Kemija ugljikohidrata

Ugljikohidrati ili saharidi najbrojnija su klasa biomolekule. Ugljikohidrati se koriste za skladištenje energije, iako služe i drugim važnim funkcijama. Ovo je pregled kemije ugljikohidrata, uključujući prikaz vrsta ugljikohidrata, njihove funkcije i klasifikacije ugljikohidrata.

Svi ugljikohidrati sadrže ista tri elementa, bilo da su ugljikohidrati jednostavni šećer, škrob ili drugi polimeri. Ti elementi su:

• ugljen (C)
• Vodik (H)
• Kisik (O)

Različiti ugljikohidrati nastaju načinom na koji se ovi elementi međusobno vežu i brojem svake vrste atoma. Obično je omjer atoma vodika u atomima kisika 2: 1, što je isto kao omjer u vodi.

Riječ "ugljikohidrat" dolazi od grčke riječi sakharon, što znači "šećer". U kemiji su ugljikohidrati uobičajena klasa jednostavni organski spojevi. Ugljikohidrat je aldehid ili keton koji ima dodatne hidroksilne skupine. Nazivaju se najjednostavniji ugljikohidrati monosaharidi, koji imaju osnovnu strukturu (C · H₂O)_n, gdje je n tri ili veći.

Dva monosaharida se povezuju u oblik a disaharid. Nazivaju se monosaharidi i disaharidi šećeri i obično imaju imena koja završavaju sufiksom -ose. Više od dva monosaharida povezuje se zajedno u tvorbu oligosaharida i polisaharida.

U svakodnevnoj upotrebi, riječ "ugljikohidrati" odnosi se na hranu koja sadrži visoku razinu šećera ili škroba. U tom smislu, ugljikohidrati uključuju stolni šećer, žele, kruh, žitarice i tjesteninu, iako ta hrana može sadržavati i druge organske spojeve. Na primjer, žitarice i tjestenina također sadrže neku razinu proteina.

Ugljikohidrati služe nekoliko biokemijskih funkcija:

• Monosaharidi služe kao gorivo za stanični metabolizam.
• Monosaharidi se koriste u nekoliko reakcija biosinteze.
• Monosaharidi se mogu pretvoriti u polisaharide koji štede prostor, poput glikogena i škroba. Te molekule osiguravaju pohranjenu energiju biljnim i životinjskim stanicama.
• Ugljikohidrati se koriste za stvaranje strukturnih elemenata, kao što su hitin u životinjama i celuloza u biljkama.
• Ugljikohidrati i modificirani ugljikohidrati važni su za oplodnju, razvoj, zgrušavanje krvi i rad imunološkog sustava.

• Monosaharidi: glukoza, fruktoza, galaktoza
• disaharidi: saharoza, laktoza
• Polisaharidi: himin, celuloza

Za razvrstavanje monosaharida koriste se tri značajke:

• Broj atoma ugljika u molekuli
• Lokacija karbonilne skupine
• kiralnost ugljikohidrata
• aldoza - monosaharid u kojem je karbonilna skupina aldehid
• keton - monosaharid u kojem je karbonilna skupina keton
• trioza - monosaharid s 3 atoma ugljika
• tetroza - monosaharid s 4 atoma ugljika
• pentoze - monosaharid s 5 atoma ugljika
• heksoza - monosaharid sa 6 atoma ugljika
• aldoheksozu - 6-ugljični aldehid (npr. Glukoza)
• Aldopentose - 5-ugljični aldehid (npr. Riboza)
• Ketohexose - 6-ugljikova heksoza (npr. Fruktoza)

monosaharid je D ili L, ovisno o orijentaciji asimetričnog ugljika smještenog najudaljenije od karbonilne skupine. U D šećeru, hidroksilna skupina nalazi se na desnoj strani molekule kada je napisana kao Fischerova projekcija. Ako je hidroksilna skupina lijevo od molekule, to je L šećer.