مشتقات قندها و اهميت آنها:
بحث در زمينه مشتفات قندها را از قندهاي ساده آغاز مي كنيم . برخي گروهاي عامل مي توانند با منوساكاريدها واكنش داده و جايگزين گروهاي هيدروكسيل
(OH)آنها شوند . براي مثال گروه آمينو(NH3)در سه قند , گلوكز , گالاكتوز و مانوز مي تواند جايگزين گروه هيدروكسيل كربن شماره دو هر سه قند شده و به ترتيب تركيبات جديدي به نام گلوكزآمين , گالاكتوزآمين و مانوزآمين ايجاد كند ( قندهايي كه گروه آمين دارند را ازامين مي نامند). از طرف ديگر اسيد استيك و اسيد لاكتيك مي توانند با عامل آمينو ازامينها واكنش داده و تركيبات ديگري را ايجاد كنند . براي مثال با واكنش اسيد استيك وازامين گلوكز آمين تركيبي به نام Nاستيل گلوكزآمين ايجاد مي شود. تركيب اخير در ديواره سلولي باكتري ها به ميزان زياد يافت مي شود . در ديواره سلولي باكتري ها تركيب ديگري به نام Nاستيل موراميك اسيد نيز يافت مي شود كه مشتقي از Nاستيل گلوكز امين است و در آن اسيد لاكتيك با گروه هيدروكسيل كربن شماره سه استيل گلوكز آمين استخلاف شده است . در ديواره باكتريها Nاستيل گلوكز آمين از طريق كربن شماره يك خود با كربن شماره چهار Nاستيل موراميك اسيد پيوند گليكوزيدي برقرار مي كند و پليمر پلي ساكاريدي طويلي را مي سازند . اين پليمر مانع ورود بيش از حد آب به باكتري شده و در نتيجه از تركيدن باكتري جلوگيري ميكند .( جلوگيري از ورود اسموتيك آب ) . در اشك و بزاق ما آنزيمي به نام ليزوزيم وجود دارد كه پيوند 1 به 4 موجود در بين استيل گلوكز آمين و موراميك اسيد ديواره باكتري را مي شكند و باعث از بين رفتن باكتريها در اين قسمتها ميشود.از ديگر مشتفات منوساكاريدها , فوكوز و رامنوز مي باشد كه به ترتيب از گالاكتوز و مانوز مشتق شده اند و در آنها يك اتم هيدروژن جايگزين گروه هيدروكسيل كربن شماره شش هر دو قند شده است .
اكسيداسيون قندها :
اكسيداسيون يك تركيب به معني گرفتن يك اتم اكسيژن و اكسيد شدن آن است . از طرفي اكسيداسيون را علاوه بر بدست آوردن اكسيژن معادل , از دست دادن پروتون
[H+]و يا از دست دادن الكترون [- e ]نيز قرار مي دهند پس ميتوان گفت تركيبي كه پروتون از دست بدهد يا اكسيژن بدست بياورد و يا يك الكترون از دست بدهد اكسيد شده است . در منوساكاريدها اكسيداسيون به سه طريق رخ مي دهد . در هنگام اكسيداسيون آرام , كربن شماره 1 قند ( گروه آلدئيدي ) يك اتم اكسيژن جذب كرده و گروه آلدئيد تبديل به گروه كربوكسيل مي شود . به تركيب جديد كه از گروه آلدئيدها خارج شده و در گروه اسيدهاي كربوكسيليك طبقه مي شود , اسيدآلدونيك گويند . براي مثال گلوكز كه يك آلدوز است در اثر اكسيداسيون عامل الدئيدي به اسيد كربوكسيليك مربوطه تبديل شده و تركيبي به نام اسيد گلوكونيك ايجاد ميشود . بديهي است كه اسيد گلوكونيك جز' اسيدهاي آلدونيك است. اسيد گالاكتونيك نيز مشتق اكسيد شده گالاكتوز و جز' اسيد آلدونيك ها مي باشد.حالت دوم اكسيد شدگي قندها به صورت اكسيدشدگي نسبتاُ شديد است كه علاوه بر گروه آلدئيدي كربن شماره يك , عامل الكل نوع اول قند نيز اكسيد مي شود ( عامل الكلي نوع اول آخرين كربن زنجيره نسبت به گروه آلدئيدي و كتوني است كه واجد گروه هيدروكسيل و 2 پروتون است
CH2OH.رجوع شود به فرم خطي گلوكز در قسمت اول همين مطلب ). در اين حالت به تركيبي اسيدي جديدي كه حاصل ميشود اسيد آلداريك مي گويند مانند گلوكز كه بر اثر اين نوع اكسيداسيون تبديل به اسيدگلوكاريك مي شود. حالت سوم اكسيد شدگي كنترل شده است . در اين حالت تنها عامل الكلي نوع اول اكسيژن ميگيرد و گروه آلدئيدي بدون تغيير مي ماند . اسيد اورونيك نيز نام عمومي قندهايي است كه اين نوع اكسيداسيون در آنها رخ مي دهد. براي مثال گلوكز در هنگام اكسيداسيون كنترل شده تبديل به اسيد گلوكرونيك مي شود.احياء قندها:
واكنش احياء عكس واكنشهاي اكسيداسيون است . بدين معني كه اگر تركيبي اكسيژن ازدست بدهد ويا پروتون و الكترون جذب كند احيا مي گردد.در اثر احياء قندها تركيبات مهمي توليد ميشود براي مثال ريبوز قندي پنچ كربنه است كه بر اثر انجام واكنشي از نوع احياء بروي كربن شماره دو آن يك اكسيژن از دست مي دهد و تبديل به قند حياتي دزوكسي رايبوز مي شود . دزوكسي ريبوز يكي از سه تركيب مهم تشكيل دهنده مولكول
DNAمي باشد . ( بازهاي ألي و گروهاي فسفات دو عامل ديگر تشكيل دهنده مولكولDNAمي باشند). علاوه بر دزوكسي قندها , بر اثر واكنشهاي احيا ء بروي قندها پلي الكلها نيز از تشكيل ميگردند. سوربيتول , ربيتول و گليسرولپلي الكل هايي يستند كه به ترتيب از گلوكز(يا فروكتوز) , ريبوز و گليسرآلدئيد سنتز مي شوند.علاوه بر موارد بالا تركيبات فسفاته قندها ( استر فسفاته قند ) در واكنشهاي متابوليسمي نقش اساسي دارند كه در مورد آنها بحث خواهد شد ( براي مثال اتصال گروه فسفات به كربن شماره شش گلوكز تركيبي به نام گلوكز 6 فسفات را مي سازد ). ويتامين Cنيز مشتقي از گلوكز است كه بحث خواهد شد.قندها عوامل احياء كننده هستد :
اين بدين معني است كه قندها مي توانند با از دست دادن پروتون يا الكترون كه باعث اكسيد شدن خود قند مي شود تركيب ديگري را احيا كنند .واضح است كه الكترون و يا پروتوني كه از قند خارج مي شود وارد ساختمان تركيب ديگر شده و آنرا احياء مي كند. عموماُ گروهاي عامل الدئيدي در آلدوزها و كتو در كتوزها تحت اثر اكسيداسيون واقع مي شوند . براي مثال منوساكاريدها كه در حضور يون مس دو بار مثبت قرار دارند
مي توانند اين يون را به مس يك بار مثبت Cu+احياء كنند ( بديهي است كه مس 2 بار مثبت الكترون جذب كرده و احيا شده است ). خاصيت احيا كننده گي در برخي دي ساكاريدها نيز ديده مي شود اما چرا تمام دي ساكاريدها قدرت احيا كنندگي ندارند؟جواب سوال را مي توان در نحوه ايجاد پيوند گليكوزيدي بين دو واحد منوساكاريدي تشكيل دهنده دي ساكاريدها جستجو كرد . چند مثال درك مطلب را ساده تر مي كند . در لاكتوز , كربن شماره يك گالاكتوز با كربن شماره چهار گلوكز پيوند گليكوزيدي ايجاد كرده است . نكته مهم اينجاست كه هر دو قند الدوز هستند و عامل آلدئيدي هر دو بروي كربن شماره يك واقع است . گالاكتوز كه با كربن شماره يك خود وارد واكنش شده ديگر قدرت احيا كنندگي ندارد اما گلوكز كه از طريق كربن شماره چهار خود واكنش داده , در كربن شماره يك خود گروه آلدئيدي آزاد دارد كه باعث مي شود دي ساكاريد تشكيل شده ( لاكتوز) خاصيت احيا كنندگي داشته باشد اصطلاحاُ مي گويند كه لاكتوز انتهاي احيا كننده دارد. اما در دي ساكاريد ترهالوز قضيه متفاوت است . ترهالوز از دو ملكول گلوكز تشكيل شده كه هر دو از طريق كربن شماره يك خود با هم پيوند داده اند . به همين سبب ترهالوز فاقد انتهاي احيا كننده بوده ويك دي ساكاريد غير احيا كننده است . در مورد دي ساكاريد سوكزوز نيز قضيه به همين ترتيب است پيش از اين هم اشاره شد كه سوكروز از دو منومر گلوكز و فروكتوز تشكيل شده است و كربن شماره يك گلوكز با كربن شماره دو فروكتوز پيوند ايجاد كرده با توجه به اينكه فروكتوز يك كتوز است و گروه عامل آن در كربن شماره دو واقع شده پس سوكروز نيز يك دي ساكارز غير احيا كننده است .
كربن شماره يك آلدوزها و كربن شماره دو كتوزها كه در واكنشهاي فوق دخيلند را اصطلاحاُ كربن آنومريك مي نامند پس مي توان گفت كه دي ساكاريدهاي غيراحياء كننده با هردو كربن آنومري خود واكنش داده اند و دي ساكاريدهاي احياء كننده تنها با يك كربن آنومريك واكنش داده اند. ويك كربن آنومري آزاد دارند . مالتوز و سلوبيلوز نيز دو دي ساكاريد احيا كننده هستد هر دو از دو واحد گلوكز كه پيوند 1 به 4 دارند حاصل شده اند.
در قسمت قبل بحث در مورد پلي ساكاريدها را تا انجا ادامه داديم كه هموپلي ساكاريدها از بيش از بيست منومر يكسان تشكيل شده اند ( كمتر از بيست منومر را اوليگو ساكاريد مي ناميم .) . اما گروه ديگري از پلي ساكاريدها وجود دارند كه واحدهاي تشكيل دهنده آنها از يك نوع نمي باشد كه اين گروه از پلي ساكاريدها را هتروپلي ساكاريد مي نامند . هترو پلي ساكاريدها را با نامهاي ديگر چون پلي ساكاريدهاي مركب و يا گليكوز آمين گليكان نيز مي شناسند . اگر به خاطر داشته باشيد در ابتداي همين فسمت در مورد دو ازامين استيله به نام
Nاستيل گلوكز آمين وNاستيل موراميك اسيد بحت كرديم كه در ديواره باكتري نفش حياتي دارند و با هم تشكيل پلي مري از نوع هتروپلي ساكاريدي مي دهد .گليكوز آمين گليكان ها يكي از تركيبات بسيار مهم در بدن جانوران است . وجود آنها در فضاي بين سلولي ( ماتريكس خارج سلولي ) باعث اتصال سلولها به يكديگر مي شود ( نقش سيمان ) . وجود آنها در فضاي بين مفاصل باعث نرمي حركت مفاصل و جلوگيري از سايش مي شود در ساختمان گليگوزآمين گليكانها هميشه
Nاستيل گلوكز آمين ويا Nاستيل گالاكتوز آمين يافت مي شود كه در اغلب موارد در تركيب با اسيد آلدرونيك هستند . براي مثال گليكوز آمين گليكاني به نام اسيد هيالورونيك نقش نرم كنندگي مفاصل را به عهده دارد از ريشه هاي يك در ميان N استيل گلوكز آمين و اسيد گلوكرونيك تشكيل شده است ( تركيب اخير در مايع چشم نيز وجود داشته و به آن حالت ژله مانند مي دهد .)كندروايتين سولفات پلي ساكاريد ديگري است كه در ايجاد قدرت كششي غضروفها و تاندونها نقش دارد و از ريشه هاي يك در ميان
Nاستيل گالاكتوز آمين سولفاته ( كربن شماره 4 آن سولفاته شده ) و اسيد گلوكرونيك ايجاد مي شود .درماتان سولفات عامل انعطاف پذيري پوست , عروق و دريچه هاي قلب است كه از ريشه هاي يك در ميان استيل گالاكتوز آمين سولفاته و اسيد ايدورونيك تشكيل شده است .دو هترو پلي ساكاريد مهم ديگركه در بدن يافت مي شود عبارتند از كراتان سولفات كه در سلولهاي مرده پوست , مو , ناخن , شاخ و سم جانوران وجود دارد واز ريشه هاي يك در ميان
Nاستيل گلوكز آمين سولفاته ( كربن شماره 6 سولفاته شده ) و گالاكتوز تشكيل شده است وديگري هترو پلي ساكاريد هپارين است كه يك عامل ضد انعقادي در بدن است و توسط ماست سل ها ساخته مي شود . هپارين بعد از ازاد شدن از ماست سلها وارد خون شده وبا اتصال به پروتئين ضد انعقادي آنتي ترومبين 3 آنرا فعال مي كند .ادامه دارد...
) 
) . فراموش نكنيم كه اگر اجداد ما در دوره ساسانيان پلاستيك را مي ساختند تا هزاران سال ديگر نيز زمين نمي توانسنت انرا تجزيه كند( اصولا باكتري كه بتواند پلاستيك را تجزيه كند وجود ندارد).
