Глюкоза является важным источником энергии для многих клеток, включая мозг и эритроциты. Он также используется некоторыми клетками печени и жировой тканью для хранения энергии.
Глюкоза вырабатывается в ходе фосфорилирования в растениях, а у человека – в результате глюконеогенеза в печени. Он разлагается в организме в результате ряда клеточных реакций, начиная с гликолиза.
Энергия
Глюкоза является основным источником энергии для большинства живых организмов. Он является предшественником нескольких важных соединений, включая крахмал, целлюлозу и гликоген (а также олигосахариды).
Некоторые ферменты используют фосфорилированную глюкозу для добавления группы сахара к другим молекулам в ходе органического химического процесса, называемого гликозилированием. Это может быть очень важно для функционирования белков и липидов.
Глюкоза встречается в двух природных формах: L-глюкоза и D-глюкоза. Оба содержат идентичные молекулы глюкозы, но расположенные в зеркальном отражении. Форма D-глюкозы поляризует свет по часовой стрелке, а форма L-глюкозы поляризует его против часовой стрелки.
Углеводы
Глюкоза является основным источником энергии для живых организмов. Это также основа многих клеточных процессов. Среди наиболее важных — производство полимеров глюкозы (полисахаридов), таких как крахмал, целлюлоза и гликоген; липиды; и олигосахариды, состоящие из глюкозы и других сахаров.
Более того, глюкоза добавляется к белкам и липидам в процессе, называемом гликозилированием, чтобы придать им структуру. Он также используется в качестве субстрата в процессе ферментации для производства этанола, спирта.
Углеводы содержатся в самых разных продуктах и бывают разных форм и типов. Употребление углеводов из здоровых источников, таких как цельнозерновые, овощи, фрукты и бобовые, является ключом к хорошей диете.
Углеводы обеспечивают топливо для центральной нервной системы и энергию для работы мышц в течение дня. Однако они могут быть вредны при чрезмерном употреблении. Диета с высоким гликемическим индексом может увеличить риск сердечно-сосудистых заболеваний, диабета и ожирения.
Гликоген
Гликоген является основным механизмом хранения энергии в организме. Он хранится в основном в печени и мышцах и распределяется по другим тканям в виде свободной глюкозы.
Гликоген имеет полимерную структуру с длинными линейными цепями остатков глюкозы, соединенными гликозидными связями α-1,4. Эти единицы глюкозы образуют спиральный полимер, в котором примерно каждые десять остатков образуют ветвь с другой цепочкой остатков глюкозы.
Эти ветви соединены вместе альфа-ацетальной связью -C(OH)HO-, которая возникает, когда две алкоксигруппы присоединяются к одному и тому же атому углерода (C-1 и C-4 или C-5). В растворах формы глюкозы с открытой цепью существуют в равновесии с несколькими циклическими изомерами, каждый из которых содержит гидроксильное кольцо, замкнутое одним атомом кислорода.
Мышечный гликоген составляет примерно 1-2% мышечной массы и преимущественно локализуется в межмиофибриллярных областях. Когда мышечный гликоген истощается, транспортный белок, называемый гексокиназой, расщепляет его и высвобождает глюкозу в кровоток.
Полисахариды
Полисахариды — это сложные разветвленные углеводы, которые образуются, когда моносахариды или дисахариды соединяются друг с другом гликозидными связями. Эти связи образуются атомом кислорода между двумя углеродными кольцами.
Полисахаридные цепи обладают уникальными свойствами, которые отличаются друг от друга, включая состав, связь, степень разветвления и молекулярную массу. Эти структурные характеристики важны для понимания их физико-химической и биологической активности.
Почти все полисахариды связаны гликозидными связями. Эти связи образуются в ходе реакции дегидратации, когда молекула воды удаляется из остатка сахара и гидроксильная группа теряется у углерода.
Полисахариды используются в качестве структурных компонентов клеточных стенок и внеклеточных структур у растений, насекомых и грибов. Некоторые из них также действуют как накопители энергии. Примеры их включают целлюлозу и хитин. Они также содержатся в гиалуроновой кислоте — веществе, которое важно для суставной жидкости и соединительной ткани.
