоза
a-амилаза – крахмал молекуласындағы 1,4-гликозидтік байланыстардың белгілі бір тәртіпсіз гидролизін жылдамдатады, нәтижесінде a-амилаза қатысында крахмал гидролизінің басты соңғы өнімі ретінде a-мальтоза түзіледі. Дисахаридтерде 1,4 байланыстар a-амилаза әсерінен гидролизданбайды.
Амило-1,6-глюкозидаза крахмал молекуласындағы (амилопектиннің) 1,6-байланыстардың гидролизі реакцияларын жылдамдатады. Ол крахмал молекуласын полигликозидтік тізбектің тармақталу нүктелерінде олигосахаридтер түзе ыдыратады.
Амилазаларға тән ерекшелік- әсер етудің абсолюттік арнайылығының болмауы.
Барлық амилазалар металлопротеиндер (құрамында Zn2+ және Са2+ бар), сондай-ақ мультимерлер болып табылады. Металдар мультимер молекуласының протомерлерден құрылуына жағдай жасайды. Крахмал мен гликоген сияқты, басқа да табиғи полисахаридтер гидролизденеді: целлюлоза – целлюлаза, хитин - хитиназа, гепарин – гепариназа ферменттері қатысында.
Дисахаридтер ағзада a и b-глюкозидазалар ферменттерінің катализдік әсерінен моносахаридтерге дейін гидролизденеді a-гликозидаза a-глюкозидтердің, b-глюкозидаза - b-глюкозидтердің гидролизі реакцияларын жылдамдатады.
Полисахаридтер мен олигосахаридтердің ыдырауының екінші типі фосфоролиз реакцияларымен жүреді .
Фосфоролиз реакциясының механизмі біршама күрделірек. Реакция фосфорилаза ферменттерімен жылдамдатылады. Оларды Кори ашқан. Фосфорилазалар гликозильді қалдықтың полисахаридтің немесе олигосахаридтің тотықсызданбайтын шеттен бастап бейорганикалық фосфатқа сатылап тасымалдану үрдісін жылдамдатады. Фосфолиттік ыдырауға тек 1,4-байланыстар ұшырайды. Реакция механизмі келесідей:
|
|
глюкозо-1-фосфат
a-1,4-глюканның сатылап ыдырауы глюкозо-1-фосфат молекулаларының көп санын бөліп шығумен қабаттасады. Фосфоролиз реакциясы табиғатта кең тараған. Осылайша, гликогеннің гидролизге ұшырағанда (гликогенолизге) ыдырауы жүреді.
Фосфоролиз реакциясының тән белгісі оның қайтымдылығы. Бұдан поли- және олигосахаридтердің фосфоролиз реакциясы тек полигликозидтердің деструкциясы үшін ғана емес, сондай-ақ олардың жаңадан түзілуіне үшін де қызмет ететіні белгілі болды.
2.Моносахаридтердің айналуы.
Олиго- және полисахаридтер ыдырағанда бос монозалар мен олардың фосфорлы эфирлері түзіледі. Заттар алмасуына тек моносахаридтердің фосфорлы эфирлері қатысады. Бос монозалар әуелі фосфорилденеді, яғни фосфорлы эфирлерге айналады, содан кейін зат алмасуда пайдаланылады.
Бос моносахаридтердің фосфорилденуі - бұл олардың ағза үшін қолдану жолындағы міндетті реакция. Монозалардың фосфорилденуі олар АТФ-пен әрекеттескенде жүзеге асады және киназалар деп аталатын фосфотрансферазалармен жылдамдатылады.
|
|
a-глюкоза глюкозо-6-фосфат
Киназалар молекулалық массалары жоғары ақуыздар болып танылады. Мысалы ашытқының гексокиназасының молекулалық массасы 96000 дальтон, ол молекулалық массасы 24 мың дальтон болатын төрт суббірліктен тұрады. Гексокиназа бірнеше изозимдер түрінде кездеседі.
|
|
фруктозо-6-фосфат
Рибозамен реакция осыған ұқсас.
|
|
+АДФ
+АДФ
b-Д-рибоза-5-фосфат
Яғни, моносахаридтердің алмасуы фосфорлы эфирлері түрінде жүзеге асады. Моносахаридтердің фосфорлы эфирлерінің басты ерекшелігі олардың изомерленуге қабілеттілігі. Оған бұлшықет ұлпасында жүретін глюкозо-6-фосфаттың фруктозо-6-фосфатқа ауысуы мысал бола алады. Тепе-теңдік екі эфир арасында 2:1 қатынасында жүзеге асады.
|
фруктозо-6-фосфат
2.Глюкозо-6-фосфаттың алмасуы
Глюкозо-6-фосфат ағзада әртүрлі жолдармен түзіледі:
1) глюкоза АТФ қатысында фосфорилденгенде;
2) басқа моносахаридтердің фосфорлы эфирлерінің изомерленуі жолымен;
3) глюкозо-1-фосфаттан алынады.
Глюкозо-1-фосфаттың глюкозо-6-фосфатқа айналу реакциясын қарастырайық. Бұл реакция фосфоглюкомутаза ферменті қатысында екі сатыда жүреді. Оның белсенді орталығында фосфосерин қалдығы бар. Фосфосериннен фосфор қышқылының қалдығы глюкозо-1-фосфатқа глюкозо-1,6-дифосфат және дефосфорилденген фермент түзе отыра беріледі. Соңғысы қайтадан глюкозо-1,6-дифосфатпен әрекеттесіп, қайтадан бірінші жағдайдан фосфор қышқылының қалдығын үзіп, глюкозо-6-фосфат түзе фосфопротеинға айналады,
|
Ф. Г. М. глюкозо-1-фосфат
глюкозо-1,6-дифосфат дефосфорилденген глюкозо-6-фосфат
фермент
|
фосфоглюкомутаза
Бақылау сұрақтар:
1.Глюкозо-6-фосфаттың деструкциялануының негізгі жолдары: дихотомиялық және апотомиялық.
2. Пирожүзім қышқылының алмасуы;
3. Моно-, ди- және полисахаридтердің биосинтезі.
Дәріс №23
Тақырып : Биологиялық тотығу.
Жоспар:
1. Аралық алмасу
2. Анаэробты тыныс алу
Дәріс мақсаты:Глюкозаның ыдырауы реакциясы гликолизбен танысу
Дәріс мәтіні (қысқаша)
1. Аралық алмасу органдарда, тканьдерде және клеткаларда өтеді. Глюкозадан пирожүзім қышқылына қарай жүретін бір қатар реакциялар гликолиз деп аталады. Егер көмірсулардың анаэробтық ыдырауы гликогеннен басталса, гликогенолиз дейді. Глюкоза ерекше активті заттар қатарына жатпайды. Глюкоза молекуласына фосфор қышқылының қалдығы қосылады да фермент әсерімен оның реакцияға бейімділігі біраз артады.
2. Реакциялардың ақырында пируват түзіліп гликолиз процесі аяқталады. Пайда болған пируват бұдан кейін өтіп жатқан процестерге байланысты әр түрлі өзгерістерге ұшырайды. Анаэробты тыныс алу жағдайларында, ол сүт қышқылына дейін тотықсызданады. Сүт қышқылы (лактат) анаэбротық тыныс алудың ақырғы өнімі болып табылады.
Этил спирті мен көмірқышқыл газы өнімдері болып табылатын анаэбротық тыныс алу осымен аяқталады. Ашу процесі кезінде де осындай құбылыстар болады. Аштқының анаэробтық тыныс алуы спирттік ашу процесідеп аталады.
Биологиялық тотығу – оксидредуктаза ферменттерімен катализденетін, тірі организмдегі тотығу-тотықсыздану реакцияларының жиынтығы. Ол тірі организм тіршілігінің негізін құрайтын энергия көзі болып табылады. Биологиялық тотығудың атқаратын маңызды қызметі организмдегі зат алмасу, дем алу, жасуша құрылымын құ-растыру, өсу процесіне қажет әр түрлі метаболиттерді – субстраттарды, коферменттерді, гормондарды және басқа заттарды түзу болып табылады. Мұнай өнімдерінің тотығуы (автототығу), негізінен құрылысы әр түрлі көмірсутектер қоспасынан тұратын мұнай өнімдері тотықтырғанда әр түрлі оттекті қосылыстардың түзілуі. Органикалық қосылыстардың тотығуы – органикалық қосылыс молекуласына оттек атомдарын енгізу және сутек атомдарын одан бөліп шығару. Органикалық затқа тотықтырғыштың әсе-рі тотығатын заттың табиғатына, температураға, катализаторға, реагенттердің концентрациясына, ортаның қышқылдылығына, т.б. байланысты.
Бақылау сұрақтар:
1. Көмірсулардың ыдырауы.
2. Полисахаридтердің гидролизі.
3. Кребс циклі.
Дәріс №24
Тақырып: Тыныс алу. Тотығу-тотықсыздану процестері.
Жоспар:
1. Тотығу-тотықсыздану процестеріне жалпы сипаттама
2. Аэробтық тыныс алу
Дәріс мақсаты:Тотығу-тотықсыздану процестерінде энергия пайда болуын түсіндіру.
Дәріс мәтіні (қысқаша):
1. Тыныс алу кезінде оттегінің ткандерде сутек және көміртек атомдарымен қосылуынан СО2, Н2О және энергия пайда болады. Яғни, органикалық заттар диссимиляция процестеріне ұшырап, энергия бөліп шығару арқылы ыдырайды, бұл энергия организмнің бүкіл тіршілік процестеріне және өзінің құрылымын белсенді күйде ұстауға пайдаланылады. Жалпы алғанда, тыныс алу процесін былайша жазуға болады :
С6Н12О6 +602 6СО2+6Н2О+2881 кДж/моль
Тыныс алу – зат алмасу және энергия көзі. Энергетикалық тиімділігі жағынан бірдей бола тұрса да, органикалқы заттардың жану химизмдерімен олардың биологиялық тотығуларының /тыныс алуларының/ арасында айырмашылықтары да бар. Олар төмендегідей:
1) Жану процесі жоғары температурада өтсе, ткандердің тыныс алуы организмнің қалыпты температурасында 36,5 370С өтеді.
2) Жану кезінде энергия жылу түрінде бөлініп шықса, биологиялық тотығуда макроэргиялық фосфорлы қосылыстар түрінде бөлініп, сол қосылыстарда жинақталады /шоғырланады/.
3) Жануда энергия бірден /лезде/ бөлініп шықса, ал биологиялық тотығуларда ол ұзын тізбекті бір ізділікпен жүретін реакциялардың нәтижесінде біртіндеп /сатылап/ өте аз мөлшерде бөлініп шығады.
4) Жану сулы ортада мүмкін емес болса, ал биологиялық тотығуда су өте қажет.
Сонымен, тыныс алу процесі кезінде субстрат оттегімен әрекеттесіп тотығатындықтан тыныс алу процесін тотығу процесі ретінде қарастыруға болады. Бұл кезде тотығатын зат есебінен басқа зат тотықсызданады. Химиялық тұрғыдан алып қарағанда, оттегін қосып алу, сутегін бөліп алу, суды қосып алу/ келесі кезекте одан сутегін бөліп ала отырып/, электронды бөліп алу құбылыстары тотығу реакциялары болып табылады. Тотығу реакцияларының бұл барлық түрлері оттек, сутек және электронның жәрдемімен өтеді.
2. Аэробтық тыныс алу кезінде пируват Кребс циклі деп аталатын өзгерістердің күрделі циклінен өтеді. Бүкіл гликолиз процесі аэробтық тыныс алу кезінде пируват Кребс циклі деп аталатын өзгерістердің күрделі циклінен өтеді. Бүкіл гликолиз процесі аэробтық тыныс алудың бірінші кезеңінде өтеді. Аэробты тыныс алу кезінде пируват ең алдымен тотығу декарбоксилдену процесіне ұшырайды. Ол клеткаларда А ацетилкоферментіне дейін тотығады. Бұл процесс бес кезеңде өтеді, оған пируват – дегидрогеназа деген аса күрделі мультиферменттік комплекс қатысады.
Қорыта айтқанда, глюкозаның бір моліне АТФ –ның 38 молі түзіле алады. АТФ –ның макроэргиялық байланысында 25,1 –58, 6 кДж /моль энергия шоғырланады. Гидролиз кезінде олар бөлініп шығады. Тұтасымен алғанда, аэробтық тыныс алудың энергетикалық тиімділігі 55 % -ке жуық болады, яғни пайдалы әсер коэффициенті 0,5 тен деген сөз. Энергияның қалған мөлшері жылу түрінде бөлініп шығады.
Бақылау сұрақтар:
1. Биологиялық тотығудың фосфорилдеумен қатар жүруі.
2. Тотығуды фосфорилдеумен қабат жүргізетін тыныс алу ферменттерінің тізбектері.
Дәріс №25
Тақырып: Липидтер. Жалпы сипаттама.
Жоспар:
1. Липидтердің жіктелуі
2. Майлар құрылымы және қасиеттері
3. Майлардың биосинтезі
4. Майлардың ыдырауы
Мақсаты: Жай липидтердің құрылысы, қасиеттерімен тірі организмде жүретін ферментативтік ыдырау процестерімен танысу
Дәріс мәтіні (қысқаша):
Липидтерге майлар және майға ұқсас заттар – липоидтар жатады. Олар барлық тірі клеткаларда болады және тіршілікке орайлас бірнеше маңызды қызметтер / энергия берушілік, қорғану құрылымдық, метаболизмдік/ атқарады.
Липидтер ыдыраған кезде көп мөлшерде химиялық энергия макроэргиялық қосындылар түрінде бөлініп шығады. Липидтер суда ерімейді, бірақ органикалық еріткіштерде жақсы ериді.
Липидтер екі үлкен топқа бөлінеді. Қарапайым липидтің молекуласы спирт қалдықтарынан және жоғары май қышқылдарынан тұрады. Бұған бейтарап майлар, стероидтар және балауыздар /воскілер/ жатады.
Күрделі липид спирт қалдығынан, жоғары май қышқылдарынан және басқа бір заттардан /азоттық негіздер, фосфор қышқылы, көмірсулар, және басқалары/ тұрады. Оларға фосфотидтер, гликолипидтер, сульфатидтер жатады.
Липидтердің негізгі компоненті – май қышқылдары. Бейтарап майлар. Бейтарап майлар деп үш атомды глицерин мен жоғары май қышқылдарының күрделі эфирін айтамыз.
Қаныққан май қышқылдарында әдетте көміртек атомдарының жұп сандары болады, мысалы:
Май қышқылы - С3 Н7 СООН
Капрон қышқылы - С5 Н2 СООН
Стеарин қышқылы - С17 Н35 СООН
Егер майлардың құрамында қанықпаған қышқылдар басым болса, ондай майлар сұйық болады / мақта, күнбағыс, зығыр майлары/. Егер қаныққан қышқылдар басым болса, ондай майлар қатты болады / жануарлар майы – тоң май/.
Стероидтар – кристалды заттар, оптикалық активті. Суда ерімейді, органикалық еріткіштерде ериді, түссіз болады.
Балауыздар /воскілер/ деп липидтердің үлкен бір топтарын айтады.
Фосфатидтер /фосфолипидтер/ - майларға жақын қосылыстар. Олар үш атомды спирт глицерин мен екі молекула май қышқылдарының, фосфор қышқылының және азотты негіздің күрделі эфирі.
Гликолипидтердің молекуласында көмірсулар болады.
Сульфатидтер – сфингозин, цереброн, немесе лигноцерин қышқылдарынан, галактоза және күкірт қышқылынан пайда болған күрделі эфирлер.
Липаза асқазанда ішекте майды 2-моноацилглицеролға ыдыратады.
Триацилглицеролдың биосинтезі.
Глицерол және май қышқылы бір-бірімен триацилглицерол түзілуімен әрекеттеспейді. Биосинтезде активті күйі май қышқылының ацил-СОА және глицерол – 3 фосфат күйіндегі глицерол болады.
Активтелген L – глицеролда АТР арқылы глицеролкиназы және L – глицерол – 3 фосфат төзімді.
Одан кейін L – глицерол – 3 фосфатдан және ацил-СОА екі әр түрлі молекуласынан 1,2-диацилглицерол 3-фосфат түзіледі. Және оларды фосфатид қышқылы дейді. Катализатор ретінде ацилтрансфераза қатысады.
Бақылау сұрақтар:
1. Липидтердің жіктелуі
2. Майлар, олардың құрылымы және қасиеттері: гидролиздеу, гидрогенизациялау, пероксидтердің түзілуі
3. Табиғи майлардың қышқылдары
4. Организмде майлардың ыдырауы
Дәріс №26
Тақырып: Жай липидтер. Құрылымы және қасиеттері
Жоспар:
1. Жай липидтердің сипаттамасы.
2. Майлардың табиғатта кездесуі мен маңызы
3. Майлардың құрамы мен құрылысы
4. Алу жолдары
5. Физикалық, химиялық қасиеттері
Дәріс мақсаты: Жайлипидтердің құрылысы, қасиеттерімен танысу
Дәріс мәтіні (қысқаша):
Майлар, триглицеридтер — органикалық қосылыстар; негізінен глицерин мен бір негізді май қышқылдарының (триглицеридтердің) күрделі эфирлері; глицерин мен жоғарғы карбон қышқылдарының күрделі эфирлері. Липидтерге жатады. Табиғи майлар молекуласындағы қаныққан май қышқылдары стеарин, пальмитин, ал қанықпаған май қышқылдары олеин, линол, линоленқышқылдарынан тұрады. Тірі организмдердің клеткалары мен тіндерінің (ткандерінің) негізгі құрамды бөліктерінің бірі; организмдегі энергия көзі; таза майдың калориялылығы 3770 кДж 100 г. Табиғи Майлар жануар және өсімдік Майлары болып бөлінеді. Триглицеридтер құрамына С8-ден С24-ке дейінгі қалыпты құрылысты, негізінен жұп санды көміртек атомдарының қаныққан және қанықпаған қышқыл қалдықтары кіреді. Барлық Майлардың тығыздығы 1-ден аз. Тек жоғары вакуумда қайнайды. Суда ерімейді. Бензинде, керосин мен бензолда ериді. Алкоголиз, ацидализ реакцияларына түседі. Қышқылдардың қос байланысы бойынша сутекті (гидрогендеу), галогенді, галогенсутекті қышқылдарды, т.б. қосып алады. Аса қызған бумен, минералды қышқылдармен және ферменттермен әрекеттескенде глицерин және май қышқылдарын түзіп гидролизденеді. Ауадағы оттекпен тотыққанда пероксидті қосылыстар, оксиқышқылдар, т.б. түзеді. Құрамында биол. активті заттар (қанықпаған май қышқылдары, фосфатидтер, витаминдер, токоферолдар) болады. Майлар техникалық мақсатта қолданылады.
Майлардың табиғатта кездесуі мен маңызы
Барлық өсімдіктер мен жануарлар организмдерінде майлар болады. Көмірсулар мен ақуыздар сияқты майлар тағамның негізгі құрам бөлігі (1-кесте).
1-кесте Кейбір тағамның орташа құрамы | |||
Өнім | Май, % | Көмірсу, % | Ақуыз, % |
Сары май | 78,5 | 0,5 | 0,4 |
Шоколад | 37,5 | 47,5 | 5,8 |
Шошқа еті | 35,5 | - | 2,2 |
Сиыр еті | 9,9 | - | 15,2 |
Тауық жұмыртқасы | 11,3 | - | 10,6 |
Бидай наны | 1,5 | 50,3 | 6,4 |
Қант | - | 95,5 | 2,7 |
Балмұздақ | 3,3 | 21,2 | 2,8 |
Картоп | 0,4 | 20,0 | 1,7 |
Майлы тағамдарға сары май, мал майы және өсімдік майы жатады. Адамға тәулігіне 50—70 г май қажет. Үнемі майсыз тағаммен қоректену жүйке жүйесі қызметінің бұзылуына, иммунитеттің төмендеуіне әкеліп соқтырады. Адамның азықпен қабылдайтын майының кемінде үштен бірінің құрамында қанықпаған май қышқылдары бар сұйық майлар болуы керек. Сұйық майдың биологиялық белсенділігі басқа майлармен салыстырғанда жоғары болады. Адам организмі қанықпаған май қышқылдарын өздігінен синтездей алмайтын болғандықтан, оларды даяр күйінде тағаммен қабылдауы керек. Мысалы, сұйық майдың құрамында витамин Е және қан тамырларындахолестериннің жиналуына кедергі келтіріп, атеросклерозды болдырмайтын зат — β-ситостерин кездеседі. Сары майда көздің көруі мен адамның бойы мен шашының өсуін қолдайтын зат β-каротин болады. Тазартылмаған (рафинадталмаған) майда организмге аса қажет фосфолипидтер болады.
Организмде майлар асқазан асты безі мен ішек сөлі құрамындағы ферменттердің әсерінен гидролизденіп, глицерин мен карбон қышқылдарына ыдырайды. Май ыдырағанда бөлінетін өнімдер ішек бүрлері арқылы сіңеді де, басқа биологиялық процестерге қатысады, организмге қажетті жаңа майлар синтезделеді. Синтезделген май лимфа жүйесі арқылы қанға сіңіп, қанмен организмнің басқа мүшелеріне тарайды. Клеткаларда зат алмасу процесіне қатысады.
Майлар гидролизденіп, өнімдері біртіндеп тотығады. Ең соңында олар көміртек (IV) оксиді мен суға айналады. Бұл процестер экзотермиялық — организмнің тіршілігіне қажетті энергия бөледі. Осылайша май биологиялық отын, тірі организм үшін энергия көзі болып табылады. Май қорытылғанда бөлінетін энергияның мөлшері көмірсулар мен ақуыздардан бөлінетін энергиядан екі еседей артық (2-кесте).
2-кесте Тағамның негізгі құрам бөліктерінің калориясы | |
Тағамның құрам бөлігі | Орташа калориясы, кДж/кг |
Майлар | |
Көмірсулар | |
Ақуыздар |
Қорытылған май шығыны қоректену процесінде қайта толықтырылады. Басты энергия көзі болуымен қатар суық климатты ортада тіршілік ететін жануарлардың тері асты май қабаты дене жылуын сақтап, қорғаныш қызмет атқарады.
Майлардың құрамы мен құрылысыМайдың құрамын француз ғалымдары М. Шеврель мен М. Бертло анықтады. XIX ғасырдың басында Шеврель майға су қосып, сілті қатысында қыздырғанда, глицерин жәнө карбон қышқылдары (стеарин және олеин) түзілетінін тапты. Ал Бертло кері реакция жүргізді (1854 ж.) Глицерин мен карбон қышқылдарының қоспасын қыздырып, майларға ұқсас зат алды. Майды түзуге глицерин және карбон қышқылдары (бір түрлі немесе әр түрлі) қатысады:
Майдың құрамына кіретін көп таралған қышқыл қалдықтарында (ацилдер) көміртек атомдарының саны 12-ден 18-ге дейін болады. Глицеридтер қарапайым және аралас болып бөлінеді. Қарапайым глицеридтердің радикалдары бірдей қышқыл қалдықтарынан, ал аралас глицеридтер әр түрлі қышқыл қалдықтарынан тұрады. Мысалы:
Глицеридтерді түзуге, негізінен, қаныққан қышқылдардан пальмитин С15Н31СООН мен стеарин С17Н35СООН қышқылдары, қанықпаған қышқылдардан — олеин С17Н33СООН, линол С17Н31СООН, линолен С17Н29СООН қышқылдары қатысады. Кейбір майлардың құрамына төменгі қышқыл қалдықтары кіреді. Мысалы, сары майда май қышқылының (С4Н9СООН) қалдығы болады. Сиырдың сары майы құрамына май қышқылымен қатар пальмитин және олеин қышқылдарының қалдықтары кіреді. Кейбір майлардың құрамында қаныққан және канықпаған қышқыл қалдықтары аралас болады (3-кесте).
3-кесте Қатты және сұйық майлар триглицеридтерінің жуықтап алынған құрамы (мас., %) | |||||
Триглицеридтер | Пальмитин | Стеарин | Олеин | Линол | Линолен |
Сары май | |||||
Күнбағыс майы | - | ||||
Зәйтүн майы | - | ||||
Зығыр майы | |||||
Қой майы (қатты) | |||||
Сиыр майы (қатты) | |||||
Шошқа майы (қатты) | |||||
Адам организміндегі май | - |
Алу жолдары
Майларды жануарлар мен өсімдіктерден алады. Тиімсіз болғандықтан, майлар синтездік жолмен алынбайды.
Физикалық қасиеттері
Майлар судан жеңіл, тығыздығы 0,9—0,95 г/см³. Суда ерімейді, көптеген органикалық еріткіштерде (бензол, бензин, дихлорэтан) ериді. Майдың балқу температурасы оның құрамындағы карбон қышқылы қалдығына байланысты. Құрамына қанықпаған қышқыл қалдықтары кірсе, май төменгі температурада балкиды. Агрегаттық күйіне байланысты майлар суйыц және қатты болып бөлінеді. Өсімдік майы, әдетте, сұйық, ал жануар майы қатты болады. Бірак кейде жануар майының ішінде сүйығы, ал өсімдік майларының қаттысы да кездесіп қалады. Майдың сүйық немесе қатты болуы оның құрамына кіретін карбон қышқылының табиғатына байланысты. Құрамына қанықпаған карбон қышқылының қалдығы кірсе, май сұйық, ал қаныккан қышқыл қалдығы кірсе, май қатты болады (4-кесте).
4-кесте Майлардың жіктелуі | |||
Майлар | Тегі | Мысалдар | Құрамындағы карбон қышқылының қалдығы |
Сұйық | Негізінен, өсімдіктектес | Күнбағыс, мақта, жүгері, зәйтүн балық майы | Негізінен, қанықпаған |
Қатты | Негізінен, жануартектес | Қой, сиыр, шошқа, кит, түлен, кокос майы | Негізінен, қаныққан |
Химиялық қасиеттері[өңдеу]
1. Майлардыц гидролизі. Күрделі эфир болғандықтан, майлар минерал қышқылдар, сілтілер қатысында қыздырғанда, гидролизденеді. Сонымен қатар майлар тірі организмде ферменттердің әсерінен гидролизденеді. Реакция нәтижесінде глицерин мен карбон қышқылы түзіледі:
Сілті қатысында гидролизденгенде, глицерин мен карбон қышқылының тұзы (сабын) түзіледі. Бұл реакция майдың сабындану реакциясы деп аталады:
Гидролиз процесін жүргізу үшін майларды сумен қосып, автоклавта (қысымда) қыздырады. Егер майларды сода немесе сілті қосып қыздырса, сабын түзіледі. Сабынды бөлу үшін натрий хлоридін қосады. Сабын алу үшін қатты майлар қолданылады. Қатты майлар бағалы тамақ өнімдері, сондықтан құрамында қанықпаған қышқылдары бар сұйық майларды қатты майларға айналдырады.
2. Майларды гидрлеу (гидрогендеу). Өсімдік майларының құрамына қанықпаған қышқылдардың күрделі эфирлері кіретін болғандықтан, оларды гидрлеуге болады. Қыздырылған май (150—160°С температурада) және ұнтақталған никель катализаторы қоспасына сутек жібергенде, май құрамындағы еселі байланыстар сутекпен қанығады. Реакция нәтижесінде сұйық май қатты майға айналады. Ол майды саломас немесе құрама май деп атайды:
немесе реакция теңдеуін ықшамдап былай жазуға болады:
Сұйық майларды гидрлеп алған қатты майлар өнеркәсіпте маргарин және сабын алуға жұмсалады. Маргарин жасау үшін саломасқа аздап сары май, сүт, витаминдер, сонымен қатар дәм және түс беретін қоспалар қосады. Сары майдан маргариннің дәмі өзгеше, ал калориясы және сіңімділігі жағынан кем емес. Сары майға қарағанда маргаринде қанықпаған глицеридтердің көбірек болуы қан тамырларында майдың жиналуына кері әсерін тигізеді. Құрамында майы бар дәмді тағамдардың бірі — майонез. Ол, негізінен, өсімдік майынан (65%) тұрады. Майонезді майға су (25%), жұмыртқа ұнтағын (5-6%), құрғақ сүт (2-3%), қант, сірке суын және дәм беретін заттар қосып дайындайды. Сонымен қатар майларды техникалық мақсаттарға да пайдаланады. Мысалы, олардан сабын жасайды.
Дүние жүзінде жылына ондаған миллион тонна май өндіріледі. Оның шамамен үштен екісі азық ретінде, ал қалғаны техникалық мақсатта қолданылады. Біздің еліміздеАлматыда, Өскеменде, Шымкентте май өндіріп өңдейтін зауыттар бар. Жылдан-жылға майды қолданудың өсуіне байланысты соңғы кезде табиғи майды пайдаланумен қатар мұнай өнімдерінен жасанды май алу ісі қолға алынуда.
3. Майлардың тотығуы. Құрамында екі немесе одан да көп қос байланысы бар өсімдік майлары (қанықпаған қышқылдардың глицеридтері) ауадағы оттекпен әрекеттесіп, жалпы формуласы R-O-OH гидропероксидтер түзеді. Бұл тұрақсыз қосылыстар майдың тотығып полимерлену процесін тездетеді. Нәтижесінде, май молекулалары өзара "тігіліп", қатты қабыршақ (пленка) түзеді. Оны линоксин деп атайды. Полимерленіп, соның нәтижесінде линоксин түзетін майларды кебетін майлар дейді. Ондай майлар сырмай (олифа) дайындауда қолданылады. Сырмайлар белгілі өңдеулерден өткеннен кейін майлы бояулар жасау үшін пайдаланылады.
Табиғи майларды ұзақ сақтаған кезде жарықтың, ауаның және микроорганизмдердің әсерінен ашып кетеді, иісі және дәмі бұзылады. Сақталу мерзімін ұзарту үшін майға ас тұзы сияқты консерванттар қосады және тоңазытқышта сақтайды. Жылудың, жарықтың және ылғалдың әсерінен майлар гидролизге ұшырайды және тотығады. Ауадағы оттектің әсерінен тотыққан кезде гидропероксидтер түзіледі, одан әрі тотығып, олар альдегидтерге, карбон қышқылдарына (құрамында көміртек атомы аз) айналады. Көбіне бұл жағдайда иісі жағымсыз май қышқылы (бутан қышқылы) түзіледі.
Майлар — триглицеридтер, глицерин мен жоғары май қышқылдарынан түзілген күрделі эфирлер. Радикалдың табиғатына байланысты қаныққан және қанықпаған болып бөлінеді. Қатты майлар құрамында қаныққан карбон қышқылдары, ал сұйық майлардың құрамында қанықпаған карбон қышқылдарының қалдықтары болады. Майлар гидролизденеді және гидрлеу реакциясына түседі. Май — маңызды биологиялық отын, жан-жануар үшін энергия көзі, қажетті тағам, зат алмасу процесіне қатысатын маңызды қосылыс.
Бақылау сұрақтар:
1. Жай липидтердің құрамы мен құрылысы.
5. Физикалық, химиялық қасиеттері
Дәріс №27
Тақырып: Күрделі липидтер. Құрылымы және қасиеттері
Жоспар:
1 Күрделі липидтердің сипаттамасы.
2. Лецитин, кефалин. Олардың құрылымы.
3. Лецитин, кефалиннің атқаратын ролдері
Дәріс мақсаты: Күрделілипидтердің құрылысы, қасиеттерімен тірі организмде жүретін ферментативтік ыдырау процестерімен танысу
Дәріс мәтіні (қысқаша):
Майлар және майларға ұқсас заттар липидтер деп аталады. Табиғи липидтер эфир, бензин, бензол, хлороформ сияқты органи-калық еріткіштерде жақсы ериді.
Жоғары сатыдағы өсімдіктер липидтері майлар, балауыз, фосфолипидтер мен глюколипидтер деп аталатын 4 негізгі топқа бөлінеді. Липидтер организмде зор роль атқарады. Олардың бір бөлігі клетканың қор заты ретінде жиналады, ендігі бір бөлігі клетка структурасын түзуге қатысады. Протоплазманың, вакуоляның, пластидтердің ядро мен басқа да органоидтардың сыртқы бетін жауып тұратын мембраналар, сондай-ақ хлоропластар мен митохондриялардағы барлық пластина тәрізді структуралар екі компо-ненттен тұрады, оның біреуі липид болып табылады. Ақуыздармен қосыла келе, липидтер күрделі ақуыздар — липопротеидтер түзеді. Липопротеидтердің осы комплексі клетка мембранасын түзеді.
Майлар негізінен қоректік және энергетикалық қор заттарының ролін атқарады. Майлар көп немесе аз мөлшерде өсімдіктердің барлық клеткаларында дерлік түзіледі. Өсімдіктердің басым көп-шілігі, атап айтқанда, жоғары сатыдағы өсімдіктер тұқымдастарының 88 проценті тұқымына қор заты ретінде май жинайды. Майлар вегетативтік органдарда да түзіледі, бірақ ол мұнда аз болады.
Химиялық құрамы бойынша майлар глицерин мен үлкен молекулалы май қышқылдарының эфирі болып табылады.
Майлардың құрамынан пальмитин — СН3(СН2)нСООН, стеарин — СН3 (СН2) 16СООН, олеин — СН3 (СН2) 7СН =
= СН (СН2) 7СООН, линол — СН3 (СН2) 4—СН = СН—СН2—СН -= СН (СН2) 7—СООН, линолен — СН3СН2СН = СНСН2 • СН =
==СНСН2СН = СН— (СН2) 7—СООН қышқылдарын жиі кездестіру-ге болады. Майлардың құрамына кіретін май қышқылдарында жұп санды көміртек атомдары бар тармақталмаған тізбектер кездеседі. Тармақталған немесе тақ санды көміртек атомдары бар май қышқылдары өте сирек ұшырасады. Сондай-ақ үш байланысты және радикалдары циклді құрылысты болып келетін май қышқылдары да сирек кездеседі.
Май қышқылдары қаныққан (пальмитин, стеарин) және қанықпаған (олеин, линол, линолен) май қышқылдары болып белінеді. Майлардың қасиеттері май қышқылдарының сапалық құрамына, олардың сандық арақатынастарына, бос қышқылдардың құрамына және т. б. байланысты.
Жануарлар организмінде майлар углеводтардан түзіледі. Ол алғаш рет малды бордақылау кезінде байқалды. Кейінірек бұл құбылыс микробтар мен жоғары сатыдағы өсімдіктерден де анықталды. Углеводтар есебінен майдың жиналуы пісіп келе жатқан жемістер мен тұқымдарда өте тез жүреді. Бұл кезде углеводтар, негізінен алғанда, глюкоза мен фруктоза алғашында глицеринальдегид пен диоксиацетонға ыдырайды. Глицеринальдегидтен глицерин түзіледі. Триозадан сірке қышқылы түзіледі, ол май қышқылдарынын синтезі үшін бастапқы зат болып қызмет етеді. Осындай жолмен түзілген глицерин мен май қышқылдары липаза ферментінің жәр-демімен майға синтезделеді.
Майлы тұқымдардың енуі кезінде ондағы майлар липаза ферментінің жәрдемімен өте тез гидролизденеді және онымен бір мез-гілде қант жиналады. Осы кезде гексоза ғана емес, пентоза да түзіледі.
Балауыз дегеніміз әдеттегі температурада қатты, май тәрізді зат. Бұл май қышқылдары мен үлкен молекулалы бір атомды спирттердің күрделі эфирлері. Балауыз өсімдіктердің жапырағын, сабағы мен жемістерін жұқа қабатпен жауып тұрады.
Фоефолипидтер фосфатидтер, плазмалогендер және сфинголипидтер деп аталатын үш топқа бөлінеді. Фосфолипидтердщ үш тобының құрамында да фосфор қышқылының қалдығы болады. Фосфатидтер глицерин мен май қышқылдарының күрделі эфирлері болып табылады. Сонымен қатар олардың құрамында фосфор қышқылының қалдығы және онымен байланысқан азотты негіз бар. Жалпы формуласы:
Молекуланың құрамында май және фосфор қышқылды глицерин қалдығы бар бөлігін фосфатидил деп атайды. Азотты негіз холин, этаноламин, серин болуы мүмкін. Холин неғұрлым кең таралған. Фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин сияқты фосфатидтер клеткада жиі кездеседі.
Фосфатид молекуласында азотты негіздің орнында глицерин, инозит және басқа да қосылыстар болуы мүмкін.
Бұл фосфатидтердің барлығы өсімдіктерде де, сондайақ жануарлар организмінде де кездеседі. Олар митохондрия, хлоропласт мембраналарында, рибосомаларда кездеседі. Хлоропластарда фосфатидилглицерин көп болады.
Фосфатидтердің молекулалары полюсті болып келеді. Құра-мында холиннің немесе басқа азотты негіздердің қалдығы бар ұшы гидрофильді, ал құрамында май қышқылы бар екінші ұшы гидрофобты болып табылады. Бұл фосфатидтер протоплазма мен орга-ноидтар структурасында маңызды роль атқаратындығын түсіндіреді. Протоплазма мен органоидтар мембраналарындағы фосфатидтердің көп белігі ақуыздармен байланыса отырып, липопротеид түзеді.
Фосфолипидтердің екінші тобы — плазмалогендердің құрылысы фосфатидтердің құрылысына ұқсас болады. Олар өсімдіктер клет-каларында сирек кездеседі.
Фосфолипидтердің үшінші тобы-сфинголипидтердің құрамында оның туындысы сфингозин болады, сфинголипидтер өсімдіктерде фосфатидтермен қатар кездеседі.
Гликолипидтер глицерин мен май қышқылының күрделі эфирлері болып табылады. Бірақ, фосфолипидтерге қарағанда мұнда фосфор қышқылының қалдығы емес, белгілі бір моносахарид болады. Моносахарид пен глиңериннің арасында гликозидті байланыс бар.
Гликолипидтер есімдіктердіқ жапырақтарында фосфолипидтерге қарағанда 5 есе көп болады. Олар әсіресе хлоропластарда көп кездеседі, гликолипидтер мүнда мембрана системасын құруға қатысады.
Гликолипидтер тағы да бір туынды — сульфолипидтерге бастама береді. Күкірт қышқылының қалдығы галактозаға қосылады. Соньщ нәтижесінде сульфолипидтер түзіледі. Сульфолипидтер тек қана өсімдіктер клеткасында кездеседі, ал жануарлар клеткасында сульфолипидтер болмайды.
NH3 – CH2 – CH2OH NH3 – CH2 – CH2 – O – PO
этаноламин фосфоэтаноламин
Бақылау сұрақтар:
1. Күрделі липидтер: лецитин, кефалин.Олардың құрылысы және организмде атқаратын ролі
Дәріс №28
Тақырып : Судың, минералды заттардың алмасуы.
Жоспар:
1. Судың физикалық – химиялық қасиеттері.
2. Су балансы.
3. Минералдық заттардың алмасуына жалпы сипаттама.
4. Минералдық элементтенрдің маңызы
Дәріс мақсаты:Организмдегі судың ролімен танысу. Минералдық заттардың алмасуында химиялық элементтердің биологиялық маңызын түсіндіру.
Дәріс мәтіні (қысқаша)
1. Судың физикалық – химиялық қасиеттері оның алмасуына айтарлықтай әсер етеді. Тканьдер және клеткалар судың экзо және эндогендік деген екі түрін пайдаланады. Экзогендік су организмге сырттан азықпен, ішетін сумен түседі. Метаболизм реакциясының барысында организмнің ішінде түзілетін суды эндогендік су деп атайды.
Су, бүкіл ас қорыту жолы бойы, оның шырышты қабығымен сіңіріледі. Су алмасуы жалпы зат алмасуының құрамды бөлігі.
Тканьдермен клеткаларға суды көбіне альбуминдер мен глоболиндер тасымалдайды.
Натрий тұздары, әсіресе хлоридтері, ақуыздардың суды қосып алуына мүмкіндік туғызса, ал кальций тұздары керісінше, бұл мүмкіндікті азайтып, судың организмнен шығуына жағдай жасайды.
2. Су алмасуы су балансымен сипатталады. Су балансы деп организмге қабылданған сумен шығарылған судың қатынасын айтады.
Су организмнен несеппен 50%, термен, тыныс шығарған ауадағы су буымен бірге 35% және нәжіспен 15 % шығарылады. Организмге түскен су одан үздіксіз шығып отыратын судың орнын толықтырып отыруы керек.
Су алмасуы нейрогуморольдық жолмен, соның ішінде орталық жүйке жүйесінің әр түрлі бөлімдерімен реттеледі.
Ет қоректілерге қарағанда өсімдік қоректілерге ауыз суы кемірек керек.
Су алмасуын реттеуде көптеген ішкі секреция бездері қатысады. Тироксин, паратгормон, андрогендер, және эстрогендер судың бүйректермен бөлінуін демейді.
3. Минералды элементтер алмасуы дегеніміз сыртқы ортадан ас қорыту жолдары арқылы организмге еніп, сіңуі, органдар мен тканьдерде жиналып, алмасуы, содан кейін қайта сыртқа шығарылуы.
Минералды заттардың белгілі мөлшері қарында, негізгі массасы – ащы ішектің шырышты қабығында, ал бірен – сараны тоқ ішекте сіңіріледі.
Сіңірілген минералды заттар клеткааралық кеңістік арқылы қан жарым – жартылай лимфа жүйесінде, ол одан шажырқай арқылы ең аяғында бауырға және алдыңғы қуыс көктамырға келеді. Содан кейін бүкіл организмге тарайды да клеткалар мен тканьдер оларды пайдаланады.
4. Макро - және микроэлементтердің организмде маңызды органдар мен тканьдерде белгілі бір заңдылықпен шоғырлануын байқаймыз. Мәселен, кальций, магний, фтор, стронций, қорғасын және т.б. сүйекте ; темір – жілік, майында, көк бауырда, мырыш пен марганец – ұйқы безінде; калий – клетка ішінде, натрий – клеткадан тыс сұйықта шоғырланады.
Минералды алмасудың ақырғы өнімдері организмнен несеппен, термен және нәжіспен шығарылады.
Кальций организмде әр түрлі қызмет атқарады. Ол, жарақаттанған жерде жарылған тромбоциттен бөлініп шыққан фермент тромбокиназаның қызметін жетілдіріп протромбиннің тромбинге айналуын жеделдетеді.
Организмде фосфор органикалық және минералды қосылыстар құрамында кездеседі. Барлық қосылыстарда организм құрылысының пластикалық материалы ретінде пайдаланылады. Фосфордың организмдегі активтілігі өте жоғары. Атқаратын маңызы зор. Ол, сүйек, күрделі ақуыздар, майлар және көмірсулар құрамына кіреді.
Зат алмасу процестерінде кальциймен және фосформен тығыз байланысты элемент.Магний АТФ мен миозиннің,
р –РНК, т-РНК және и-РНК –ның араларында көпірше қызметін атқарады.
Натрий алмасуы организмдегі калиймен тығыз байланысты. Натрий ас қорыту жолына ас тұзы құрамында түседі. Натрий алмасуы өте қарқынды жүреді. Мәселен, бір тәуліктің ішінде сүйек пен қанда 30-40 % алмасады.
Күкірт. Денедегі көлемі 0,12-0,20%. Ол организмде негізінен күрделі органикалық қосылыстар құрамында және күкірт құрамды амин қышқылдарында кездеседі. Олар цистин, цистеин, метионин.
Темір организмдегі зат алмасу процестерінде маңызы зор бірқатар тотығу – тотықсыздану реакцияларына қатысады.
Жануарлар тіршілігінде мыс ерекше орын алады. Ол да темір сияқты қанның дұрыс түзілуіне қажет элемент.
Бақылау сұрақтар:
1. Организмде судың құрамы және жеке ұлпаларда орналасуы.
2. Организмде су балансының биохимиялық механизмдерін реттеу .
3. Фосфордың, кальцидің, калийдің, натридің алмасуы .
4. Макроэлементтер
5. Микроэлементтер.
Дәріс №29
Тақырып. Гормондар
Жоспар:
1. Гормондар биохимиясы
2. Гормондар классификациясы мен номенклатурасы.
Дәріс мақсаты: Гормондардың организмге әсерін түсіндіру.
Дәріс мәтіні (қысқаша):
Гормондар (гр. hormao — қозғалысқа келтіремін), инкреттер – эндокринді бездерде немесе ішкі секреция бездерінде түзіліп, тікелей қанға баратын биологиялық активті заттар. «Гормондар» терминін 1902 жылы ағылшын физиологтары У.Бейлис пен Э.Старлинг ұсынған. Гормондар қанмен бірге таралады да, ферменттік процестерді үдету немесе тежеу арқылы организмдегі физиологиялық және биохимиялық реакцияларды өзгертіп, органдардың қызметіне әсер етеді. Адамның және сүт қоректі жануарлардың эндокринді бездері шығаратын 30-дан астам гормондар бар. Гормондардың негізгі қызметі – жеке органдар жүйесінің және бүкіл организмнің қызметін гормондық реттеу. Гормондар химиялық тегіне қарай бірнеше топқа бөлінеді:
1.Стероидты (бүйрек үсті безі, аталық, аналық жыныс бездер қабығы) гормондар;
2. Пептидтік гормондар (инсулин, өсу немесе самотроптық, гонадотроптық гормон