Хидролиза

В предходния урок видяхме че можем да започнем с молекула глюкоза и чрез процес на дехидратация тя може да се свърже с друга молекула глюкоза. По този начин получаваме дизахарида малтоза, съставен от две молекули глюкоза. Ако продължаваме да добавяме, можем да образуваме по-дълги вериги от молекули глюкоза. При процесът, в който свързваме монозахариди – най-често срещаният пример е глюкозата – се получават вериги на полизахариди. Това е полизахарид. Има много различни и интересни примери за полизахариди около нас. Най-вече полизахариди на глюкозата – на основата на глюкоза. Това тук е купа с картофено пюре, което се състои основно от скорбяла (нишесте). А скорбялата е дълга верига от глюкозни блокчета. Това тук е нишесте – скорбяла. Обвивката на много насекоми и животни като омарите, както и крилата на тези насекоми, е изградена от хитин. Хитинът също е полизахарид, изграден от N-ацетил глюкозамин – монозахарид, производен на глюкозата. Това тук е хитин. Много подобен на скорбялата е гликогенът в мускулите ни, който ги захранва с енергия. Има и целулоза, която вероятно е навсякъде около теб. Целулозата изгражда неща като – тъй като са навсякъде около теб, може и да не осъзнаваш, но целулозата е основната съставка на хартията и дървото. Тя изгражда клетъчните стени на растенията. Това тук е снимка на памук в естествения му вид. Памукът всъщност е една от най-чистите форми на целулоза, той е съставен от 90% целулоза. Ако увеличим една нишка памук, или една нишка целулоза ще видим дълги вериги, изградени от глюкозни молекули. Ето това тук е молекула глюкоза. (огражда я) После виждаш друга молекула глюкоза. Тази верига се е формирала при процес на дехидратация. А разликата между скорбялата и целулозата, основната разлика е в това как са се образували връзките между мономерите им. При скорбялата молекулите глюкоза се свързват така, както видяхме във видеото за дехидратация. докато при целулозата те се обърнати. Виждаме, че тук кислородът сочи в тази посока, кислородът сочи в тази посока, кислородът сочи в тази посока. Можеш да потърсиш още информация за целулозата. Интересното е, че структурата ѝ се дължи на водородните връзки, които се формират между частично отрицателните, силно електроотрицателните кислородни атоми в една верига и частично положителните водородни атоми в друга верига. Тези връзки дават структурата на целулуозата. Полизахаридите са много, много интересни. Въпросът е – как се разграждат? Ако изям това картофено пюре, как ще го превърна в глюкоза, за да извлека енергия от него? Това става чрез процеса хидролиза. Можем да разделим думата на части. Ако имаме представката "хидро", това ни подсказва, че е нещо свързано с вода. После, ако видим "лизис", значи, че разграждаме нещо. Нещо се разгражда. Означава, че нещо се разгражда с помощта на вода. Точно това се случва при хидролизата. Имаме този полизахарид, да поставим и молекула вода при него, молекулата вода ще може да разгради една от тези връзки. Можем да получим нещо като... Тази верига може да продължи и в двете посоки, но ще получим нещо такова. Нещо, което изглежда така. Водната молекула се разделя на две части, за да разгради тази връзка. Хидролизата е обратното на дехидратацията. Да видим дали можем да разберем какво точно се случва. Това тук е малтоза. Тя е дизахарид, състои се само от две свързани молекули глюкоза. Ако добавим още една молекула глюкоза тук и още една тук, ще получим скорбяла или гликоген. Ако това беше обърнато, и ако всичките бяха обърнати, щяхме да имаме целулоза. Но нека помислим за механизма, по който връзката се разрушава. Това е просто дехидратация, протичаща в обратна посока. Ще бъде като преговор. Кислородният атом ето тук има две неподелени електронни двойки. Винаги има шанс, ако се удари в нещо, веднага да се свърже с водороден протон, който просто си стои в разтвора. Да предположим, че това се случва във воден разтвор. Случва се във вода. Може просто да си хване водороден протон от преминаващ хидроксониев йон. Ако това стане, ще се образува ковалентна връзка и ще получи положителен заряд. И относно тези два въглеродни атома... Но нека се фокусираме на въглеродния атом тук. Това тук ще е т. нар. в органичната химия добра напускаща група. Тези електрони – кислородът може да иска да си ги прибере обратно, защото има положителен заряд. Кислородът е силно електроотрицателен и атомите може да се срещнат по подходящия начин. Ако те си взаимодействат по правилния начин, може да получим молекула вода. И тук допълнителната молекула вода е много важна за нашата хиродлиза. Да кажем, че това е друга водна молекула, просто преминаваща в точния момент. Тя може да се свърже с този въглероден атом ето тук. Образувайки връзка с въглеродния атом, той си казва: "Добре, ще споделят с мен още малко електрони, тогава мога да пусна тези електрони тук." Той освобождава тези електрони. Какво остава? Да се преместим тук. Ще използвам различни цветове. Тази връзка, която току-що беше създадена, е тази връзка тук. Този кислороден атом е този тук. Тук всъщност има друг водороден атом, свързан с него, ще го означа. Когато участва във връзка, ще има положителен заряд. Тогава тази връзка тук се връща към този кислороден атом. Този кислород тук е този тук. Когато всичко започна, този атом – Този водороден протон, който грабнах и оцветих в оранжево, е този ето тук. Този атом е приел водороден протон и сега този може да отдаде водороден протон в разтвора. Ако водна молекула премине, тя може да свърже този водороден протон и да се превърне в хидроксониев йон. Значи е взел водорен протон и го връща, получава се... Използва тази водна молекула тук, за да разкъса връзката. Затова това има положителен заряд. Може да е преминаващ хидроксониев йон, който просто ще го предаде. И ето, имаме две отделни молекули глюкоза. Разградили сме връзката. Ако това са били части от верига, тогава сме разградили веригата. Ако имаме работа с малтоза, сме я разградили на съставните ѝ молекули глюкоза. Примерът тук е с глюкоза или с малтоза, но можеше да е захароза, в този случай щяхме да разградим захарозата чрез хидролиза на молекула глюкоза и молекула фруктоза. Това е много важна реакция в биологията.