Углеводы выполняют в живых организмах разнообразные функции. Они служат источником энергии, являются строительным материалом клеточных стенок, а также определяют наряду с белками защитные (иммунные) свойства млекопитающих. Углеводы - исходные вещества для промышленного производства бумаги, искусственных волокон, взрывчатых веществ, этилового спирта. Они являются первичными продуктами фотосинтеза, осуществляемого растениями из диоксида углерода и воды. Углеводы представляют своеобразный мост между неорганическими и органическими соединениями.
Углеводы объединяют разнообразные по структуре соединения - от небольших молекул из нескольких атомов углерода до полимеров с молекулярной массой в несколько миллионов. Поэтому трудно дать строгое определение класса углеводов, основываясь на структурных признаках. В углеводах обычно выделяют три самостоятельных класса - моносахариды, олигосахариды и полисахариды.
16.1. Моносахариды
16.1.1. Классификация
Моносахариды могут существовать как в открытой (оксоформе), так и в циклических формах. В растворе эти изомерные формы находятся в динамическом равновесии.
Моносахаридами называют гетерофункциональные соединения, содержащие в открытой форме оксогруппу и несколько гидроксильных групп, т. е. полигидроксиальдегиды или полигидроксикетоны.
Если моносахарид в открытой форме содержит альдегидную группу, его называют альдозой, если кетонную группу - кетозой. Для названий моносахаридов характерен суффикс -оза, например глюкоза, рибоза, фруктоза.
В зависимости от длины углеродной цепи моносахариды делят на три-озы (три атома углерода), тетрозы (С4), пентозы (С5), гексозы (С6) и т. д., из которых наиболее распространены пентозы и гексозы. Оба признака -
тип оксогруппы (альдегидная или кетонная) и длина углеродной цепи - учитывают в классификации моносахаридов (схема 16.1).