Hiilihydraattien kemia

Hiilihydraatit tai sakkaridit ovat runsasluokkaisin luokka biomolekyylien. Hiilihydraatteja käytetään energian varastointiin, vaikka ne palvelevat myös muita tärkeitä toimintoja. Tämä on yleiskatsaus hiilihydraattikemiaan, mukaan lukien katsaus hiilihydraattityyppeihin, niiden toimintaan ja hiilihydraattiluokitukseen.

Kaikki hiilihydraatit sisältävät samat kolme elementtiä, ovatko hiilihydraatit yksinkertaisia ​​sokereita, tärkkelyksiä tai muita polymeerit. Nämä elementit ovat:

• hiili (C)
• Vety (H)
• Happi (O)

Eri hiilihydraatteja muodostuu tavasta, jolla nämä elementit sitoutuvat toisiinsa, ja kunkin atomityypin lukumäärästä. Yleensä vetyatomien ja happiatomien välinen suhde on 2: 1, mikä on sama kuin vesisuhde.

Sana "hiilihydraatti" tulee kreikan sanasta sakharon, joka tarkoittaa "sokeria". Kemiassa hiilihydraatit ovat yleinen luokka yksinkertaiset orgaaniset yhdisteet. Hiilihydraatti on aldehydi tai ketoni, jossa on lisäksi hydroksyyliryhmiä. Yksinkertaisimpia hiilihydraatteja kutsutaan

Kaksi monosakkaridia yhdistyvät toisiinsa muodostaen a disakkaridi. Monosakkarideja ja disakkarideja kutsutaan sokerit ja tyypillisesti niiden nimet päättyvät jälkiliitteeseen -ose. Yli kaksi monosakkaridia kytkeytyy yhteen oligosakkaridien ja polysakkaridien muodostamiseksi.

Päivittäisessä käytössä sana "hiilihydraatti" tarkoittaa mitä tahansa ruokaa, joka sisältää runsaasti sokereita tai tärkkelystä. Hiilihydraatteihin sisältyy tässä yhteydessä pöytäsokeri, hyytelö, leipä, vilja ja pasta, vaikka nämä elintarvikkeet voivat sisältää muita orgaanisia yhdisteitä. Esimerkiksi vilja ja pasta sisältävät myös jonkin verran proteiinia.

Hiilihydraatit palvelevat useita biokemiallisia toimintoja:

• Monosakkaridit toimivat polttoaineena solujen aineenvaihdunnassa.
• Monosakkarideja käytetään useissa biosynteesireaktioissa.
• Monosakkaridit voidaan muuttaa tilaa säästäviksi polysakkarideiksi, kuten glykogeeniksi ja tärkkelykseksi. Nämä molekyylit tarjoavat varastoitunutta energiaa kasvi- ja eläinsoluille.
• Hiilihydraatteja käytetään rakenteellisten elementtien, kuten eläinten kitiinin ja kasvien selluloosan, muodostamiseen.
• Hiilihydraatit ja muunnetut hiilihydraatit ovat tärkeitä organismin hedelmöitykselle, kehitykselle, veren hyytymiselle ja immuunijärjestelmän toiminnalle.

• Monosakkaridit: glukoosi, fruktoosi, galaktoosi
• disakkaridit: sakkaroosi, laktoosi
• Polysakkaridit: kitiini, selluloosa

Monosakkaridien luokittelussa käytetään kolmea ominaisuutta:

• Hiiliatomien lukumäärä molekyylissä
• Karbonyyliryhmän sijainti
• kiraalisuus hiilihydraatteja
• aldoosireduk- - monosakkaridi, jossa karbonyyliryhmä on aldehydi
• ketoni - monosakkaridi, jossa karbonyyliryhmä on ketoni
• triooside- - monosakkaridi, jossa on 3 hiiliatomia
• Tetrose - 4 hiiliatomin monosakkaridi
• pentoosi - 5 hiiliatomin monosakkaridi
• heksoosi - monosakkaridi, jossa on 6 hiiliatomia
• aldoheksoosi - 6-hiilialdehydi (esim. Glukoosi)
• aldopentoosia - 5-hiilialdehydi (esim. Riboosi)
• Ketohexose - 6-hiiliheksoosi (esim. Fruktoosi)

monosakkaridi on D tai L riippuen karbonyyliryhmästä kauimpana olevan asymmetrisen hiilen suunnasta. D-sokerissa hydroksyyliryhmä on oikealla puolella molekyyliä, kun se kirjoitetaan Fischer-projektiona. Jos hydroksyyliryhmä on molekyylin vasemmalla puolella, se on L-sokeri.