Большинство производных моносахаридов выполняют в организме важные биологические функции и необходимые для его нормальной жизнедеятельности. Образуются они из моносахаридов.
Так, моносахариды за счет высокой реакционной способности полуацетального гидроксила могут вступать во взаимодействие со спиртами, карбоновыми кислотами и т.д. с образованием О-гликозидов (связь осуществляется через кислород). Гликозидной связи имеет очень важное биологическое значение, поскольку с его помощью осуществляется (за исключением нескольких нетипичных случаев) ковалентного связывания моносахаридов в составе олиго-и полисахаридов. В образовании гликозидных связей могут участвовать OH-группы моносахаридов в различных положениях. Ниже приведены два способа (из пяти возможных) образование гликозидной связи между молекулами □-D-глюкозы. В природе встречаются все возможные виды гликозидных связей, но каждый конкретный олиго-или полисахарид содержит определенный тип гликозидных связей между мономерной единицами. К N-гликозидов относятся такие исключительно важные для жизнедеятельности организма соединения, как нуклеозиды и нуклеотиды, которые имеют самостоятельное значение, а также необходимые для биосинтеза ДНК и РНК, коферменты, некоторые антибиотики и др..
Соединения, относящиеся к гликозидам, широко распространены в природе, особенно в растительном мире. Некоторые из них используются как лекарственные препараты, например дигитоксин - сердечный гликозид; эритромицин, стрептомицин, пуромицин и другие антибиотики и т.д.
В клетке результате ферментативного превращения в присутствии АТФ, моносахариды превращаются в фосфоефиры. Последние являются метаболически активными формами сахаров. Кроме увеличения реакционной способности сахаров фосфорилирования выгодно для клетки еще и потому, что клеточная мембрана малопроницаемых для фосфорильова-ных моносахаридов и последние задерживаются в клетке.
С моно-и дифосфат моносахаридов важнейшую роль в обмене веществ играют глюкозо-1-фосфат, глюкозо-6-фосфат, фру-ктозо-1 ,6-дифосфат, рибулозофосфат, ксилулозофосфат, седогепту-лозо-7-фосфат, еритрозо-4- фосфат и другие, относящихся как к альдозы, так и кетоз гептоз, гексоз, пентоз и тетроз.
Большого интереса заслуживают пирофосфорной эфиры моносахаридов, например, 5-фосфорибозил-1-пирофосфат (ФРЙФ), который участвует в синтезе пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов.
Ниже приведены структуры некоторых фосфорнокислых эфиров углеводов. При восстановлении сахаров образуются многоатомные спирты (полиолы) и дезоксисахары. Так, с D-глюкозы образуется сорбит, с D-маннозы - маннит. Восстановление D-фруктозы приводит к образованию еквимолекулярнои смеси Эпимер - D-маннита и D-сорбита. Ферментативное восстановление в организме человека D-галактозы в D-галактиту (дульцит) и накопление последнего, вероятно, вызывают образование катаракты в хрусталике глаза. Немаловажное значение имеет и шестичленного циклический спирт миоинозит (один из девяти возможных стереоизомеров инозита), который в клетках животных входит в состав клеточных мембран в виде липидного компонента фосфатидилинозиту.
К наиболее биологически важных дезоксисахарив относятся D-2-дезоксирибоза, которая входит в состав ДНК, и L-6-дезоксигалак-то по (L-фукоза), найдена в углеводном фрагменте некоторых гликопротеинов клеточной мембраны животных. Во многих природных олиго-и полисахаридов найден аминосаха-ры - производные моносахаридов, в которых гидроксильная группа замещена аминогруппой. К наиболее важным аминосахара в организме человека и животных относятся D-глюкозамин (входит в состав важных структурных полисахаридов - гиалуроновой кислоты, хитина и т.п.) и D-га-лактозамин (участвует в синтезе полисахаридов хрящевой ткани-хондроитинсульфатив и некоторых гликолипидов). В составе различных Гетерополисахариды аминосахара чаще всего встречаются в ацетилированного или сульфатированных виде. Производное D-глюкозамина N-ацетил-мурамова кислота входит в состав полисахаридов мембран бактериальных клеток, а производное D-манозамину N-ацетилнейраминова (СИА-лова) кислота является необходимым звеном клеточных гликопротеинов и глико-липидов тканей человека и животных.