Glukose og galaktose er aldoser. Fruktose er en ketose.Monosakkarider kan eksistere som en lineær kjede eller som ringformede molekyler; i vandige løsninger finnes de vanligvis i ringformer (Figur 3). Glukose i en ringform kan ha to forskjellige arrangementer av hydroksylgruppen (- OH) rundt det anomere karbonet (karbon 1 som blir asymmetrisk i prosessen med ringdannelse). Hvis hydroksylgruppen er under karbon nummer 1 i sukkeret, sies det å være i alfa (α) posisjon, og hvis den er over planet, sies det å være i beta (β) posisjon.
Figur 3. Fem og seks karbonmonosakkarider eksisterer i likevekt mellom lineære og ringformer. Når ringen dannes, er sidekjeden den lukkes på låst til en α eller β. Fruktose og ribose danner også ringer, selv om de danner femledede ringer i motsetning til den seksledede ringen av glukose.
Disakkarider
Disakkarider (di– = «to») dannes når to monosakkarider gjennomgår en dehydreringsreaksjon (også kjent som dehydreringssyntese). Under denne prosessen kombinerer hydroksylgruppen av ett monosakkarid med hydrogenet til et annet monosakkarid, frigjør et molekyl vann og danner en kovalent binding. En kovalent binding dannet mellom et karbohydratmolekyl og et annet molekyl (i dette tilfellet mellom to monosakkarider) er kjent som en glykosidbinding (Figur 4). Glykosidbindinger (også kalt glykosidbindinger) kan være av alfa-eller beta-typen.
Figur 4. Sukrose dannes når en monomer av glukose og en monomer av fruktose er forbundet i en dehydreringsreaksjon for å danne en glykosidbinding. I prosessen går et vannmolekyl tapt. Ved konvensjon er karbonatomene i et monosakkarid nummerert fra det terminale karbonet nærmest karbonylgruppen. I sukrose dannes en glykosidbinding mellom karbon 1 i glukose og karbon 2 i fruktose.
Vanlige disakkarider inkluderer laktose, maltose og sukrose (Figur 5). Laktose er et disakkarid som består av monomerene glukose og galaktose. Det finnes naturlig i melk. Maltose, eller maltsukker, er et disakkarid dannet av en dehydreringsreaksjon mellom to glukosemolekyler. Det vanligste disakkaridet er sukrose, eller bordsukker, som består av monomerer glukose og fruktose.
Figur 5. Vanlige disakkarider inkluderer maltose (kornsukker), laktose (melkesukker) og sukrose (bordsukker).
Polysakkarider
en lang kjede av monosakkarider forbundet med glykosidbindinger er kjent som et polysakkarid (poly– = «mange»). Kjeden kan være forgrenet eller uforgrenet, og den kan inneholde forskjellige typer monosakkarider. Molekylvekten kan være 100 000 dalton eller mer avhengig av antall monomerer som er koblet sammen. Stivelse, glykogen, cellulose og kitin er primære eksempler på polysakkarider.Stivelse Er den lagrede formen av sukker i planter og består av en blanding av amylose og amylopektin (begge polymerer av glukose). Planter er i stand til å syntetisere glukose, og overflødig glukose, utover plantens umiddelbare energibehov, lagres som stivelse i forskjellige plantedeler, inkludert røtter og frø. Stivelsen i frøene gir mat til embryoet som det spirer og kan også fungere som en kilde til mat for mennesker og dyr. Stivelsen som forbrukes av mennesker, brytes ned av enzymer, som spyttamylaser, i mindre molekyler, som maltose og glukose. Cellene kan da absorbere glukosen.
Stivelse består av glukosemonomerer som er forbundet med α 1-4 eller α 1-6 glykosidbindinger. Tallene 1-4 og 1-6 refererer til karbonnummeret til de to restene som har sluttet seg til å danne bindingen. Som illustrert i Figur 6, er amylose stivelse dannet av ugrenede kjeder av glukosemonomerer (bare α 1-4 koblinger), mens amylopektin er et forgrenet polysakkarid (α 1-6 koblinger ved grenpunktene).
Figur 6. Amylose og amylopektin er to forskjellige former for stivelse. Amylose består av uforgrenede kjeder av glukosemonomerer forbundet med α 1,4 glykosidforbindelser. Amylopektin består av forgrenede kjeder av glukosemonomerer forbundet med α 1,4 og α 1,6 glykosidforbindelser. På grunn av måten underenhetene er forbundet med, har glukosekjedene en spiralformet struktur. Glykogen (ikke vist) er lik i struktur til amylopektin, men mer forgrenet.Glykogen Er lagringsformen av glukose hos mennesker og andre vertebrater og består av monomerer av glukose. Glykogen er dyrets ekvivalent av stivelse og er et svært forgrenet molekyl som vanligvis lagres i lever-og muskelceller. Når blodsukkernivået reduseres, brytes glykogen ned for å frigjøre glukose i en prosess kjent som glykogenolyse.
Cellulose Er den mest omfattende naturlige biopolymeren. Celleveggen av planter er for det meste laget av cellulose; dette gir strukturell støtte til cellen. Tre og papir er for det meste cellulosiske i naturen. Cellulose består av glukosemonomerer som er knyttet sammen med β 1-4 glykosidbindinger (Figur 7).
Figur 7. I cellulose er glukosemonomerer koblet i uforgrenede kjeder med β 1-4 glykosidforbindelser. På grunn av måten glukoseunderenhetene er sammenføyd, blir hver glukosemonomer vendt i forhold til den neste, noe som resulterer i en lineær, fibrøs struktur.
som vist i Figur 7, blir hver annen glukosemonomer i cellulose vendt over, og monomerene pakkes tett som utvidede lange kjeder. Dette gir cellulose sin stivhet og høy strekkfasthet—som er så viktig å plante celler. Mens den β 1-4-koblingen ikke kan brytes ned av menneskelige fordøyelsesenzymer, kan plantelevende dyr som kyr, koalaer, bøfler og hester, ved hjelp av den spesialiserte floraen i magen, fordøye plantemateriale som er rik på cellulose og bruke det som matkilde. I disse dyrene bor visse arter av bakterier og protister i vommen (en del av fordøyelsessystemet av plantelevende dyr) og utskiller enzymet cellulase. Vedlegget til beitedyr inneholder også bakterier som fordøyer cellulose, noe som gir den en viktig rolle i fordøyelsessystemene til drøvtyggere. Cellulaser kan bryte ned cellulose i glukosemonomerer som kan brukes som energikilde av dyret. Termitter er også i stand til å bryte ned cellulose på grunn av tilstedeværelsen av andre organismer i kroppen som utskiller cellulaser.
figur 8. Insekter har en hard ytre exoskeleton laget av kitin, en type polysakkarid. (kreditt: Louise Docker)
Karbohydrater tjener ulike funksjoner i forskjellige dyr. Leddyr (insekter, krepsdyr og andre) har et ytre skjelett, kalt eksoskelettet, som beskytter deres indre kroppsdeler(som vist i biet i Figur 8). Dette eksoskelettet er laget av det biologiske makromolekylet kitin, som er et polysakkaridholdig nitrogen. Den er laget av gjentatte enheter Av n-acetyl-β-d-glukosamin, et modifisert sukker. Kitin er også en viktig komponent i soppcellevegger; sopp er verken dyr eller planter og danner et eget rike i domenet Eukarya.Karbohydrater Er en gruppe makromolekyler som er en viktig energikilde for cellen og gir strukturell støtte til planteceller, sopp og alle leddyr som inkluderer hummer, krabber, reker, insekter og edderkopper. Karbohydrater klassifiseres som monosakkarider, disakkarider og polysakkarider avhengig av antall monomerer i molekylet. Monosakkarider er forbundet med glykosidbindinger som dannes som et resultat av dehydreringsreaksjoner, danner disakkarider og polysakkarider med eliminering av et vannmolekyl for hver binding som dannes. Glukose, galaktose og fruktose er vanlige monosakkarider, mens vanlige disakkarider inkluderer laktose, maltose og sukrose. Stivelse og glykogen, eksempler på polysakkarider, er lagringsformer av glukose i henholdsvis planter og dyr. De lange polysakkaridkjedene kan være forgrenet eller uforgrenet. Cellulose er et eksempel på et uforgrenet polysakkarid, mens amylopektin, en bestanddel av stivelse, er et høyt forgrenet molekyl. Lagring av glukose, i form av polymerer som stivelse av glykogen, gjør det litt mindre tilgjengelig for metabolisme; dette forhindrer imidlertid at det lekker ut av cellen eller skaper et høyt osmotisk trykk som kan forårsake overdreven vannopptak av cellen.
Sjekk Din Forståelse
Svar på spørsmålet (e) nedenfor for å se hvor godt du forstår emnene dekket i forrige avsnitt. Denne korte quizen teller ikke mot karakteren din i klassen, og du kan ta den på nytt et ubegrenset antall ganger.
Bruk denne testen for å sjekke din forståelse og avgjøre om du vil (1) studere forrige avsnitt videre eller (2) gå videre til neste avsnitt.
Leave a Reply